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电子束熔炼Inconel 740合金不同热处理状态下的组织演变与显微硬度

, 廖娇 , 李佳艳 , 石爽 , 王清 , 游小刚 , 李鹏廷 , 姜辛

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.04.004

利用电子束熔炼技术制备Inconel 740合金,研究热处理状态下合金的组织演变过程与显微硬度的分布情况,分析热处理过程中合金相析出规律与相分布特点.结果表明:合金宏观组织良好,夹杂物含量较少,晶粒尺寸在2mm左右.标准热处理后的组织主要为奥氏体,并有大量孪晶,晶界上碳化物M23C6呈连续分布,同时也有G相和η相析出.晶内析出大量球形、尺寸大小约为30nm的强化相γ'.电子束熔炼制备的Inconel 740合金在标准热处理状态下的显微硬度明显高于传统方法制备的同种合金,约高120HV0.1.

关键词: 电子束熔炼 , Inconel 740合金 , 组织 , 显微硬度

冶金法制备太阳能级多晶硅的耦合除杂研究

李鹏廷 , 王凯 , 姜大川 , 任世强 , , 安广野 , 张磊 , 郭校亮 , 王峰

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160324

以工业硅为原料,利用介质熔炼、定向凝固和电子束熔炼三种熔体处理技术对工业硅中的B、P和金属杂质进行了去除,制备出了99.9999%级多晶硅材料,其中,杂质B和P的含量分别低于0.20 ppmw(parts per million(weight),百万分之一质量),金属杂质总含量(TM)低于0.23 ppmw.研究发现,介质熔炼去除杂质B的过程中,熔体中发生氧化还原反应可以有效去除大部分的杂质Al和Ca;电子束熔炼过程中,利用饱和蒸气压原理可以有效去除挥发性杂质P、Al、Ca,同时降束诱导多晶硅定向凝固,可将其他金属杂质进一步去除.本研究通过各技术间的耦合除杂,减少了冶金法提纯多晶硅的工序,为连续化、规模化生产提供了技术支撑.

关键词: 工业硅 , 介质熔炼 , 定向凝固 , 电子束熔炼

铁在冶金级硅低速定向凝固过程中的再分布

甘传海 , 方明 , 张磊 , 邱实 , 李锦堂 , 姜大川 , 温书涛 , , 罗学涛

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64177-8

研究冶金级硅低速定向凝固过程中杂质铁的再分布。采用ICP-MS检测铁的浓度,绘制铁在固相、液相、晶界和晶体生长方向上的浓度示意图。铁浓度在固、液相中具有明显差异。依据质量守恒定理,计算得出溶质边界层约为4 mm,铁的有效分凝系数约为2.98×10?4。在低速凝固条件下,铁容易偏析聚集在晶界。在生长方向上,由于低速凝固,铁浓度在硅锭86%高度以下几乎恒定,不完全符合Scheil方程规律。讨论了对流对铁再分布的影响,对流“死区”对铁再分布具有重要影响。

关键词: 定向凝固 , 冶金级硅 , 再分布 , , 晶界

一种新型定向凝固镍基高温合金抗热腐蚀性能的研究

宁礼奎 , 郑志 , , 刘恩泽 , 佟健 , 于永泗 , 王华

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.02.006

研究了新型定向凝固镍基高温合金DZ68的抗热腐蚀性能,并与K438合金进行了比较.结果表明:热处理态DZ68合金组织中几乎没有(γ+γ')共晶,碳化物尺寸小,其整体组织比较均匀;在热腐蚀过程中发生比较均匀的腐蚀,其外腐蚀层的腐蚀产物主要是(Ni,Co)Cr2O4,内腐蚀层的腐蚀产物主要是Al2O3.热处理态K438合金组织中存在较多的(γ+γ')共晶和数量较多、尺寸较大的长条状碳化物,组织均匀性较差;在热腐蚀过程中发生不均匀腐蚀,其外腐蚀层的腐蚀产物主要是NiO,内腐蚀层的腐蚀产物主要是CrS.两种合金中Ti元素的偏析有促进其它元素偏析的倾向,使合金组织的均匀性恶化,热腐蚀均匀性变差.在本实验条件下,DZ68合金的抗热腐蚀性能略好于K438合金.

关键词: DZ68 , 热腐蚀 , 高温合金

锡添加对硅铝合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响

李佳艳 , 曹盼盼 , 刘瑶 , 李亚琼 , 贾朋军 , 倪萍 ,

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201609004

通过在硅铝合金熔体中添加不同原子分数(0,10%,20%,30%)的锡制备了合金铸锭,研究了锡的添加对该合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响.结果表明:初晶硅枝晶宽度随着锡含量的增加而增大,当合金铸锭中硅原子分数为31.86%、锡原子分数由0增至30%时,初晶硅平均枝晶宽度由490μm增大至710μm;较低硅含量合金铸锭中的初晶硅枝晶宽度较大,锡的添加对枝晶宽度的增大效果也更明显;初晶硅的回收率随着锡含量的增加而增大,当锡原子分数由0增至30%时,实际回收率由62%增至85%.

关键词: , 初晶硅 , 枝晶宽度 , 回收率

均一微米级液滴和粒子的制备及研究现状

付一凡 , 董伟 , 李颖 ,

材料导报

从原理、特点、存在的问题等方面分别介绍了几种制备微米级液滴和粒子的方法,如雾化法、切丝或打孔重熔法、乳化法、均一液滴成型法、脉冲小孔喷射法.其中脉冲小孔喷射法制备出的微米级液滴和粒子粒径均一可控,圆球度高,热履历一致,具有良好的发展潜力.此外,介绍了微米级液滴和粒子的应用领域及研究现状.

关键词: 均一微米级液滴及粒子 , 脉冲小孔喷射法 , 均一液滴成型法

原子环境对B-O键合特征影响的第一性原理研究

叶飞 , 许斐范 , 刘金美 ,

材料导报

B和O是太阳能级多晶硅中的主要非金属杂质,它们经常以B-O原子对的形式存在.利用第一性原理计算方法,通过对比B-O对在真空、B2 O3和硅中的键合状态,理解Si环境对B-O键合特征的影响.计算结果表明,在这3种原子环境中,O原子的s和p轨道对键合的贡献都比B原子的s和p轨道大得多.其中,在真空中主要是O的2p轨道参与成键,而在氧化物和硅中O原子的2s轨道和2p轨道都参与成键.在硅中,由于B-O间距较大,以及与Si键合导致B-O键合电子态密度的降低,使B-O对在硅中的结合强度低于在氧化物和真空中.

关键词: 第一性原理 , 多晶硅 , 杂质 , 态密度 , 键合

B4C-SiC复相陶瓷的制备与性能

石小磊 , 张聪 , , 许富民 , 董亚丽 , 王来

机械工程材料

采用粒径为10.22μm的B4C粉和粒径为1.07μm的β-SiC粉,通过球磨混合后用真空热压烧结工艺,在1900~2100℃制备了纯B4C陶瓷和B4C-20%SiC复相陶瓷,并进行了相结构分析和力学性能测试.结果表明:SiC的添加对B4C陶瓷的致密度影响不大,当烧结温度为2 100℃时,纯B4C陶瓷和B4o20%SiC复相陶瓷的相对密度分别为87.9%和87.0%;孔隙率显著地影响B4C基陶瓷的力学性能,抗弯强度бw与孔隙率θ的关系符合公式σw=257exp(-2.18θ).

关键词: B4C陶瓷 , B4C-SiC复相陶瓷 , 抗弯强度

多晶硅精炼提纯过程中铝硅合金的低温电解分离

李佳艳 , 李超超 , 李亚琼 ,

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.11.001

选用AlCl3-NaCl-KCl作为电解液,铝硅合金作为阳极、不锈钢作为阴极,恒电流电解条件下实现了多晶硅精炼提纯中硅铝合金的低温分离.结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪等检测手段,研究电解温度、电流密度、电解时间等实验参数对电流效率、沉积铝形貌的影响.研究结果表明:在电流密度为50mA/cm2,电解温度200℃,电解时间60min的条件下,Si-50% Al(质量分数,下同)阳极合金经阳极腐蚀后,阴极电极效率达到最大值93.7%,富硅阳极泥中含有90.4%的多晶硅.

关键词: 精炼 , 多晶硅 , 低温熔盐 , , 分离

腐蚀时间对多孔硅层形貌及多晶硅性能的影响

解希玲 , , 李佳艳 , 董伟 , 刘艳娇 , 邹清川

机械工程材料

采用化学腐蚀方法在多晶硅表面制备多孔硅层,通过外吸杂热处理方法进行除杂后对腐蚀不同时间后多孔硅层的形貌、多晶硅少子寿命和电阻率等进行了研究。结果表明:随着腐蚀时间的延长,形成的多孔硅层呈现不同的形貌,多孔壁孔径逐渐变大,少子寿命延长且电阻率增大;腐蚀14min后。多孔硅层局部区域坍塌,孔壁变薄;腐蚀11min时,经850℃吸杂处理的多孔硅层少子寿命和电阻率达到峰值,分别为0.98μs和0.16Ω·cm。

关键词: 多孔硅 , 多晶硅 , 化学腐蚀 , 电阻率 , 少子寿命

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