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Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶与镁、铝及其合金复合过程的研究

本论文在国家自然科学基金项目“铝铜铁准晶颗粒增强镁基复合材料”(项目编号:50071030)的资助下,开展了对Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料的制备和应用的探索性研究。采用铸造和雾化的方法制备Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)粉末,探索热处理条件对粉末相变化的影响,制备出单一准晶相组成的Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶粉末;研究Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒与熔融镁合金和铝合金的界面反应机制以及反应生成物、准晶颗粒尺寸大小和体积份数对Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶与镁、铝及其合金的复合过程和材料的组织和性能的影响。为Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒镁基/铝基复合材料的理论研究和实际应用打下基础。采用铸造后球磨和惰性气体雾化两种方法制备了Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料,通过热处理成功地制备了几乎单一准晶相组成的Al_(  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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准晶的结构对称性及其物理性质

1984年,Shechtman等人在Al-Mn合金中首次发现二十面体准晶的存在。这一重大发现改变了人们以往对固体结构的通常认识,吸引了各方面的兴趣和关注。二十年来,人们对准晶的研究无论是在实验上还是在理论上都取得了长足的发展,内容也从开始的结构特性和随后的线性弹性性质发展到其它一些物理性能的研究。所取得的成果进一步加深了人们的认识,拓宽了人们的认知领域,但完全理解这一全新的材料可以说仍然还有许多工作要做,不少空白要填充。准晶与晶体不同,准晶虽具有长程取向序但无周期性,其旋转对称性可以是五次、八次、十次、十二次等晶体决不可能具有的旋转对称性。并且与传统晶体相比,在弹性行为上准晶除了熟知的声子变量外,还存在相位子变量。即使不考虑具体的原子位置和原子间的相互作用对物理性质的影响,准晶的这种特殊对称性也必然会对各种物理性质产生影响,尤其是那些涉及相位子应变的物理性质。本文将用群论方法从对称性上研究各种物理性质,并且确定所研究的物理性质的...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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AlPdMn二十面体准晶结构的定量会聚束电子衍射研究

本文用定量会聚束电子衍射技术和二十面体对称性所允许的表面谐函数,采用单纯形的优化方法优化了AIPdMn二十面体准晶的原子面,得到了AlPdMn二十面体准晶原子面的非球形模型。与AlPdMn二十面体准晶球壳模型相比,原子间距不合实际的原子百分比减少了。基于修正后的AlPdMn二十面体准晶非球形模型,研究了AlPdMn二十面体准晶的团簇结构和表面原子结构。研究结果表明,AlPdMn二十面体准晶的结构单元是不完整的伪Mackay团簇。面间距最大的一对原子面也具有最大的面原子密度。这些面最有可能成为显露于表面的终止面。在三种对称性最高的表面中,最稳定的表面垂直于五次轴方向,垂直于三次轴方向的表面最不稳定。不能自然形成垂直于伪二次轴方向的平坦的表面小平面。AlPdMn二十面体准晶沿着垂直于五次轴的平面比沿着其它平面更容易劈裂。用定量会聚束电子衍射技术优化了AlPdMn二十面体准晶的9个对称性上不等价的低指数结构因子。它们是X射线衍射强度最...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

《装备制造技术》2009年03期
装备制造技术

准晶材料的结构特征和材料特性的研究

准晶是以非周期而有序的原子结构为特征,具有五次、十次等特殊对称性,同超导体一起被列入上世纪80年代凝聚态物理两大重要进展。自1984年准晶相被首次报道后,在其结构和物理性能等方面的研究都取得了很大进展。随着稳定的准晶合金系的发现和凝固技术的日益完善,制备高质量的准晶单晶和单相多晶成为可能,这为研究准晶材料的独特性能提供了前提条件,并初步认识到其应用潜力,如法国学者研制出准晶不粘锅等。最近的研究成果又发现,准晶材料具有作为隔热、储氢和吸收太阳能等功能材料的前景,可望在能源、汽车、航空等工业领域得到应用。1准晶结构的确定在1984年准晶被发现之前,物理学家一致认为固态物质存在的方式只有晶体和非晶体两类。前者的结构周期有序的,其对称性受周期性的限制,只有固定的几种;后者的结构是长程无序的,仅短程有序,因而不存在任何对称性。而准晶,即准周期晶体,是一种同时具有长程准周期平移有序和非晶体学旋转对称性的固态有序相,它是一种新型的固态结构[1...  (本文共3页) 阅读全文>>

《现代铸铁》2007年02期
现代铸铁

准晶材料的研究现状及其前景展望

材料科学迅猛发展,新材料层出不穷,由于特殊的结构使准晶材料具有一些优异的性能,能满足一些实际应用中传统材料所不能满足的要求。因此,了解其发展历程、研究现状及其发展前景将有助于对这种新材料有个大体的认识。1准晶材料的发展历程1984年,美国科学家D.Shechtman等[1]在研究用急冷凝固方法使较多的Cr、Mn和Fe等合金元素固溶于Al中,以期得到高强度铝合金时,在急冷Al-Mn合金中发现了一种奇特的具有金属性质的相。这种相具有相当明锐的电子衍射斑点,但不能标定成任何一种布拉维点阵,其电子衍射花样明显地显示出传统晶体结构所不允许的5次旋转对称性。几乎在同一时间,D.Levine及Steinhard[2]在研究具有5次对称的原子簇时,从理论上计算出具有明锐的5次对称性的衍射图,并称这种具有5次对称取向序而无周期平移序的物质为准周期性晶体,简称准晶[3],实现了理论与实践的结合。自第一个具有突破传统晶体学范畴的5次旋转对称合金相问世...  (本文共3页) 阅读全文>>

西南林业大学
西南林业大学

一维六方准晶材料有限板破坏力学行为分析

随着准晶材料的发现,其力学研究已经发展成为近年来一个广泛研究的新兴课题。本文主要研究了一维六方准晶的破坏力学行为,其中包括断裂力学反平面问题以及含微孔洞缺陷的损伤问题等,推导出了不同电极化方向及不同裂纹贯穿方向下的本构方程,建立了含微孔洞损伤的一维准晶本构方程,并求解了具体的相关算例,如下是研究的主要内容和主要结论:1.作为一种新的固体材料,准晶既不同于晶体又不同于非晶体,其特有的准周期结构导致了准晶的物理性能,如力、电、磁、热等都与普通晶体有着本质的差异。许多学者对准晶材料力学性能的研究大多在横观各向同性的本构关系框架下进行研究。为了进一步探究压电的极化方向及裂纹贯穿方向对压电准晶本构关系的影响,本文通过坐标转换方法研究了不同方向变化下一维六方压电准晶的本构方程,宏观上则分别表征为横观各向同性、正交各向异性、各向异性等。2.多场耦合是准晶断裂力学研究中的一个重要问题,其中压电效应在准晶的物理性能中显得尤为重要。实验已经证明准晶...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>