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几种单晶半导体材料在压痕下的变形与断裂行为比较

尧志刚朱晓飞张广平

材料研究学报

采用显微压痕方法研究了Si、Ge、GaAs和InP四种半导体单晶的变形与断裂行为.通过测量[100]取向单晶体面内的显微硬度、裂纹开裂的临界压痕尺寸以及断裂韧性, 分析了这四种材料力学性能的面内各向异性行为. 结果表明: 在压痕载荷的作用下, Si和Ge的塑性变形以剪切断层为主, 而GaAs和InP则通过滑移系的开动协调变形. [100]取向的Si、Ge、GaAs和InP四种单晶的面内显微硬度、弹性模量和断裂韧性表现出不同程度的各向异性. 裂纹长度与压痕尺寸间的关系表明, 与GaAs和InP相比, Si、Ge具有较小的临界压痕尺寸和拟合直线斜率, 这一临界压痕尺寸和拟合直线斜率的变化规律分别与材料的硬度和断裂韧性的变化规律一致.

关键词: 无机非金属材料 , semiconductor , microhardness , deformation , fracture toughness , anisotropy

工艺参数对爆炸喷涂WC-Co涂层性能均匀性的影响

王铁钢宋丙红华伟刚宫骏孙超

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00351

采用正交实验, 分别研究了氧燃率、喷涂距离对爆炸喷涂WC-Co涂层性能的影响. 通过工艺优化, 获得了结构均匀致密、硬度高、弹性模量大、耐磨性能好的WC-Co涂层. 利用 XRD和SEM分析涂层的物相组成、观察其微观结构, 经截面与表面力学性能和磨损性能对比, 优化后的涂层表现出近似各向同性特征. 分析指出涂层均匀的微观结构及低孔隙率是导致其近似各向同性特征的主要原因.

关键词: 爆炸喷涂 , WC-Co coating , porosity , microhardness , elastic modulus , micro-scale abrasive wear

电沉积Ni/WC-Co纳米复合镀层制备及腐蚀性能研究

武占文 , 陈吉 , 史艳华 , 梁平 , 杨明川

腐蚀科学与防护技术

利用直流电沉积方法将WC-Co双纳米颗粒和Ni复合镀于黄铜基体, 采用XRD和SEM表征复合镀层相组成和表面形貌, 用显微硬度计测定其硬度并用电化学方法评估镀层的耐蚀性. 结果表明, 与纯Ni镀层相比, 纳米复合镀层中Ni平均晶粒尺寸略有降低, 约为18 nm; 显微硬度提高58%, 约为HV 500. 在3.5% NaCl溶液中纯Ni镀层自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为1.467 μA/cm²和-0.179 V, 纳米复合镀层则分别为8.369 μA/cm²和-0.265 V. Ni/WC-Co纳米复合镀层的硬度显著提高, 但其耐蚀性降低.

关键词: 纳米复合材料 , Ni , WC-Co , microhardness , corrosion resistance

快速凝固二元Al-Cr合金的退火组织及显微硬度

米国发 , 曾松岩 , 蒋祖龄 , 李庆春

金属学报

研究了快速凝固Ａｌ－Ｃｒ合金的微观组织及显微硬度，确定了α－Ａｌ过饱和固溶体在退火过程中沉淀析出相为θ－Ａｌ７Ｃｒ，析出开始温度取决于过饱和度和沉淀位置．

关键词: 快速凝固 , Al-Cr alloy , microstructure , microhardness

0Cr18Ni10Ti不锈钢焊接接头的显微硬度研究

许泽建 , 李玉龙 , 李朋洲

金属学报

利用带有正四棱锥形金刚石压头的Vickers显微硬度计对0Cr18Ni10Ti不锈钢焊接接头的焊 缝、母材、熔合区及热影响区的压痕尺寸效应进行了研究, 实验载荷为0.098---4.9 N, 载荷保持时间均为10 s. 结果表明, 接头各区域的显微硬度在较小的载荷下随实验载荷的增加而减小, 当载荷 超过1.96 N时各区域硬度值基本保持恒定. 采用PSR模型对接头各区域硬度值随载荷的变化规律进行了较为准确的描述, 得到的HV　PSR与1.96 N载荷下的实验结果间的误差小于3　%. 在2.94 N的 实验载荷下沿垂直接头方向连续进行了微压痕测试, 得到接头在不同位置处的显微硬度分布曲线, 并对接头的金相组织进行了观察和分析.

关键词: 0Cr18Ni10Ti不锈钢 , welded joint , heat-affected zone , microhardness

新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温热稳定性

郭岩 , 畅庚榕 , 吴贵智 , 马胜利 , 徐可为

金属学报

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出新型Ti-Si-C-N超硬薄膜. Ti-Si-C-N薄膜为纳米晶/非晶复合结构(nc-Ti(C, N)/a-Si3N4/a-C-C), 当薄膜中Si和C含量较高时, Ti(C, N)转变为TiC, 晶粒尺寸减小到2-4 nm. 薄膜晶粒尺寸和硬度的高温热稳定性均随沉积态薄膜中的原始晶粒尺寸减小而提高, 当原始晶粒尺寸在8-10 nm之间时, 晶粒尺寸和硬度热稳定性可达900℃; 当原始晶粒尺寸在2-4 nm之间时, 晶粒尺寸和硬度热稳定性可达1000℃. 薄膜硬度和晶粒尺寸表现出同步的高温热稳定性. 分析认为由调幅分解形成的纳米复合结构中的非晶相强烈地抑制晶界滑移与晶粒长大, 从而使Ti-Si-C-N薄膜的热稳定性显著提高.

关键词: Ti-Si-C-N , crystallite size , microhardness

渗碳钢在裂纹萌生前的疲劳行为

陈铁群 , I.VERPOEST , A.DERUYTTERE

金属学报

通过拉伸-拉伸疲劳试验观测研究了渗碳钢经淬火和回火后在裂纹萌生前的疲劳行为。实验中发现:这种钢出现表层的疲劳软化与芯部的疲劳硬化共存的现象;在圆试样的渗碳层深度附近,有着一个过渡区,它将整个横截面分为向外的疲劳软化区和向内的疲劳硬化区;随外加最大循环应力和循环次数的增加,表层的疲劳软化程度和芯部的疲劳硬化程度都增加。

关键词: 渗碳钢 , fatigue , microhardness

板材探伤不合格原因的分析

温娟 , 罗家明 , 刘晓岚 , 尹立新 , 任群

物理测试

一批桥梁板材，轧制后钢板有探伤不合格的情况。本文应用原位成分分析、金相检验、扫描电镜和显微硬度等分析方法，对此热轧板探伤不合格的原因进行了探讨。结果表明，由于碳在板材心部的偏析，使钢板中心出现了贝氏体组织，而导致探伤不合格。

关键词: 中心偏析 , microhardness , bainite

INFLUENCE OF INTERFACES ON THE MECHANICAL-PROPERTIES IN POLYCRYSTALLINE NI-P ALLOYS WITH ULTRAFINE GRAINS

Scripta Metallurgica Et Materialia

关键词: microhardness

MICROHARDNESS DISTRIBUTION AT INTERFACE OF(N~++IP)-TiN COMPOSITE COATINGS ON STEEL

JIN Zhujing YU Li YU Zhiming DAI Shaoxia XU Jiayin Institute of Corrosion and Protection of Metals , Academia Sinica , Corrosion Science Laboratory Academia Sinica , Shenyang , China

金属学报(英文版)

The composite coating of(N~++IP)-TiN was prepared by ion-plated TiN film onto ion-nitrided case on the low carbon steel substrate.The microhardness measurement along in- terface between IP-TiN coating and substrate was detected as a moderate decrease in magni- tude with increase of distance from the coating surface.This seems due to the occurrence of ion nitride case,ε-Fe_3N-Fe_2N and Fe_4N phases,along the interface.

关键词: microhardness , null , null , null , null