国家自然科学基金(50121101) 作品数:33 被引量:150 H指数:8 相关作者: 魏炳波 代富平 王海鹏 阮莹 曹崇德 更多>> 相关机构: 西北工业大学 西安理工大学 华南师范大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 陕西省自然科学基金 西北工业大学研究生创业种子基金 更多>> 相关领域: 金属学及工艺 理学 一般工业技术 自然科学总论 更多>>
三元Sb_(60)Ag_(20)Cu_(20)合金中枝晶与共晶的快速生长 被引量:1 2007年 采用深过冷方法实现了三元Sb60Ag20Cu20合金的快速凝固,最大过冷度达到142K(0.18TL).在40~142K过冷范围内,合金凝固组织由(Sb),θ(Cu2Sb)和ε(Ag3Sb)相组成.深过冷扩大了(Sb)相的固溶度,从而使其点阵发生膨胀,点阵参数值增大.初生(Sb)相存在两种生长方式:小过冷条件下主要以非小面相枝晶形式生长;大过冷条件下呈现小面相枝晶生长.(Sb)和θ相的晶体结构差异较大,使合金熔体到达(θ+Sb)共晶线时不易生成(θ+Sb)二相共晶,而是形成条状θ相.θ和ε相具有较强的协同生长趋势,因此易于形成(ε+θ)二相共晶.另外,根据微观组织特征和DSC实验结果确定了合金的快速凝固路径. 阮莹 魏炳波关键词:深过冷 枝晶生长 单轴反馈控制条件下的静电悬浮研究 2010年 根据静电场的分布特征,设计了多种不同形状的悬浮电极,建立了单轴反馈控制静电悬浮系统.对静电悬浮过程中的位置探测、场强分布、样品带电和悬浮电压等四个关键问题进行了系统分析,采用不同的悬浮电极实现了金属、无机非金属和有机物等不同材料的稳定悬浮.在电容器感应带电方式下,样品所带电量为正10^(-9)C量级,悬浮样品尺寸在2.6~4.5mm范围内,质量为毫克量级.由于控制系统响应迅速,悬浮样品从脱离下电极到竖直方向稳定悬浮只需0.1s,且样品在竖直方向上具有很好的悬浮稳定性,振幅小于0.3mm.球面电极产生的约束力保证了样品在水平方向的稳定性,振幅小于0.5mm. 胡亮 王海鹏 解文军 魏炳波关键词:反馈控制 深过冷条件下三元共晶的快速生长 被引量:11 2004年 采用熔融玻璃净化方法进行了大体积Ag42.4Cu21.6Sb36三元共晶合金的深过冷实验, 获得最大过冷度为114 K(0.16 TE). 发现在深过冷非平衡条件下三元共晶由e(Ag3Sb), (Sb)和q(Cu2Sb)三相组成, 而不是平衡相图中预期的(Ag), (Sb)和q(Cu2Sb)相. 小过冷条件下, 合金的凝固组织是初生q相、(e+q)和(e+Sb)二相共晶以及规则(e+q+Sb)三元共晶并存的混合形态. 随着过冷度的增大, 初生相和二相共晶逐渐消失, 而且三元共晶发生从规则共晶向不规则共晶的生长形态转变. 当过冷度超过102 K时, 不规则(e+q+Sb)三元共晶成为惟一的组织生长形态. 3个共晶相之间发生的竞争形核与生长是出现复杂生长形态的主要原因. 实验与理论计算结果表明, 金属间化合物q相是领先形核相. 阮莹 曹崇德 魏炳波关键词:深过冷 共晶生长 四元Ni基合金中的快速枝晶生长 被引量:3 2006年 采用熔融玻璃净化法与电磁悬浮无容器处理技术实现了Ni-10%Cu-10%Fe-10%Co四元合金的深过冷与快速凝固,实验获得样品最大过冷度为276K(0.16TL).差示扫描量热(DSC)分析与X射线衍射(XRD)分析表明,所有凝固样品的组织均为α-Ni单相固溶体.随着过冷度的增大,合金显微组织由枝晶转变为等轴晶,并显著细化.深过冷条件下溶质截留效应增强,微观偏析程度减小.对不同过冷度下的枝晶生长速度进行了实验测定,结果表明V和?T之间存在指数函数关系:V=8×10?2?T1.2.Cu,Fe,Co三种溶质元素的引入显著提高了合金枝晶生长速度. 宋贤征 王海鹏 阮莹 魏炳波关键词:深过冷 枝晶生长 液态金属 快速凝固 深过冷Ag-Cu-Ge三元共晶合金的相组成与凝固特征 被引量:10 2007年 在Ag38.5Cu33.4Ge28.1三元共晶合金的深过冷实验中,获得的最大过冷度为175K(0.22TE).XRD分析表明,不同过冷条件下其共晶组织均由(Ag),(Ge)和η(Cu3Ge)三相组成.在小过冷条件下,三个共晶相协同生长,凝固组织粗大.随着过冷度的增大,共晶组织明显细化,(Ge)相与其他两相分离,以初生相方式生长,而(Ag)相与η相始终呈二相层片共晶方式共生生长.当过冷度超过80K时,初生相(Ge)由小过冷时的块状转变为具有小面相特征的枝晶方式生长.部分小面相(Ge)枝晶出现规则的花状,花瓣数介于5—8之间,并且过冷度越大(Ge)相越容易分瓣.花状Ge)枝晶的晶体表面为{111}晶面簇,择优生长方向为〈100〉晶向族. 梅策香 阮莹 代富平 魏炳波关键词:深过冷 快速凝固 液态Ni_(70.2)Si_(29.8)合金的表面张力和比热研究 被引量:7 2005年 采用悬浮液滴振荡法和落滴式量热计研究了深过冷液态Ni70.2Si29.8共晶合金的表面张力和比热.实验发现,在182K(0.12TE)过冷度范围内,表面张力与温度之间存在线性函数关系,共晶温度1488K处的表面张力是1.693N·m?1,温度系数为?4.23×10?4N·m?1·K?1.在实验获得的253K(0.17TE)最大过冷度范围内,液态Ni70.2Si29.8合金的比热与温度之间呈现多项式函数关系.对液态Ni70.2Si29.8合金的密度、过剩体积和声速与温度的函数关系进行了理论预测. 王海鹏 魏炳波关键词:液态 比热 共晶合金 过冷度 深过冷 量热计 快速凝固Co-Cu包晶合金的电学性能 被引量:9 2005年 研究了Co Cu包晶合金快速凝固过程中的相选择和组织形成特征,探索了冷却速率、组织结构和晶体位向与合金电阻率之间的相关规律.实验发现,快速凝固可使Co在(Cu)中的固溶度扩展至20%.Cu含量大于80%时,L+αCo→(Cu)包晶转变被抑制,(Cu)可从过冷熔体中直接形核析出.Cu含量在40%—70%范围时,Co Cu合金的液相分离受到抑制,凝固组织沿条带厚度方向分为两个晶区.细晶区中αCo和(Cu)相竞争形核并生长,αCo枝晶形态细密,细小的(Cu)等轴晶均匀分布于αCo的基体之中.粗晶区αCo相为领先相,富Cu相分布于αCo枝晶的晶界处.随着冷速的增大,合金组织显著细化,晶界增多,对自由电子的散射作用增强,合金电阻率显著增大.当晶界散射系数r=0.996—0.999时,可采用M S模型综合分析快速凝固Co Cu合金的电阻率. 徐锦锋 魏炳波关键词:快速凝固 包晶合金 电学性能 过冷熔体 液相分离 The liquid phase separation of Bi-Ga hypermonotectic alloy under acoustic levitation condition 被引量:7 2007年 Containerless treatment of Bi-58.5at%Ga hypermonotectic alloy is successfully performed with acous-tic levitation technique. Under acoustic levitation condition,the second phase (Ga) distributes almost homogeneously in solidification sample,opposite to macrosegregation in solidification sample under conventional condition. Stokes motion of the second liquid droplet (Ga) is significantly restrained un-der acoustic levitation condition. The analyses indicate that the melt vibration in the gravity direction forced by acoustic field can induce steady flow around the second liquid droplet,which influences droplet shape during its moving upward and consequently restrains Stokes motion velocity of the second liquid droplet. HONG ZhenYu LV YongJun XIE WenJun WEI BingBo关键词:声悬浮 液相分离 偏晶溶液相分离过程的实时观测研究 被引量:19 2007年 为了揭示自由落体条件下偏晶合金壳核组织的形成机制,基于相似性原理设计了一种环形温度场,对丁二腈-52.6mol%H2O偏晶溶液的相分离过程进行了实时观测.发现在两个不混溶液相的分离过程中,富水相液滴经历了“析出→迁移→凝并→聚集”运动过程,最终形成以富水相为中心的两层壳核组织.同时测定了液滴的运动速率,并对Marangoni迁移速率进行了理论计算,两者能够较好地符合.由此证实了在偏晶溶液的相分离过程中,第二液相主要是在温度梯度的驱动下产生Marangoni迁移.这一实验直观地再现了落管无容器处理过程中液滴内部的相分离过程. 翟薇 王楠 魏炳波关键词:微重力 自由落体条件下三元Al-Cu-Ag合金的快速凝固 被引量:1 2008年 三元Al-30%Cu-18%Ag合金在自由落体条件下发生快速凝固,形成由θ(Al2Cu),α(Al)和ξ(Ag2Al)三相组成的凝固组织.测定其固相面与液相面温度分别为778和827K,实验获得过冷度最大达ΔTMax=171K(0.20TL).在对过冷行为和形核能力计算的基础上,分析了该合金快速凝固组织的演变规律.发现过冷度随合金液滴直径减小而呈指数形式增加,在整个过冷范围内,θ(Al2Cu)相的形核率最大,ξ(Ag2Al)相的形核率最小.当ΔT<78K时,初生的θ(Al2Cu)相生成粗大枝晶;当78≤ΔT≤171K时,θ(Al2Cu)相晶粒细化,与α(Al)两相交替生长;当ΔT≥171K时,形成了以(θ+α+ξ)三元不规则共晶团为主要特征的凝固组织. 代富平 魏炳波关键词:形核 快速凝固 深过冷