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研发铝合金的集成计算材料工程

杜勇 , 李凯 , 赵丕植 , 杨明军 , 程开明 , 魏明 , 孔毅 , 刘丝靓 , 许慧霞 , 塔娜 , 徐凯 , 张帆 , 李晗 ,

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.100-5053.2016.100004

用于铝合金的集成计算材料工程是将微观(10-10~10-8 m)、细观(10-8~10-4 m)、介观(10-4~10-2 m)和宏观(10-2~10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到铝合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化,把铝合金的研发由传统经验式提升到以组织演化及其与性能相关性为基础的科学设计上,从而大大加快其研发速度,降低研发成本。本文详细阐述了原子尺度模拟、相图计算、相场、元胞自动机和有限元等计算模拟方法及微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在铝合金研发中所发挥的具体作用。基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产3个层面研发铝合金的具体框架。通过2个应用实例,展示了集成计算材料工程在铝合金研发中的强大功能,这也为新型铝合金及其它新材料的设计和开发提供了新模式。

关键词: 铝合金 , 集成计算材料工程 , 多尺度模拟 , 数据库 , 应用

Ni-Cr-Mo三元系1358 K等温截面的测定

王日初 , 冯艳 , 毕豫 ,

稀有金属材料与工程

应用三元扩散偶技术测定了Ni-Cr-Mo三元系1358 K的等温截面,借助电子探针微区成分分析方法分析了Ni-Cr-Mo三元扩散偶的相区成分,并对其相关系进行了研究.测得Ni-Cr-Mo三元扩散偶在1358 K下存在一个中间化合物NiMo,Cr和Mo在扩散偶中形成连续固溶体,Ni和(Cr,Mo)有限固溶,扩散偶中未发现三元中间化合物.实验发现Ni-Cr-Mo三元系1358 K的等温截面存在一个三相区:Ni+NiMo+(Cr,Mo).

关键词: Ni-Cr-Mo三元系 , 扩散偶 , 相平衡 , 等温截面

Nb-Ti-Si三元系1 473 K等温截面的测定

王日初 , 柳春雷 , 王冲 ,

稀有金属材料与工程

运用扩散偶技术结合电子探针微区成分分析方法对Nb-Ti-Si三元扩散偶进行相分析,测得Nb-Ti-Si三元系1473K下所生成的7个扩散层,分别是TiSi2,TiSi,Ti5Si4,Ti5Si3,Nb5Si3,NbSi2和M3Si,此扩散偶中未发现三元化合物.并根据扩散偶中的相区分布和相图中相区分布的关系,得出Nb-Ti-Si三元系1473K下的等温截面.

关键词: 扩散偶 , Nb-Ti-Si三元系 , 结线 , 相平衡 , 等温截面

二元合金相图进展及基于第一性原理新方法

李燕峰 , 徐慧 , 刘小良 ,

材料导报

材料设计已成为各国争相发展的技术之一,作为材料制备的索骥图,相图及其热力学参数的计算方法受到了越来越多的重视.概述了相图及热力学研究的进展,对比分析了经典的热力学计算方法和前沿研究,并着重分析了目前流行的第一性原理计算和CALPHAD方法相结合的计算进展,提出并验证了基于第一性原理的带温度参数的热力学数据计算方法,展望了此类方法对预测材料物性和冶金设计优化的前景.

关键词: 相图计算 , 第一性原理 , 密度泛函

Fe-Ni-Nb三元系1198 K等温截面的测定

周果君 , 黄先明 , 刘华山 , 刘立斌 ,

稀有金属材料与工程

采用扩散偶技术测定了Fe-Ni-Nb三元系1198 K的等温截面,借助电子探针微区成分分析方法对Fe-Ni-Nb三元扩散偶的相区成分,及相关系进行研究.结果表明:Fe-Ni-Nb三元扩散偶在1198 K时生成μ,Fe2Nb,Ni6Nb7和Ni3Nb 4个中间化合物.μ相与Ni6Nb7形成连续固溶体,表示为(Fe,Ni)6Nb7.该等温截面形成γ(Fe,Ni)+Fe2Nb+Ni3Nb,Fe2Nb+Ni3Nb+(Fe,Ni)6Nb72个三相区,没有发现三元化合物.

关键词: Fe-Ni-Nb , 扩散偶 , 等温截面 , 相图

锡对铝锌镁铜合金在120℃时效后组织与性能的影响

姜荣票 , 赖建平 , 刘华山 , , 李晓谦

机械工程材料

采用透射电子显微镜和维氏显微硬度计研究了锡对铝锌镁铜合金在120℃时效不同时间后组织和性能的影响。结果表明:时效初期,锡能促进GPII区的形成;含锡合金中锡的高空位结合能影响了元素的扩散,导致η′相的粗化被抑制,从而延迟了硬度峰值的出现,而且合金具有更高的硬度。

关键词: , 析出相 , 时效行为 , 铝锌镁铜合金

Fe-Co-Nb三元系相图的1173 K等温截面

周果君 , 刘华山 , 刘立斌 ,

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.01.007

根据扩散偶局部平衡原理,用电子探针微区成分分析,测定了Fe-Co-Nb三元系1173 K的等温截面相图.结果表明,Fe-Co-Nb三元扩散偶在1173 K时生成Fe7Nb6,Fe2Nb和Co7Nb6,Co3Nb、Co2Nb五种中间化合物.Fe7Nb6与Co7Nb6形成连续固溶体(Fe,Co)7Nb6.Fe-Co-Nb三元系的1173 K等温截面由αFe+αCo+Co3Nb,αFe+Co3Nb+Co2Nb,αPe+Fe2Nb+Co2Nb,Fe2Nb+Co2Nb+(Fe,Co)7Nb6四个三相区组成,没有发现三元化合物.

关键词: 材料科学基础学科 , Re-Co-Nb , 扩散偶 , 等温截面 , 相图

Al-Ti-Zr 三元系1073 K 等温截面的测定

吕凯丽 , 杨冯 , 谢止云 , 刘华山 , 蔡格梅 ,

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64436-9

采用合金样与扩散偶相结合的方法,利用电子探针射线显微分析(EPMA)对 Al?Ti?Zr 三元系的1073 K 等温截面的相关系进行实验测定。结果表明:截面中存在一个 Al 含量(摩尔分数)达到16.3%的β(Ti,Zr)固溶体。Ti和 Zr 可以在大多数 Al?Zr 和 Ti?Al 二元中间化合物中相互取代。其中,Zr 在 Ti3Al 和 TiAl 中的最大固溶度分别达到17.9%和4.0%。该等温截面共包含16个单相区,27个两相区和14个三相平衡,没有检测到三元化合物。

关键词: Al-Ti-Zr 三元系 , 相平衡 , 扩散偶 , 固溶度

相图计算在BBO晶体生长中的应用

王冲 , 余浩 ,

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.03.014

本文基于所计算的部分含BBO晶体的硼酸盐体系,研究了相图计算CALPHAD技术在BBO晶体生长过程中的一些应用.利用计算结果,阐述了BBO晶体生长过程中的助熔剂的选择、成分配料以及提拉法生长过程中等径条件的控制等环节.本工作结合CALPHAD技术为BBO晶体的生长提供了理论支持.最后,讨论了CALPHAD技术在晶体生长领域所具有的优势和潜力.

关键词: BBO晶体 , 非线性光学晶体 , CALPHAD技术 , 晶体生长

热障涂层中NiCrAlY-ZrO2界面特性的研究

陈和兴 , , 周克崧

中国腐蚀与防护学报

研究了中间层采用低压等离子喷涂(LPPS)和外层采用大 气等离子喷涂(APS)的热障涂层(TBC),经1100℃热处理,NiCrAlY-ZrO2界面的特性和元素 的分布随时间的变化规律.

关键词: 热障涂层(TBC) , NiCrAlY-ZrO2 interf ace , profile of elements

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