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大块非晶合金特种粉末冶金制备过程基础科学问题研究
  • 项目名称:大块非晶合金特种粉末冶金制备过程基础科学问题研究
  • 项目类别:国家杰出青年科学基金
  • 批准号:51025415
  • 申请代码:E0417
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:沈军
  • 依托单位:哈尔滨工业大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

获得了国际上玻璃形成能力最强的铁基非晶合金,该工作发表论文单篇已被SCI他引74次;提出了一种设计大块非晶合金成分的新方法及一种表征玻璃形成能力的新判据;发现了非晶合金的压缩强度和塑性具有强烈的尺寸效应;观察到了大块非晶合金在压缩断裂过程形成纳米弹性波这一重要现象;发现了碳纳米管在放电等离子烧结过程中可以转变为金刚石。近五年发表SCI收录论文93篇,其中15篇影响因子大于3,论文被SCI他引404次,H因子14,申请国家发明专利11项,授权6项。作为第一获奖人获教育部提名国家科学技术奖自然科学二等奖和黑龙江省高校科学技术一等奖各1项。入选教育部"新世纪优秀人才支持计划"和黑龙江省杰出青年基金。作为大会主席主持召开第五届先进材料与加工国际会议。11次在高水平国际会议上作邀请报告。

结论摘要:

本项目研究了Co元素含量对一种新型铁基非晶合金玻璃形成能力的影响规律,发现 Co含量为 7%的非晶合金呈现最强的方向键,所以该成分的块体非晶合金比其他成分的非晶合金更加的稳定和更加不易晶化,而且此时非晶合金有相对较高程度的中程序以及短程序,局域有序度最强,因而具有高玻璃形成能力。 研究了非晶合金粉末在冷静液机械压制成形过程中的致密化机理。利用先进的粉末冷静液机械压制成型技术,在室温下成功地制备出了直径30mm的高致密度Al-Ni-Ce非晶合金样品,原始粉末颗粒中的非晶相组织被完全保留到样品中,制得的合金具有优异的力学性能,室温断裂强度高达1.1GPa,非晶合金粉末的固结机理是压制初期阶段的颗粒重排和压制后期的颗粒间摩擦力诱发的非晶相局域粘滞性流变。 将同步辐射高能 X 射线衍射与喷气式熔体悬浮技术相结合,原位研究了几种Zr基非晶合金在熔体冷却过程中的结构演变。随着熔体温度降低,由于原子密度关联增强,其最强衍射峰的峰位逐渐增加。非晶合金熔体的原子尺度体积热膨胀系数受熔体冷却速率的影响不明显。但是,随着非晶合金玻璃形成能力的提高,其对应的原子尺度体积热膨胀系数逐渐减小。将同步辐射高能 X 射线衍射与原位压缩加载相结合,研究了块体非晶合金在准静态压缩过程的结构演变。非晶合金塑性的提高,除了原子尺度均匀流变的累积贡献外,还得益于其内部丰富的微剪切带对塑性变形的贡献,二次剪切带之间的相互作用,以及二次剪切带与纳米晶以及主剪切带间的强烈相互作用。 采用AC-HVAF技术制备Fe基非晶涂层,并对其微观结构、腐蚀和冲刷性能进行了分析和表征。结果表明,HVAF法制备非晶涂层基本为非晶相结构,涂层结构致密,非晶相含量高,晶化峰强度弱,氧化程度低、孔隙率小且界面结合良好。在3.5% NaCl溶液中,HVAF非晶涂层腐蚀电位远高于条带和HVOF非晶涂层,腐蚀倾向小。HVAF非晶涂层在6M HCl溶液中钝化行为接近条带,耐蚀性相当,在3M H2SO4溶液中也具有优异的钝化稳定性。HVAF非晶涂层具有较高的点蚀阻力和均匀腐蚀阻力。在1% NaCl+1.2% SiC含砂介质中,旋转圆盘冲刷腐蚀10h(18m/s)后,HVAF非晶涂层抗冲刷腐蚀性能较不锈钢提高近12倍,且具有比HVOF非晶涂层更优的耐冲蚀阻力(提高2-3倍)。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 27
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
期刊论文
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