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晶界

  • C-HRA-5奥氏体耐热钢晶粒尺寸分布对晶间腐蚀性能的影响
    高温下,不锈钢在晶界上析出碳化物M23C6,导致晶界附近形成贫Cr区,增加了材料的晶间腐蚀敏感性。C-5耐热钢和316L不锈钢在热轧和高温固溶处理过程中易出现混晶[9-10],混晶中粗晶的粒径可达毫米级,这会严重降低材料的力学性能[10-11]。研究人员通过1 000～1 100 ℃热轧和1 200 ℃固溶处理可消除C-5耐热钢中的混晶组织[9]。时效态304不锈钢的双环动电位再活化(DL-EPR)试验结果表明,晶粒越大,晶间腐蚀越严重[4]。而目前关于混

    腐蚀与防护 2023年7期2023-09-07

  • 微米级选区激光熔化316L 不锈钢拉伸变形中Σ3n 特殊晶界的分布
    提出大幅增加特殊晶界(special boundary,SB)的比例(fSBs)来提高多晶材料晶界时效行为的构想，提出了“晶界特征分布(grain boundary character distribution,GBCD)优化”的概念，以Σ3n(n=1,2,3)晶界为特征，并在奥氏体不锈钢的GBCD 优化中取得重要进展.文献[11]认为304 不锈钢变形后的特殊晶界可以有效阻断大角度晶界的连通性，但缺乏对GBCD 优化机制的深入探讨，特别是对Σ3n这类特殊

    焊接学报 2023年1期2023-04-05

  • 高性能高温合金的发展新思路
    通过合金化和减少晶界（制备单晶）的方式来提升高温合金的抗蠕变性能。然而，随之而来的合金制备工艺复杂、成本居高不下等一系列问题，导致进一步提升高温合金的抗蠕变性能面临巨大挑战。晶界——高温条件下合金抗蠕变的“短板”金属通常以多晶体的形式存在，多晶体由晶粒所组成，晶粒是外形不规则的小晶体。晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。在常温条件下，想要强化金属材料，其中一个方法就是增加晶界数量。但在高温下，晶界迁移、晶界滑动、晶界扩散等失稳机制会导致晶界软化及强化效应消失

    学会 2022年11期2022-12-31

  • 亚禁带光照对CdZnTe 晶体中晶界电场分布的影响*
    361024)晶界是限制CdZnTe 核辐射成像探测器大面积应用的主要缺陷之一.为了探究改善晶界附近电场分布特性的方式,本文采用Silvaco TCAD 从理论上研究了亚禁带光照对于含晶界CdZnTe 探测器内电场分布的影响.仿真结果表明,在无偏压下,亚禁带光照能使得晶界势垒降低,从而减小对载流子传输的阻碍作用.在外加偏压下,亚禁带光照使得晶界引起的电场死区消失,使其电场分布趋向于线性分布.同时研究了不同波长和不同强度的亚禁带光照对于晶界电场分布的影响,

    物理学报 2022年22期2022-12-05

  • 纯锌中变形孪晶界精细结构的透射电子显微镜表征
    此，{102}孪晶界的微观结构，{102}孪晶的形核和生长机制及其对力学性能的影响，长期以来受到了研究者们的关注，人们综合运用实验观测和计算机模拟等手段对上述问题进行了研究[5-10].到目前为止，关于{102}孪晶形核和生长机制的研究，主要聚焦在c/a值（a和c为晶格常数）接近HCP理想轴比（1.633）的金属（如钛、镁、钴）.相比之下，对c/a值大幅偏离HCP理想轴比的金属（如锌、镉）中{102}孪晶的形核和生长机制，现有的研究尚存在不足，从而限制了对

    分析测试技术与仪器 2022年3期2022-10-08

  • 晶界工程对316L不锈钢晶界形貌影响的三维研究
    着大量形貌各异的晶界，这些晶界相互连接构成晶界网络，是多晶体材料显微组织的重要组成部分，对材料的性能有着重要的影响[1-3]。形貌是晶界最基本的几何结构特征，对晶界的形貌特征进行定量表征和深入研究[4-5]，对于研究多晶体材料的显微组织结构有着重要的意义。然而，目前常用的显微分析技术大多只能在二维截面上进行观察分析，并以此来推断材料的三维显微组织结构，无法得到全面的三维晶界形貌信息[6]。而在三维尺度重构多晶体微观组织结构[7]可以为材料提供其内部微观组织

    上海金属 2022年4期2022-08-03

  • 基于截断球状模型的Fe扭转晶界的能量计算
    063）0 前言晶界作为金属多晶材料内相邻晶粒间的过渡区，是材料组织结构的重要组成部分，会显著影响材料的各项性能。晶界能作为晶界的重要特性之一，它会影响材料再结晶演变过程，同时，还会在相变、再结晶、晶粒长大和许多其他界面相关现象中发挥关键作用。目前，已有许多关于晶界取向参数的研究。杨亮在计算Al与Ni 晶界能时发现晶界能不会随重位因子的改变而呈现一定规律的改变。虽然已经有大量关于晶界能计算的研究，但是大部分都是针对面心立方金属Al 与Ni 的研究，只有极少

    中国新技术新产品 2022年7期2022-07-14

  • 晶界碳化物和冷变形对600合金应力腐蚀开裂的影响规律
    较大，主要取决于晶界或晶内碳化物分布情况。通常，碳化物仅在晶界分布时，其SCC敏感性较低。相反，如果碳化物随机分布(晶界和晶内)且存在细晶区或者条带组织时，其SCC敏感性将显著提高[4]。因此，为了降低600合金的SCC敏感性，采用特殊热处理(TT)技术，使合晶内过剩的C元素在晶界上充分析出，并与Cr元素在晶界上形成连续或半连续分布的碳化物，从而显著降低其沿晶(IG)SCC敏感性[5-7]。在核设备制造、安装和维护过程中，难免会引入一定程度的冷变形。前人研

    腐蚀与防护 2022年4期2022-06-14

  • 运动晶界与调幅分解相互作用过程的相场法研究*
    710048)晶界控制的调幅分解对材料微观组织及性能有着十分重要的影响,然而,限于研究手段,我们对晶界与调幅分解间相互作用过程及机制的认识仍存在不足.本文采用相场法模拟了实际多晶体系的调幅分解过程,研究了晶界曲率及晶界处原子扩散速率对调幅组织形貌的影响,并讨论了调幅分解与晶界迁移的相互作用关系.结果表明,晶界能够促进并调制调幅组织形貌,晶界附近为各向异性调幅组织,晶粒内部为各向同性双连通调幅组织;随着晶界曲率增大,调幅组织由垂直晶界转变为平行晶界;调幅分

    物理学报 2022年7期2022-04-15

  • 基于深度卷积神经网络的α-Fe晶界能预测
    容易在结构钢中的晶界处聚集形成氦泡，从而导致材料脆化. 不同的晶界对氦泡诱导脆化的敏感程度是不同的[1]. “晶界工程”[2]通过控制和设计晶界来改进材料性能，首先需要获知结构钢中各晶界的性质. 晶界能作为晶界的主要特性之一，可在一定程度上衡量晶界的性质[3]. 获取晶界能的方法主要有理论推导、实验测量和模拟计算. 著名的Read-Shockley公式[4]基于理论推导得到了晶界能和取向差角之间的关系，但仅适用于小角度晶界. Hasson和Goux[5]通

    原子与分子物理学报 2022年3期2022-03-05

  • 晶界特征对7020铝合金腐蚀行为的影响①
    分研究认为小角度晶界表现出更好的晶间腐蚀和应力腐蚀抗性，而大角度晶界则对晶间腐蚀更敏感［7-8］。一方面，小角度晶界上较难形成明显的无沉淀析出带（PFZ）［9］，另一方面，大角度晶界处因为晶界能较高更容易形成粗大而连续的析出相和较宽的PFZ，容易成为腐蚀活跃区域，因此裂纹易沿大角度晶界扩展［10-11］。黄明初等人［12］研究发现，7475铝合金部分再结晶组织较完全再结晶组织具有更小的晶间腐蚀深度和腐蚀电流，未再结晶组织因存在的大量亚晶界而延缓了晶间腐蚀的

    矿冶工程 2021年6期2022-01-06

  • Si3N4 陶瓷材料晶界特征分布研究*
    100021)晶界的结构对氮化硅陶瓷材料的物理和化学性能、特别是高温力学性能有重要影响.本文利用基于电子背散射衍射技术、体视学及统计学的五参数分析法研究了国产和国外产热等静压烧结的商用氮化硅轴承球样品的晶界特征分布.结果表明,两个样品的晶界取向差分布均在约180°处出现异常,相关晶界占总晶界的比例明显高于随机分布,其取向差主要包括[0 1–1 0]/180°和[–1 2–1 0]/180°,分别对应∑2 和∑3 晶界.两个样品中的∑2 晶界的界面匹配基本

    物理学报 2021年22期2021-12-09

  • 铁/镍基奥氏体多晶合金晶界弯曲研究进展
    阳 110016晶界是金属材料中典型的面缺陷，合金的诸多失效行为均与晶界有关.尤其在高温状态下，晶界强度下降成为合金承载失效的薄弱环节，因此如何通过调控晶界来改善合金性能一直受到国内外研究人员的重视.弯曲晶界是平直晶界在特定的工艺条件下发生弯曲形成的一种特殊形状的晶界，通常用平均波长和平均振幅来表征弯曲晶界的几何特征[1].改变晶界形状，使传统的平直晶界变为弯曲晶界，是强化晶界、提高合金性能的重要手段之一.国外从20 世纪50 年代末期开始研究弯曲晶界现象

    工程科学学报 2021年10期2021-10-23

  • 孪晶界对Cr26Mn20Fe20Co20Ni14高熵合金力学行为影响的分子动力学模拟*
    原子水平揭示了孪晶界对纳米孪晶Cr26Mn20Fe20Co20Ni14高熵合金变形行为的影响.研究结果表明,纳米孪晶Cr26Mn20Fe20Co20Ni14高熵合金的屈服强度随着孪晶界间距的减小而增大,呈现Hall-Petch 关系.然而,孪晶界间距存在一个临界值,使得高熵合金的屈服强度在该值前后对孪晶界间距的敏感度发生了明显改变.研究指出,随着孪晶界间距的减小,纳米孪晶Cr26Mn20Fe20Co20Ni14高熵合金的变形机制发生了从以位错滑移主导到以非

    物理学报 2021年18期2021-10-08

  • 晶界工程处理对304不锈钢耐蚀性能和力学性能的影响
    碳化物的析出导致晶界周围出现贫铬区，基体中铬元素的耗尽使铬氧化物形成的致密保护膜受到抑制[4]，最终使不锈钢耐腐蚀性降低。Watanabe[5]提出“晶界设计与控制”概念，后来发展为晶界工程（grain boundary engineering，GBE）。GBE通过晶界特征分布优化提高金属材料抗晶间腐蚀能力[3,6-9]。重合位置点阵晶界模型中低重合位置点阵晶界，被称为特殊晶界，具有晶界能低、晶界偏聚程度小、晶界扩散率低、沿晶析出几率小等特性，能有效防止铬

    有色金属材料与工程 2021年4期2021-09-24

  • 硼在fcc-Fe晶界偏析及对界面结合能力影响的第一性原理研究*
    3)六种对称倾斜晶界的偏析行为, 从原子和电子层次揭示了B的偏析机制.结果表明: B更易偏析于∑5(210), ∑5(310)和∑9(114)晶界, 而在∑9(221), ∑3(112) 和∑11(113)晶界偏析的倾向较弱; B优先占据配位数最大、五面体或六面体构型的位置; 拉伸实验和Rice-Wang热力学模型计算表明, B在晶界的偏析可提高界面的结合能力; B在∑9(114)晶界偏析后电子结构引起局部电荷密度增加导致的化学效应优于结构变化带来的不利影

    物理学报 2021年16期2021-09-03

  • 晶界工程处理对316和316L奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的影响
    ，奥氏体不锈钢与晶界相关的性能亟待进一步改善。1984年Watanabe[10]提出了“晶界设计与控制”的概念，即提高材料中低Σ重合位置点阵(coincidence site lattice, 即CSL,Σ≤29)晶界的比例，控制材料的晶界特征分布。在20世纪90年代发展成为“晶界工程(grain boundary engineering，GBE)”[11]，是一种通过合适的冷加工和退火处理提高材料的低ΣCSL晶界比例，从而改善材料与晶界相关性能的工艺[1

    上海金属 2021年3期2021-06-10

  • Mg中位错和孪晶界交互作用的分子动力学研究进展
    增加，故位错与孪晶界之间的交互作用以及潜在的强化机制引起了学界的广泛关注。由于实验手段的限制，难以观察到原子尺度下位错与孪晶界之间交互作用过程，而分子动力学模拟能够直接观察到原子的运动过程，可作为一种有效的研究手段，因此在位错和孪晶界的研究中广泛使用。本文总结了位错和孪晶界交互作用的分子动力学模拟研究进展。2 Mg中位错和孪晶界交互作用的分子动力学研究利用分子动力学模拟，1995年Serra和Bacon[1]研究了{101}/{102}孪晶界与平行于孪晶界

    探索科学(学术版) 2021年1期2021-04-26

  • 晶界迁移机制分子动力学研究进展
    000）1 驱动晶界迁移的方法1.1 曲率驱动（curvature-driven method）人们在实验研究晶粒长大的过程中发现，弯曲晶界会朝着其曲率中心进行迁移，弯曲晶界向曲率中心迁移时晶界总面积减少，体系自由能降低，成为晶界迁移的驱动力。受此启发，Upmanyu等人[1]将其运用到分子动力学模拟中，通过构建一个带有半环晶界的双晶样品，研究半环晶界的迁移过程，当体系达到稳态半环晶界形状不再发生变化，半环晶界将朝着曲率中心稳定迁移。曲率驱动方法有一定的适

    中国金属通报 2020年16期2021-01-04

  • 晶界工程对面心立方金属材料性能的影响
    能变化是通过分析晶界结构对晶界的扩散、氧化、腐蚀、析出以及位错钉扎等[1,2]。自晶界工程理论一经提出以来，就受到各界人士的关注，通过提高特殊晶界的分布情况与特征，将其应用到各个工业领域当中，并获取了显著的研究成果。在多面体金属材料中，晶界处通常存在畸变、气孔、微裂纹以及杂志等缺陷，由于其表面活性比晶粒内部要高，许多传统金属材料的失效，在很大程度上是由于晶界处的失效导致的。因此，在理论上来说，改变金属材料性能可以从显微组织和晶界结构两个方面入手，而在有限的

    世界有色金属 2020年4期2020-12-08

  • 中等轧制变形对304不锈钢退火孪晶界及晶粒尺寸的影响
    临着晶间腐蚀，而晶界是影响304不锈钢晶间腐蚀失效的重要因素之一[4]。1984年，Watanabe提出了增加某一类具有低∑CSL(coincidence site lattice)重位点阵晶界(也称特殊晶界)来改善与晶界相关性能的思想[5]，此类思想后来发展为晶界工程。采用晶界工程提高材料耐晶间腐蚀性能的研究已经取得诸多进展，主要适用于具有中低层错能金属，增加其退火孪晶晶界∑3和二次退火孪晶界∑9、∑27一类晶界比例，来提高材料抗腐蚀、抗疲劳、抗蠕变性能

    沈阳理工大学学报 2020年1期2020-06-08

  • 纳米纯铜与铜铝合金中Σ13(320)晶界的剪切耦合行为研究
    不同的晶粒之间以晶界分隔，通常晶界只有几个原子层的厚度。当晶粒的尺寸小于10 nm时，晶界面积与晶粒体积之比(比表面积)高达30%，此时晶界对晶体性质的影响至关重要，因此越来越多的科研工作者专注于晶界的变形机制及相关性质。然而晶界的性质十分复杂，用高度清晰的显微镜很难观察到晶界处的晶格畸变和晶体缺陷，因此目前有关于晶界性质的工作很多都是基于分子动力学方法[1]对其进行计算机仿真模拟而做的。近些年有研究表明，多晶金属材料的平均晶粒尺寸对其力学性能有显著影响，

    工程与建设 2020年6期2020-06-07

  • Ca 对氧化铝晶界处氧空位扩散的活化机理
    优化。Y 原子在晶界处偏析能够阻碍O 在Al2O3晶界处的扩散作用，提高材料的机械强度[1-2]。为了增加α-Al2O3材料的韧性在实际的烧结中会添加Ca、Si、Ti、Fe 等元素形成片状的晶粒[3]。因为有异价杂质的存在，α-Al2O3中会形成由于电荷补偿而产生的缺陷。α-Al2O3中本征氧空位(oxygen vacancy，VO)的形成能较高[4-5]，这意味着相关的缺陷不易形成，其浓度较低。然而实际应用的α-Al2O3样品中总是含有一定量的二价阳离子

    上海大学学报（自然科学版） 2020年4期2020-05-24

  • 单道次轧制变形对Hastelloy C-276合金晶界特征分布的影响
    100088）晶界作为影响材料性能的重要因素之一，其结构和分布一直是材料科学领域研究的一个重要方向。在上个世纪90年代，有人提出了“晶界设计与控制”概念[1]，继而形成了后续的“晶界工程”这一研究领域。该工程主要采用形变和退火热处理来提高材料中某些特殊结构属性的晶界比例，如低Σ 重位点阵晶界（CoinCidenCe Site LattiCe,CSL）,从而优化晶界特征分布，达到改善材料与晶界相关的性能，如抗晶间腐蚀[2，3]、抗高温蠕变疲劳[4，5]、抗

    中国铸造装备与技术 2020年2期2020-04-03

  • 不同角度晶界对单层多晶二硫化钼摩擦性能的影响
    生长出不同角度的晶界[12,13]，研究不同角度晶界对于MoS2摩擦性能的影响对调控摩擦力和理解摩擦耗散机制具有重要意义。本文运用原子力显微镜技术探究了不同角度晶界对单层多晶MoS2纳米片摩擦性能的影响，并通过数学方法计算了滑移过程中产生的能量耗散，为包含不同角度晶界的MoS2作为固体润滑剂的使用提供了实验基础。1 实验1.1 实验材料的制备利用化学气相沉积法（CVD）制备单层多晶MoS2[13]。按照质量比10∶1称取硫粉（99.5%，阿拉丁）和三氧化钼

    表面技术 2020年2期2020-03-04

  • 氦泡在bcc钨中晶界处成核长大的分子动力学模拟*
    0](411) 晶界处He泡形核长大初期的演化过程.结果发现, 晶界处He泡的长大机制和单晶W中有所不同.单晶W中He泡通过挤出位错环促进长大.而He泡在∑3[211](110)晶界处的长大机制为: 首先挤出并发射少量自间隙W原子, 而后挤出1/2〈111〉位错线, 随后, 该位错线会沿晶界面上[111]方向迁移出去; 在∑9[110](411)晶界处, He泡在我们的模拟时间尺度范围内没有观察到W自间隙子的发射和位错的挤出.1 引 言金属W具有高导热系数

    物理学报 2020年4期2020-02-28

  • 晶界工程处理对Hastelloy N合金时效后耐晶间腐蚀性能的影响
    950℃时效后，晶界（grain boundary，GB）上会析出二次碳化物［1］。二次碳化物的析出会引起晶界附近的元素贫化，导致晶间腐蚀（intergranular corrosion，IGC）和晶间应力腐蚀开裂（intergranular stress corrosion crack，IGSCC）［2-3］。Hastelloy N合金作为熔盐堆（molten salt reactor，MSR）的主要结构材料，在600～800℃温度下长期使用［4］，晶界

    上海金属 2020年1期2020-01-17

  • 溶质元素晶界偏聚行为的研究现状
    、Co、Cr等在晶界的偏聚对晶界的结合性能以及材料的强度和韧性密切相关，对金属材料的力学和化学性能起到至关重要的作用[1-7]。因此可以通过改变温度、形变、辐射等因素来控制金属中溶质元素的偏聚和析出，进而改善材料的性能[8-32]。只有将各种溶质元素的晶界偏聚对材料的性能影响和影响溶质元素晶界偏聚的因素掌握得越详细和全面，才能针对不同服役条件选用不同的处理工艺来改善材料的性能。本文主要介绍和总结了近些年科学工作者对溶质元素晶界偏聚的研究，为溶质元素晶界偏聚

    燕山大学学报 2019年6期2020-01-01

  • 晶界工程处理对Incoloy825合金耐晶间腐蚀性能的影响
    在其服役过程中与晶界有关的晶间腐蚀、晶间应力腐蚀开裂一直是镍基合金重要的失效形式。晶界两侧晶粒重合位置点阵 (coincidence site lattice，CSL)密度的倒数∑不超过29的晶界被认为是低∑CSL晶界，其结构有序度高，能量较低，具有优于随机晶界的性能[1]，如元素在这些晶界偏聚倾向性小[2-3]、抗腐蚀[4-7]、抗开裂[8-10]等性能。为了优化和提高材料的性能，WATANABE[11]首先提出了“晶界设计与控制”的概念，这一概念逐级发

    腐蚀与防护 2019年10期2019-10-25

  • 钛合金晶界变形损伤有限元仿真研究
    其微观组织, 而晶界是钛合金微观组织的重要组成部分。钛合金在变形过程中，晶界会出现变形和损伤，晶界的变形损伤与钛合金中的微观结构(比如初生α相(αp)和转变β基体(βt)的形态、分布和性能)密切相关。然而，由于αp相和βt基体的形态和分布极为复杂[3]，而且αp相、βt基体和它们之间的界面性能各不相同[4]，这些微观结构的不均匀会导致变形过程中界面应力分布极不均匀，从而引起界面复杂的变形和损伤过程。晶界的变形和损伤对钛合金的强度、韧性和断裂性能均有显著影响

    钛工业进展 2019年3期2019-07-05

  • 微量Hf对大角度晶界含Re双晶合金高温持久性能的影响
    避免地形成小角度晶界缺陷[3]。航空发动机涡轮叶片在高温工作过程中要承受很大的离心拉应力，这使得高温蠕变成为单晶合金叶片的主要失效机制之一[1,3]。而小角度晶界缺陷的存在会成为晶体内部位错运动的阻碍，提高蠕变变形速率，加速蠕变裂纹的形成，进而大幅度降低合金的高温力学性能，引起涡轮叶片的失效。目前的单晶叶片制备体系下，小角度晶界缺陷尚无法完全避免，而航空工业需要使用单晶叶片来提高发动机的推力。因此，实际的工业应用中，单晶叶片允许存在小于一定角度的小角度晶界

    材料工程 2019年2期2019-02-23

  • Ni晶界上金属和非金属元素的相互作用
    制成为重中之重。晶界(GB)本身就相当于一个非常复杂的缺陷，高温变形条件下，结构的失效往往从晶界处发生。由于晶界结构与晶粒内不同，存在多种缺陷及应力场，一些杂质元素倾向于在晶界处偏聚和扩散，形成置换原子或者溶解间隙原子。这些点缺陷参与扩散过程，能够充当质量传递的介质，极具研究意义。例如，晶界氧化[3-4]和氢元素引起的脆化[5]将分别导致晶间应力腐蚀开裂和合金的脆性断裂。中国开发出的低偏析高温合金系列，降低了S、P和Si等杂质的含量，使承温能力比原型合金提

    北京航空航天大学学报 2018年4期2018-05-04

  • FCC金属晶界特征分布优化及晶间腐蚀改善
    的失效。研究显示晶界结构及其分布是FCC金属材料IGC失效的一个主要影响因素，因此基于晶界控制来改善其IGC行为已成为当前材料研究领域的一个重要方向。一般的晶界较于基体，往往是缺陷的密集地、杂质的富集区，晶界的界面能较高，因此改善晶界的结构性质及其分布，预期可有效地改善材料的力学性能。20世纪80年代出现的“晶界设计与控制”以及随后发展出的“晶界工程”(grain boundary engineering,GBE)其核心便是通过形变热处理在结构材料的晶界拓

    重庆理工大学学报(自然科学) 2018年1期2018-03-01

  • 低熔点元素及合金改性HDDR钕铁硼磁粉的研究进展
    y主要分布于磁体晶界,起调控晶界相的作用:增加晶界厚度,提高磁粉的各向异性场(HA).但重稀土元素Dy自然资源匮乏且价格昂贵,限制了HDDR磁粉的发展.为减少磁粉中重稀土元素用量、降低成本,研究人员通过晶界扩散低熔点元素及合金来替代重稀土元素Dy,因低熔点物质在扩散过程中呈液相,提高了扩散介质与晶界相的接触面积及扩散系数,有利于其沿晶界扩散并调控晶界相,使磁粉HC提高.对近些年晶界扩散低熔点元素及合金提高HDDR-NdFeB磁粉HC的部分研究成果进行了归纳

    上海师范大学学报·自然科学版 2017年6期2018-01-11

  • 单层MoS2(1−x)Se2x合金材料中硒原子的晶界择优掺杂和富集
    金材料中硒原子的晶界择优掺杂和富集吕丹辉 朱丹诚 金传洪*(浙江大学材料科学与工程学院，硅材料国家重点实验室，杭州 310027)采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)研究化学气相沉积法制备的二维MoS2(1−x)Se2x合金材料中Se元素掺杂、取代的微观过程和机理。定量和统计STEM表征结果发现：Se原子晶界处富集显著，晶界处Se元素含量远高于晶畴内部。进一步研究表明晶界中掺杂取代Se原子的浓度和分布与晶界结构密切相关。主要与晶界处的局域畸变及其诱导

    物理化学学报 2017年8期2017-12-19

  • 时效处理对2024铝合金晶界特征分布及性能的影响
    对2024铝合金晶界特征分布及性能的影响马国峰, 鲁志颖, 贺春林(沈阳大学 辽宁省先进材料制备技术重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)运用电子背散射衍射技术(EBSD)、显微硬度计及电化学测试,研究了不同时效处理对2024铝合金晶界特征分布、硬度和腐蚀性能的影响,并分析铝合金晶界特征分布与硬度和耐蚀性的相关性.结果表明,随着时效时间的延长,2024铝合金样品中的小角度晶界的比例先逐渐增大,然后逐渐降低;低重位晶界(ΣCSL晶界)比例也是先增加,达到峰

    沈阳大学学报(自然科学版) 2017年6期2017-12-14

  • 多晶硅薄膜电学输运理论的研究进展
    于多晶硅薄膜存在晶界，晶界内的晶体缺陷和悬挂键会向带隙中引入界面态，界面态一方面会束缚载流子并形成势垒阻碍载流子的传输，另一方面会作为有效复合中心加重载流子的复合，因此，多晶硅薄膜上制备的器件的性能要低于与之对应的单晶硅薄膜器件的性能。为了从理论上阐明暗场和光照条件下多晶硅薄膜的电学性质，人们已发展了各种理论模型。此外，为了确定晶界界面态在带隙中的分布，人们已发展出分析法和计算机模拟两种方法。本文将简要概述人们在多晶硅薄膜电学输运理论和晶界界面态分布确定方

    中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2017年4期2017-07-24

  • 轧制变形量对高纯铝三叉晶界、晶界形变及退火行为的影响
    形量对高纯铝三叉晶界、晶界形变及退火行为的影响尹文红1,2,王卫国2,3,方晓英2,秦聪祥2(1.上海大学材料研究所,上海 200072;2.山东理工大学机械工程学院,山东淄博 255049; 3.福建工程学院材料科学与工程学院,福州 350118)采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术研究了不同变形量高纯铝试样的变形行为和退火后三叉晶界及晶界的迁移行为.研究结果表明,冷轧变形后三叉晶界附近

    上海大学学报（自然科学版） 2017年3期2017-07-19

  • 含氢原子缺陷晶界的剪切行为1)
    9)含氢原子缺陷晶界的剪切行为1)赵东伟 郁汶山2)申胜平3)(西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室/陕西省航天结构振动控制工程实验室，西安710049)针对4个α-Fe对称倾斜晶界，采用分子静力学考察了4个晶界中H原子偏析能的分布特征，并采用分子动力学方法研究了晶界内植入不同数量H原子对其在室温条件下剪切行为的影响.H原子通过随机方式植入界面内，利用植入H原子数量与晶界面积的比值来定义H原子面密度ρ.在含H原子晶界剪切行为分析过程中，

    力学学报 2017年3期2017-07-03

  • 基于Voronoi微观晶粒结构确定Fe-Si合金中硅的晶界扩散系数
    -Si合金中硅的晶界扩散系数徐勇强, 秦宗慧, 周海婷, 陈建钧(华东理工大学机械与动力工程学院,上海 200237)铁基体中渗硅是生成高硅钢材料的主要方法,但现有的硅扩散过程分析往往只考虑整体的扩散效果,忽略了微观晶粒间与晶粒内的扩散差异。为了研究晶界对于扩散的影响,本文基于Voronoi图建立三维微观模型模拟了晶粒间与晶粒内的硅扩散行为。通过化学气相沉积实验、扫描电镜以及能谱元素分析测量计算得到材料微观结构参数和晶粒内的体扩散系数Dg。通过实验得到晶界

    华东理工大学学报(自然科学版) 2017年3期2017-07-01

  • 小角度晶界对DD5镍基单晶高温合金力学性能的影响
    0095)小角度晶界对DD5镍基单晶高温合金力学性能的影响秦健朝， 崔仁杰， 黄朝晖， 赵金乾， 张毅鹏， 宗 毳， 陈升平(北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室， 北京 100095)采用籽晶法制备了二代镍基单晶高温合金DD5小角度晶界试样，研究小角度晶界对DD5合金力学性能的影响。结果表明：在870 ℃中温拉伸中，晶界角度小于16.1°时，合金抗拉强度和屈服强度无明显变化；晶界角度小于11.4°时，伸长率维持在15%以上；晶界角度大于11.4

    航空材料学报 2017年3期2017-06-15

  • 澹泊以明志 宁静而致远
    马玲晶界工程作为材料科学与工程学科的一个新兴研究方向，在材料研究领域受到普遍关注，而福建工程学院材料科学与工程学院王卫国教授带领的科研团队，则是国内该领域研究的佼佼者，已经取得了诸多可喜的成绩，为我国材料科学理论和材料应用新技术的发展做出了重要贡献。据王卫国教授介绍，由于晶界是所有多晶材料最重要的结构单元之一，晶界在三维空间构成网状结构，起着一个“网结”所有晶粒的作用，因此晶界的结构与特性所决定的晶界特征以及晶界特征分布对材料整体的性能有重要影响，有时是决

    海峡科技与产业 2016年12期2017-01-16

  • 晶体相场模拟取向角对晶界湮没过程的影响*
    相场模拟取向角对晶界湮没过程的影响*刘瑶，袁龙乐，卢强华，黄创高，高英俊**(广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室，广西南宁530004)(Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Novel Energy Materials,School of Physical Science and Technology,Guangxi University,Nanning

    广西科学 2016年5期2017-01-03

  • 高性能Cu基形状记忆合金组织设计研究进展
    在塑性差、易发生晶界开裂、疲劳寿命短、马氏体相变临界应力低等问题，严重制约了其应用范围，通过合理的组织设计可有效解决这些问题。综述了近年来高超弹性、高马氏体相变临界应力Cu基形状记忆合金组织设计方面的研究进展。研究发现，按照获得具有高相变应变的晶粒取向、获得大的晶粒尺度、获得平直的低能晶界等组织设计原则制备的竹节晶组织和柱状晶组织Cu基形状记忆合金的超弹性可达到7%以上。再经热处理析出贝氏体强化相后，可获得超弹性大于5%，马氏体相变临界应力大于650 MP

    中国材料进展 2016年11期2016-12-19

  • 晶界内耗研究的进展
    合肥230031晶界内耗研究的进展孔庆平*，方前锋，蒋卫斌，崔平中国科学院固体物理研究所材料物理实验室，合肥230031固体在机械振动过程中由于材料内部原因引起的能量损耗称为内耗。晶界内耗峰是我国科学家葛庭燧于1947年用他发明的“葛氏扭摆”在多晶纯铝中发现的。晶界内耗峰和相关的滞弹性效应可以用滞弹性理论和粘滞性滑动模型给予合理的解释。这个内耗峰已被广泛地用来研究晶界的动力学行为，杂质在晶界的偏聚，以及材料科学中相关的问题。以往晶界内耗的研究大多数是用多晶

    物理学进展 2016年2期2016-11-11

  • 金属晶体材料中晶界缺陷研究进展
    金属晶体材料中晶界缺陷研究进展范开敏，王学航，赵娟，赵红琴(四川文理学院智能制造学院，四川达州635000)晶界是一种典型的面缺陷.在晶界面附近，金属晶体的原子排布与完美体相中的晶格排列存在比较明显地不同，从而导致晶界展现出不同的物理性质以及化学性质等.计算机模拟在研究材料微观结构和宏观性质方面扮演着越来越重的角色.重点讨论关于金属晶体中晶界缺陷在计算机模拟方面的最新研究进展，包括用分子动力学方法和第一性原理方法的相关研究进展.晶界缺陷；第一性原理；分子

    四川文理学院学报 2016年5期2016-10-11

  • 基于修正球形双晶模型的金属Al晶界能分子动力学计算
    晶粒间的交界区，晶界(GB)是材料显微组织结构的重要组成部分[1]。完整描述晶界的空间取向需要5个参数(或自由度)[2]，其中3个用来确定两相邻晶粒间的取向差，另两个表示晶界面取向。晶界因存在与其空间取向相关的原子错排而具有比晶粒更高的能量，单位面积晶界所具有的附加自由能即为晶界能[3]。晶界能作为晶界的重要特性之一，影响着材料再结晶和晶粒长大等过程中的组织演变，进而影响材料的力学及物理性能[4-10]。因此，有关晶界能的定量表征及其与晶界参数相关性的研究

    中国有色金属学报 2015年11期2015-03-26

  • 压应力条件下不同晶界对石墨烯弯曲变形的影响
    可避免地含有较多晶界缺陷[3-4]。DOU 等[5]采用电泳沉积耦合电化学还原法制备石墨烯薄膜，LENG等[6]采用微波辐照法制备少层石墨烯。王永祯等[7]研究发现，在(1000±50) ℃的温度范围内，采用化学气相沉淀法可以制备高质量的少层石墨烯；但是，采用该方法制备的石墨烯含有缺陷，这些缺陷会严重影响石墨烯的性能[8-9]。韩同伟等[10]通过分子动力学模拟证明缺陷会使石墨烯拉伸强度下降7%左右。在这些缺陷中，晶界是最常见的一种[11]。目前，采用扫描

    中国有色金属学报 2015年12期2015-03-26

  • 时效过程中亚晶界析出演变对 7050 铝合金性能的影响
    中的析出相优先在晶界等缺陷处形核，因而将降低基体内析出相的体积分数，减弱强化效果，并导致冲击韧性恶化[3]。不仅如此，晶界和晶界上的析出相还会影响7050 铝合金的抗应力腐蚀和晶间腐蚀等性能[4-5]。因此，研究晶界及晶界析出相对改善合金性能至关重要。对晶界特征以及晶界上析出相的研究已经有大量报道。de HSS 等[6]发现在时效过程中特殊晶界以及取向差小于3°的亚晶界上不发生析出。CANTRELL 等[7]统计并建立晶界析出相密度、无析出自由区(Prec

    中国有色金属学报 2015年8期2015-03-13

  • 高性能镍基粉末高温合金中γ′相形态致锯齿晶界形成机理研究
    γ′相形态致锯齿晶界形成机理研究杨万鹏1，胡本芙1，刘国权1，2，吴 凯1(1 北京科技大学 材料科学与工程学院，北京 100083；2 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室，北京 100083)采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜，系统研究了低错配度的第三代高性能粉末高温合金(FGH98I)在热处理条件下由合金晶界上γ′相不同析出行为造成的锯齿晶界。结果表明：在晶界上析出γ′相形态不同是锯齿晶界形成的主导因素。热处理时固溶冷却速率不同，

    材料工程 2015年6期2015-03-03

  • Al，Cr共偏析α-Fe晶界对其结合强度影响的第一性原理研究
    性断裂的可能性．晶界是材料中重要的结构缺陷，严重地影响着材料的力学性能，断裂通常发生在晶界处．而晶界结合的强弱与杂质在晶界处的偏聚密切相关．人们发现，浓度仅为10－6量级的杂质就可以导致材料力学性能的剧烈变化，严重影响材料实际应用．因此，探索晶界结构与微量杂质的电子效应，揭示微观结构与宏观物性的相关机制，具有重要意义．为了研究这种机制，Rice和 Wang[1]根据Grifflth弹性断裂理论提出断裂是通过位错发射和脆性界面断裂相互竞争的结果．该模型已引起

    原子与分子物理学报 2014年3期2014-06-06

  • 热老化下RPV模型钢中溶质析出机理的原子尺度模拟研究
    化还会引起元素的晶界偏析，如磷的晶界偏析会引起材料晶间结合性能减小，降低材料的断裂强度，使材料发生非硬化脆化［2］。材料原子尺度的行为会影响材料宏观性能。上海大学材料研究所利用原子探针层析技术（APT）对RPV 模型钢中富Cu原子团簇析出进行了分析，发现处理模型钢经长时间时效后会析出Cu团簇［3］；他们还研究了RPV模型钢中界面上原子偏析特征，发现Ni、Mn、P等元素都会在晶界处偏析［4］。Wagner等［5］利用SANS研究了铜含量对RPV 辐照性能的影

    原子能科学技术 2014年1期2014-03-20

  • 晶界位错发射与湮没过程的晶体相场模拟
    由大量晶粒组成，晶界就是位向不同的晶粒之间的交界面，每个晶粒内部有时又由若干个位向稍有差异的亚晶粒组成。小角度晶界一般是指2个晶粒间位向差小于10° 的晶界[1-2]。晶界、亚晶界是一种面缺陷，它是由一系列位错按特定方式排列而构成。位错会引起它附近晶体点阵结构的弹性畸变，是一种内应力源[2]。在稳定的环境条件下，晶界(包括亚晶界)可以保持稳定的结构，而在外加应力作用下位错会发生运动导致晶界迁移，甚至湮没[3-6]。晶界位错的结构和迁移方式对材料的性能产生重

    中国有色金属学报 2014年8期2014-03-17

  • 晶界滑移对镍基合金失延开裂的影响
    偏析、变形速率、晶界与力的角度关系等[6-10]。因此，DDC产生的机理十分复杂，目前仍存在3种假说：碳化物诱导裂纹机理[11]、杂质元素偏聚机理[12-13]和晶界滑移机理[14-17]。为此，本文作者采用改进的STF实验方法，以晶界滑移量为判据，研究温度、预热处理、峰值温度和变形速率对镍基合金 DDC敏感性的影响。并借助SEM探讨晶界滑移和析出物在DDC中的作用。1 实验1.1 实验材料实验材料为FM-52M(ERNiCrFe-7A)合金，其成分如表1

    中国有色金属学报 2013年5期2013-12-15

  • 形变及热处理对白铜B10合金晶界特征分布的影响
    都是多晶体材料。晶界相对于晶粒内部来说结构有序性差，具有更大的自由体积，更高的自由能，因此，晶界对材料的多种性能都有很大影响。KRONBERG等[1]于1949年提出局部原子回旋再结晶成核的模型，从定向成核的观点来说明再结晶织构与加工织构取向间的关系，这种取向关系可以构成特殊的重位点阵(CSL)晶界。重位点阵晶界常用Σn CSL晶界表示，其中n表示两个晶粒点阵构成的超点阵中有1/n的点阵位置相互重合。低Σ CSL晶界具有特殊的结构和性能，如抗晶界偏聚[2]

    中国有色金属学报 2013年8期2013-06-05

  • B掺入CuΣ5晶界间隙位性质的第一性原理研究*
    知[1].杂质在晶界处的偏析导致晶粒间结合的强化与弱化直接关系着金属材料的力学性能[2,3].比如B，C，N，Mo，W等常被用作有益提升力学性能的元素，P，S，Sn等元素的掺入却能降低材料的力学性能[4].Cu及其合金因其良好的导热、导电率及较高的强度在各个领域被广泛应用.Cu材料在制备过程中，因工艺条件的限制，往往会形成各种缺陷(如晶界、位错等)，直接影响着材料的宏观力学表现[5].B能有效的阻止Sb向Cu晶界处偏析，在改善金属晶粒间结合方面也具有极好的

    物理学报 2013年11期2013-02-25

  • 含铌316不锈钢晶界特征分布优化工艺的探索
    含铌316不锈钢晶界特征分布优化工艺的探索The Optimization Process of Grain Boundary Character Distribution in 316 Austenitic Stainless Steel Including Nb供稿|王坤1，陈文觉2/ WANG Kun, CHEN Wen-jue内 容 导 读晶界工程[1]可以提高镍基合金[2]、铜[3]、铅基合金[4]、奥氏体不锈钢[5]等低层错能面心立方金属材料与

    金属世界 2012年2期2012-12-21

  • 同步改善黄铜H68晶界腐蚀行为和力学性能
    步改善黄铜H68晶界腐蚀行为和力学性能姜 英，王卫国，郭 红(山东理工大学 机械工程学院，淄博 255049)平均晶粒尺寸为150 μm的工业黄铜H68初始样品经晶界工程(GBE)处理，其特殊晶界比达到76%、平均晶粒尺寸为30 μm。拉伸实验和铵盐环境中的腐蚀实验结果表明：经GBE处理的样品，不仅其抗拉强度由初始样品的234 MPa提高到297 MPa，且其晶界腐蚀抗力也得到显著改善。相比于同样晶粒尺寸的传统再结晶状态样品，经GBE处理的样品，虽其抗拉强

    中国有色金属学报 2011年2期2011-11-03

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