总结了关于spinodal分解形成调幅组织、使合金强化机制的有限文献, 发现合金时效后的屈服强度主要依赖于2个沉淀相的成分差(可由点阵常数差Δa来表征)造成的应力场, 而不依赖于调幅波长和沉淀相的体积分数. 但时效过程中, 合金的屈服强度与Δa的变化不呈线性关系. 本文作者认为这和时效时调幅组织的周期性局部被破坏, 使局部产生应力场的改变有关, 提出屈服强度公式: σ_c=MBΔa/a, 其中 M包括Taylor因子(或Schmidt因子)和弹性模量项, B表示局部应力场改变Δa/a效果的因子, Δa为两沉淀相的点阵常数差, a为点阵常数平均值. 此式及B值还待验证和估算.

基于挤压铸造过程微观孔洞的形成机理, 建立了模拟铝合金挤压铸造过程微观孔洞的数学模型. 该模型考虑了传热、凝固收缩、补缩流动、压力传递、氢(H)的再分配等因素, 通过计算凝固收缩导致的补缩流动与压力降低, 以及挤压过程的压力传递, 获得挤压铸造过程糊状区的压力分布, 结合微观孔洞形成条件及H的守恒方程, 计算微观孔洞的体积分数. 对不同工艺条件下铝合金挤压铸造微观孔洞进行了模拟计算, 计算结果与实验结果基本吻合. 计算结果还表明, 适当提高模具温度和挤压压力有利于减少微观孔洞缺陷.

应用电化学阻抗谱、循环伏安与动电位极化等方法研究了碳化后模拟混凝土孔溶液 pH值的变化对钢筋腐蚀电化学行为的影响. 结果表明, 随着pH值的下降钢筋表面钝化膜的稳定性与耐蚀性不同程度地降低. 当模拟液pH值为12.5与11.5时, 钝化膜的稳定性处于因pH值降低导致的钝化膜溶解与表面沉积物CaCO₃或含钙氧化物CaFe₂O₄等耐蚀效应的动态平衡过程. 当pH值继续下降 (pH=10.5, 10.0)时, 钝化膜逐渐失稳破坏, 均匀的活化腐蚀出现.

形成锋锐的Goss织构是取向硅钢获得优异磁性能的关键, 初始样品表层中较强的Goss织构对最终的强Goss织构起重要作用. 本文通过改变硅钢冷轧方向获得不同的初始织构及初始组织, 考察热轧板表层及中心层不同的组织及织构的进一步变化对一次冷轧、中间退火、二次冷轧及脱碳退火、二次再结晶退火后的织构及组织变化规律的影响. 探讨了这些特殊方式制备的样品中Goss织构的形成条件. 结果表明, 强烈的初始组织及织构的差异随轧制及退火次数的增多逐渐消失; 最终二次再结晶都可顺利进行, Goss织构及磁性能差异并不大. 虽然初始样品中Goss织构的强弱差异很大, 但因各阶段都可以形成较强的 {111}<112>织构, 弥补了初始样品中Goss织构过弱的不足, 因此轧制方向及初始组织都对最终的织构影响不大. 研究还证实了立方织构的遗传性; 横向轧制是消除稳定的{112}<110>轧制织构的有效方法.

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过单道次高温压缩变形实验, 研究Nb-B复合高强度集装箱用钢的高温变形行为. 结果表明: 在本实验所采用的变形工艺参数范围内, 实验钢在热加工硬化过程中, 当应变速率为0.1和1 s^-1时, 应变硬化指数n与真应变ε曲线上出现“单波峰”和“单波谷”; 应变速率为5和15 s^-1时, 应变硬化指数n与真应变ε曲线上出现“双波峰”和“双波谷”现象, 在热加工硬化过程中的硬化机制以位错强化、孪晶强化和析出强化为主. 根据Zener-Hollomon和Ludwik方程, 对实验数据进行非线性拟合, 得出在1123-1423 K范围内的变形激活能和应力指数分别为(428.188±20.109) kJ/mol和4.923, 并建立了Z参数的表达式、热变形方程、动态再结晶的模型图.

以相变晶体学为主要原则对Mg-Sn-X合金进行优化设计. 在对现有镁合金系统充分调研的基础上, 根据Mg基体与析出相的相变晶体学匹配关系, 提出2条相变晶体学判据来判断可能沿Mg基体[0001]_α方向择优生长的析出相. 根据这2条相变晶体学判据结合相图分析推测在Mg-Sn-Mn系统中可能得到沿Mg基体[0001]_α方向择优生长的β-Mn析出相. 对Mg-7.5Sn-2.2Mn(质量分数, %)合金时效组织的TEM研究证实了上述判断. 研究结果表明, β-Mn析出相呈棒状, 长轴沿Mg基体[0001]_α方向, 它与Mg基体的位向关系(OR)是: [0001]_α///[211]_β-Mn, [0110]_α///[011]_β-Mn, [2110]_α//[111]_β-Mn.

研究了熔体超温处理工艺对DZ125镍基高温合金铸态及热处理态高温持久试样位错组态的影响. 结果表明: 铸态试样的高温持久寿命随熔体超温处理温度的升高而增加. 热处理态试样的高温持久寿命随超温处理温度的升高表现为先增加后减少, 当超温处理温度为 1650℃时, 持久寿命达到最大值. 随熔体超温处理温度的升高, 铸态试样位错密度增大且位错多呈波浪形和不规则网络状分布, 热处理态试样中出现规则的多边形位错网, 有利于持久性能的提高. 位错网中位错的Burgers矢量为a/2<110>和 a<100>. 高温持久变形机制为位错的切割或攀移. 随超温处理温度的升高, 切入γ'相的位错数量减少, 并且有位错列和位错对列攀移通过γ'相.

在100-210℃和150-300 MPa的条件下, 研究了Al-5.3Cu-0.8Mg-0.5Ag-0.3Mn-0.15Zr耐热铝合金的蠕变行为, 探讨了时效状态对合金高温性能的影响. 结果表明: 在相同蠕变条件下, 欠时效态合金的稳态蠕变速率远远低于峰时效态合金. 在210℃/200 MPa下, 欠时效态合金的蠕变断裂时间为75 h, 而峰时效态合金的蠕变断裂时间仅为21 h. 蠕变过程中, 合金中的析出相长大. 峰时效态合金中析出相尺寸的增大速率高于欠时效态合金. 欠时效态合金中还发生了动态析出, 这些细小的析出相在蠕变过程中阻碍了位错的运动, 使得合金蠕变速率降低. 在100-150℃下合金的稳态蠕变速率保持在较低水平. 当温度升高到180℃时, 合金的稳态蠕变速率急剧增大. 合金稳态蠕变速率随着蠕变温度的升高和应力的提高均有增大趋势, 3者之间的关系可用一本构方程来表示, 其表观激活能为102 kJ/mol.

采用弹性应力-应变有限元方法计算了[011]取向单晶镍基合金中γ/γ'两相共格界面的von Mises应力及应变能密度的分布特征, 研究了施加拉应力对γ/γ'两相界面von Mises应力分布及γ'相定向粗化规律的影响. 结果表明: [011]取向单晶镍基合金经热处理后, 组织结构是立方γ'相以共格方式嵌镶在 γ基体相中, 并沿<100>方向规则排列. 当沿[011]方向施加拉应力时, 与近(010)_γ'晶面的基体通道相比, 近(001)_γ'晶面的基体通道有较大的von Mises应力, 在主应力分量的作用下, 与 (010)_γ'晶面相比较, (001)_γ'晶面沿[010]_γ'方向发生较大的晶格扩张应变, 可诱捕较大半径的Al原子和Ti原子, 是促使γ'相沿[001]方向定向生长成为纤维状筏形组织的主要原因.

将经典的三维(3D)晶粒组织系列截面分析方法与EBSD有机结合, 以纯Fe为实验材料, 基于400幅纯Fe晶粒组织系列截面图像(每个截面图像包括约150个晶粒截面), 成功构建了集多重信息于一体的纯Fe材料中一组3D晶粒的数字化可视模型. 该类晶粒模型可供在3D空间从任意角度随意观察, 可定量反映单个晶粒尺寸、形状及拓扑特征等几何形态信息, 并可给出各晶粒及其晶界在3D多晶体空间中的真实取向信息.

在硅酸盐电解液体系中, 采用交流微弧氧化方法在增强体体积分数为33%的 (Al₂O₃-SiO₂)_sf/AZ91D镁基复合材料表面制备出完整的保护性氧化膜. 利用SEM, EDS和XRD分析了氧化膜的形貌、成分和相组成, 测量了膜层的显微硬度分布. 采用电化学阻抗谱(EIS)评价了微弧氧化表面处理前后复合材料的电化学腐蚀性能, 确立了不同浸泡时间对应的等效电路. 结果表明, 微弧氧化膜主要由MgO和Mg₂SiO₄相组成, 最大硬度达到1017 HV. 氧化膜电化学阻抗模值|Z|与镁合金基体相比大幅度提高, 耐腐蚀性能明显高于基体. 在3.5%NaCl溶液里浸泡96 h后, EIS出现感抗弧, 显示膜内部开始出现点蚀破坏. 氧化膜耐蚀性由膜内致密层特性所决定.

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行定向凝固实验, 考察了合金成分、凝固速度、恒定磁场对凝固组织的影响. 模拟研究了恒定磁场作用下Al-Pb合金定向凝固组织的形成过程, 分析了磁场的影响机理和合金成分、凝固速度、磁场强度对弥散型凝固组织获得的影响. 模拟和实验均表明恒定磁场促进弥散型偏晶合金凝固组织的形成.

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用湿化学共沉淀法制备了BaZrO₃:Ce纳米材料, 采用XRD, TG-DTA及SEM分析了制备过程中物相的变化及特性, 用荧光光度计分析了样品的发光光谱. 研究了样品合成的热力学条件、发光性能与形貌的关系及液相因素. 结果表明：在1000℃煅烧不同时间制备的BaZrO₃:Ce纳米粉体的发光强度不同, 掺杂0.7% Ce³⁺(摩尔分数)、煅烧3 h条件下获得的BaZrO₃:Ce样品的发光强度最大, 且激发光谱和发射光谱峰值分别对应247 nm波长和475-505 nm波长. 最佳液相参数:母盐溶液起始浓度为0.04 mol/L; 滴速2 mL/min; 沉淀体系温度0℃; 添加2%-3%(质量分数)的DBS时制备的BaZrO₃:Ce粉体, 近球形, 无团聚, 粒径均匀约为20 nm.

采用紧凑拉伸试样进行恒载和降K控制的拉--拉疲劳实验, 研究了喷射沉积SiC_p/Al-7Si复合材料及其基体的疲劳裂纹扩展行为. 通过金相显微镜和扫描电镜观察了复合材料及其基体的组织和疲劳裂纹扩展形貌, 研究了SiC颗粒对复合材料疲劳裂纹扩展机制的影响. 结果表明: 复合材料在任何相同的ΔK水平下其抗疲劳裂纹扩展能力优于基体材料, 并表现出较高的疲劳门槛值. 其原因是复合材料中裂纹裂尖遇到增强颗粒时, 裂纹发生偏转, 特别是SiC颗粒自身微裂纹萌生有效降低了裂纹尖端的应力强度因子, 复合材料的裂纹闭合效应也随之增大. 去除裂纹闭合效应的影响, 当有效应力因子ΔK_eff作为裂纹扩展的驱动力时, 复合材料的裂纹扩展速率却高于基体.

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Sr, Li和Cu的Na_1.4Co₂O₄基热电材料, 采用XRD分析了Na_1.4Co₂O₄基热电材料的相组成.通过DTA-TG曲线确定材料的预烧结和终烧结温度分别为450和850 ℃. 研究了掺杂量对Na_1.4Co₂O₄基材料电阻率、Seebeck系数和功率因子等热电性能的影响. 结果表明, 掺杂Li可降低Na_1.4Co₂O₄的电阻率, 掺杂 Sr和Cu使材料的电阻率增加; 掺杂Li和Cu可大幅度提高Na_1.4Co₂O₄的Seebeck系数和功率因子; 掺杂Sr的改善效果不显著, 掺杂Li的效果最好; 当Li掺杂量为0.40, Na_1.4Co₂O₄基热电材料的功率因子在15℃时达到最大值 7444.73 μW?m^-1?K^-2.

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.

采用直流电沉积技术在改性的Watt镀镍溶液中获得了纳米晶黑镍薄膜, 采用SEM和XRD对薄膜的表面形貌和相组成进行了表征, 采用循环伏安法和电化学阻抗谱对黑镍薄膜的初始电沉积行为进行了研究. 结果表明, 黑镍薄膜表面平整光亮, 具有纳米晶结构; 黑镍薄膜的电沉积过程遵循3D成核/生长机制; 随着阴极沉积电势(负偏压)的增大, 黄铜电极表面Ni的电沉积反应\linebreak 由UPD沉积、异质成核/生长转化为最终的同质成核/生长, 相应的电荷转移电阻R_t的值先增大然后减小; 在较高的阴极沉积电势作用下, 由于吸附H原子(H₂分子)的结晶阻止作用和(镍)羟基化合物的吸附作用, 电沉积EIS图出现低频和超低频感抗弧.