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共晶系合金的深过冷与块体非晶合金晶化研究

快速凝固技术不仅可以显著改善已有材料的微观组织结构和提高其性能,还可以研制在常规条件下难以制备、具有优异性能的新型材料。由于深过冷技术可有效地实现三维大体积液态金属的快速凝固,并可在慢速冷却条件下,深入研究快速凝固的动力学本质,它已经成为快速凝固理论研究的前沿。本文运用玻璃熔覆法对简单共晶系(二元和三元)合金的过冷行为进行了研究。二元共晶合金生长涉及两个固相从一个液相中竞争形核和协同生长,这个过程受到过冷度、环境气氛和异质核心的影响。本文首先采用 Ni81P19共晶合金为模型,研究了随着过冷度的增加,其凝固组织发生的一系列变化。在小过冷度下,共晶合金中的两相 α-Ni 与 Ni3P 协调生长成规则的棒状共晶。在中等过冷度下,凝固组织从规则棒状共晶向不规则的粒状共晶组织转化,随着过冷度的增大,粒状共晶团在凝固组织中所占的体积分数越来越大。我们提出枝晶状共晶的熔断模型来解释粒状共晶组织的形成。在深过冷度下,凝固组织又演化成显微结构细  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国科学(G辑:物理学 力学 天文学)》2009年12期
中国科学(G辑:物理学 力学 天文学)

深过冷银熔体热物理性质参数的研究

将差示扫描量热与助熔剂处理相结合,研究了深过冷状态下银的比热及其他相关热物性参数.通过实验获得银熔体在深过...  (本文共5页) 阅读全文>>

北方工业大学
北方工业大学

微重力条件下深过冷熔体图像超分辨重构算法研究

自身无结晶核的液态金属在无重力或微重力环境下,会达到深过冷状态,处于此状态的熔体会表现出其特有的性质。科研者们为了在地面模拟无重力或微重力环境,进一步研究深过冷熔体的性质,搭建了静电悬浮与真空落管的实验平台,并且用高速摄像机拍摄到下落过程中的深过冷熔体图像。由于高速摄像机本身所限制,拍摄到的图像分辨率很低,对研究深过冷熔体的性质有所影响,因此需要借助数字图像处理技术来重建图像,丰富图像细节,增加图像分辨率。现有的图像超分辨率重建方法并不能很好的还原图像本身,更加不适合重建深过冷熔体所特有的细节纹理。为了解决这个问题,本文提出一种基于混合样本与低秩矩阵分解优化(AMS-LMDO)的单幅图像超分辨率重建的方法。该方法充分利用外部样本库与内部样本库提供的互补的先验知识来解决这个极度不适定的超分辨率重建问题。在本文提出的方法下,混合样本库提供的先验知识要比任意单独的样本库提供的先验知识更加适合对深过冷熔体图像的超分辨率重建。重建图像后,...  (本文共50页) 本文目录 | 阅读全文>>

北方工业大学
北方工业大学

基于图像序列超分辨重建的真空深过冷熔体形变过程研究

深过冷(Deep Supercooling)是一种通过抑制形核,液体或气体在温度降低到其凝固点以下时,仍然不会变成固体的过程。本课题的研究对象便是处于这种过程之中的金属液滴。微重力环境下的深过冷熔体形变是材料科学研究中重要的研究内容,在地面建立由真空落管构成的微重力模拟环境可大大降低实验成本。由于落管高度的限制和物体下落速度较大的原因,模拟环境配备的高速相机也只能获得实验材料的低分辨率序列图像。为了准确建立深过冷熔体的形变过程,利用获得的低分辨图像进行超分辨率重建是目前被广泛采用的研究方法。图像的超分辨率重建在遥感、医学等领域一直有着非常广泛的应用,近几年由于深度学习研究的兴起以及卷积神经网络在图像领域的成功应用,基于深度学习的超分辨率重建技术也取得了很大的发展。单帧图像超分辨率重建受限于单幅图像包含的信息有限,重建效果并不理想。而目前主流的多帧图像的超分辨率重建算法却偏重于追求高的峰值信噪比(PSNR:Peak Signal ...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

深过冷Co-xat.%Sn合金的凝固行为

本文以Co-Sn合金为研究对象,采用熔融玻璃净化结合循环过热技术对合金(锡含量为20at.%、22at.%、24at.%、26at.%和28at.%)实现了深过冷,合金熔化及过冷凝固过程中的热历史采用高精度双色红外测温仪进行了实时监测。运用经典形核理论和瞬态形核理论对Co-24at.%Sn共晶合金凝固过程中的竞争形核行为进行了理论分析,利用X射线衍射结合EDS能谱对不同过冷度下Co-Sn合金的物相组成进行了分析,运用竞争形核理论结合物相分析探索了深过冷凝固Co-24at.%Sn共晶合金的相选择规律。利用金相显微镜、扫描电镜等分析了深过冷凝固Co-Sn合金的微观组织演变机制,并采用BCT模型、J-H理论对过冷共晶合金凝固过程中的晶体生长行为进行了理论分析。结合微观组织分析和理论计算探究了过冷Co-24at.%Sn共晶合金中非规则共晶的形成机制,基于不同成分、不同过冷度凝固Co-Sn合金微观组织分析确定了 Co-Sn合金的共晶共生区...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学
中国矿业大学

Ni基合金微/纳米晶形成及高温稳定机理研究

材料成形过程中的非平衡性与随后的固态晶粒长大之间的内在联系在材料制备中变得越来越重要。基于此,本文选取两种非平衡制备方法:深过冷快速凝固方法和高能球磨法制备Ni基微米晶/纳米晶单相过饱和固溶体,随后进行真空热处理,借助高速摄影,X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等对凝固过程和试样组织进行分析,结合非平衡凝固模型和晶粒生长热动力学模型研究晶粒的高温稳定性及其与非平衡形成过程的本质关联。得到以下主要结论:(1)利用循环过热与熔融玻璃相结合的方法制备了200K以上的大过冷Ni基合金试样。基于高速摄影实时监测技术、非平衡枝晶生长理论和应力累计模型,证明了细化组织是由应力累积引起的再结晶导致的。(2)基于非平衡凝固组织的热处理,发现了两次晶粒生长和稳定的晶界动态偏析现象。通过晶粒生长热动力学模型计算证实,一次稳定源于溶质元素向晶界的偏析导致晶界能的减小,随后的再次生长源于第二相的产生导致晶界能的增...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>