晶界

摘要： 针对一起气动葫芦吊用短环链中的链环断裂失效案例,对链环进行宏观检查、化学成分分析、显微组织分析、硬度分析、断口显微分析.结果表明:链环断裂主要与链环局部组织过热造成的晶界弱化以及显微组织中存在的块状铁素体造成的性能下降有关,然后在大应力的作用下发生脆性断裂.最后,针对如何减少甚至避免类似事件再次发生,提出相关建议.

摘要： 3D打印技术有力促进了金属点阵材料的发展,而碰撞吸能是点阵材料的重要应用领域之一,为此综述了课题组近期在界面增强点阵吸能方面的研究。受金属材料微观变形机理中晶界强化机制的启发,通过在点阵结构中引入晶界和孪晶界等宏观界面构型,构造了含多个界面的多晶点阵结构,研究其耐撞吸能性能。具体而言,构造了胞元构型为简单立方、面心立方和三斜晶系的不同多晶点阵结构试件,通过一系列参数化有限元模拟,并结合增材制造技术开展验证性实验,研究了晶粒尺寸(晶界密度)、界面两侧晶向差、界面取向角度等参数对结构压溃变形模式和吸能性能的影响,发现对称性强的界面(如孪晶界)可以增强点阵结构的吸能性能。进一步研究发现,描述材料微观强化机理的Hall-Petch关系仍然适用于所提宏观多晶点阵结构。该研究可为发展新型轻质点阵吸能结构提供一定的参考。

摘要： 应用分子动力学的方法研究了纳米合金Ni_(3) Al加入∑3和∑5晶界后在单轴加载下的力学性能。研究结果表明:Ni_(3)Al合金中加入∑3和∑5晶界后使Ni_(3) Al合金的应力应变曲线发生了改变,导致合金的屈服应力和屈服应变降低,但是弹性模量的数据显示∑3晶界对Ni_(3)Al合金的机械强度具有强化作用,∑5晶界对Ni_(3)Al合金机械强度产生弱化现象。通过对微观机理分析得到Ni_(3) Al-∑3和Ni_(3) Al-∑5的主要的塑性变形都是滑移带,∑3和∑5中的产生滑移带比Ni_(3) Al优先形成,其中∑3中的产生的大量交叉滑移带比∑5中的长滑移带更能有效地抵制外载引起的结构损伤,起到了强化作用。

摘要： 晶界偏聚行为及析出相形成对铝铜合金的力学性能提升至关重要。为研究铝铜合金中Cu元素与Al基体的相互作用,本文基于密度泛函理论,利用第一性原理方法计算了Al∑5(210)[001]晶界Cu元素的偏析能、电荷密度分布等性质,并结合AFLOW的高通量框架系统研究了不同铝铜二元析出相的晶格常数、形成能和弹性常数等信息。晶界模拟结果表明,由于尺寸效应和成键性质的变化,Cu原子在晶界上形成能更低,更易于偏聚到晶界GB2位置,偏聚能为-0.42 eV。高通量计算结果验证了在不同Cu浓度下,铝铜二元体系中会产生大量形成能为负的亚稳相,以及4种稳定的基态结构AlCu_(3),Al_(4)Cu_(9),AlCu和Al_(2)Cu。以上4种化合物的形成能分别为-0.19,-0.21,-0.20,-0.18 eV/atom,与铝基体相比,其体弹性模量和剪切模量分别提高约20%和90%。

摘要： 分析了合金元素、微合金元素、铁素体、晶粒尺寸、变形条件等因素对低碳钢、不锈钢、TWIP钢、耐热钢等钢种热变形开裂的影响机理。结果表明,稀土元素Ce、B、P在晶界上的偏聚,会降低界面能,进而降低钢的热变形开裂倾向。而在晶界上形成的钒化物、铌化物等会增大开裂风险;加入Ti使析出相在晶内出现,可改善钢的热塑性。AlN和富Cu相也是降低材料高温塑性的物相。铁素体的存在,不论是高温铁素体还是低温铁素体,都不利于热塑性。细化晶粒、提高变形速率、提高坯料表面质量,在大多数情况下都是有利的。

摘要： 在通常腐蚀条件下,0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织中的晶界活性不大,但当具有晶间腐蚀敏感性时,晶间活性很大,即晶粒与晶界之间存在着一定的电位差,这主要是合金在受热不当时,组织发生改变而引起的,所以晶间腐蚀是一种由组织电化学不均匀性引起的局部腐蚀。此外晶界存在杂质和缺陷时,在一定条件下也会引起晶间腐蚀。通过不同的固溶处理工艺对奥氏体不锈钢进行相应的热处理,按照标准GB/T 4334—2020中E法加工试样,配制硫酸铜溶液,加热腐蚀试样20 h,对试样进行弯折并观察弯曲部位特征,在非弯曲部位切割金相试样进行组织分析,结合固溶处理工艺分析晶间腐蚀的产生机理和腐蚀特征,并分析固溶温度、保温时间和冷却方式对晶间腐蚀的影响。

摘要： 晶界和{100}柱状晶在硅钢生产过程中对织构的遗传和演变有关键作用,因此本文利用晶体塑性有限元方法进行立方和旋转立方取向双晶在晶界不同位向时晶体取向演变的全场模拟。模拟显示,三种晶界位向下,晶界都具有诱发晶内产生S形状形变不均匀和缓解局部形变不均匀区取向转动的特点,立方和旋转立方取向双晶在带有剪切作用的轧制条件下都显示明显的取向稳定性。GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FRD(表示晶界垂直于轧向)晶界位向时,旋转立方取向晶粒优先在晶界中心位置发生取向转动,而立方取向则优先在远离晶界的端部发生取向转动。GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FTD(表示晶界垂直于横向)的晶界位向下,其晶界阻碍作用最小,双晶内产生的取向漫散度大,织构强度较低;除绕TD转动外,也具有复杂的绕RD、ND的取向转动。GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FND(表示晶界垂直于法向)的晶界位向下,取向转动与GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FRD时相近,但有少量取向绕ND转动。

摘要： 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;调幅分解速度随着晶界原子扩散系数的增大而增大,而调幅分解过程中的晶界迁移速度则随着晶界原子扩散系数的增大表现为先减小后增大;三维模拟结果与二维模拟结果相一致.

摘要： 采用晶体相场法研究了外加应变作用下,不同取向差的四方相对称倾侧小角度晶界的位错运动与反应及反应过程中的位错组态,通过采用几何相位法对位错周围应变场进行了表征.结果表明,凝固弛豫达到稳态后,晶界两侧位错平行且方向相反,随晶界两侧晶粒取向差增大,位错数目增加,距离减小,且体系自由能增加.在外加应变作用下,晶界位错经历攀移、发射、反应湮灭等阶段,体系自由能呈现波动.当取向差增大时,位错运动方式由攀移向攀滑移转变,产生更多类型的位错组构型,并发生相应的位错与位错组之间的反应.对于不同构型的位错反应,正切应变驱动位错靠近,负切应变驱动位错湮灭.

摘要： 通过硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验、金相及透射电子显微镜观察等方法,研究了双级时效工艺对6056铝合金力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响。结果表明:经T6单级时效处理的合金的峰值硬度约为136 HB、抗拉强度为415.5 MPa、断后伸长率为17.1%,晶间腐蚀深度为333μm;经T6+140°C×8 h、T6+160°C×6 h和T6+190°C×4 h双级时效处理的合金的硬度与T6处理的相差不大,晶间腐蚀深度分别为231、276和637μm,T6+140°C×8 h处理的合金的抗拉强度增加最明显。T6处理的合金晶内主要析出了针状β″相和板条状Q’相,晶界析出了断续状的小尺寸析出相,晶界周围出现明显的无沉淀析出带(PFZ);T6+140°C×8 h处理的合金晶内板条状析出相数量有所增加,晶界析出相数量减少,尺寸和间距增加。T6+140°C×8 h双级时效处理的合金的力学性能和耐晶间腐蚀性能均明显提高。

摘要： 本文研究了晶界对碳化硅辐照缺陷生成阶段的影响。首先计算了扭转型晶界能量与扭转角度的关系,由计算结果建立了两种较为稳定的含有扭转型晶界的双晶构型。然后对两种构型进行辐照模拟,同时用单晶构型作为对照。本文通过对缺陷分析和统计后发现晶界的存在没有对缺陷的数量和种类造成明显影响,但是会对级联碰撞的发展有吸引作用。

摘要： 笔者研究了不同极性的n型InN薄膜的输运性质。经常在N极性InN薄膜中出现的晶界(GB)被证实会增强载流子的散射,进而削弱电子的迁移率。在晶界两侧会形成势垒,阻挡部分载流子的漂移运动,导致在GB两侧有较多的电子积累。但是,In极性薄膜表面总是可以看到单层原子的台阶状分布,相对于N极性样品,表面更加光滑平整,并不会出现晶粒状表面,所以也就没有必要考虑GB对散射的影响。对于两种极性样品载流子浓度和迁移率的拟合结果均与实验数据相符,并且得到了In极性和N极性样品的位错浓度分别为4.5×1010cm-2和9.5×109cm-2,这和样品的XRD谱线估计得到的位错密度相符。拟合得到载流子在室温下在GB中的迁移率约为75cm2/V·s,远小于体迁移率。

摘要： 采用原子尺度计算模拟方法并结合嵌入原子型原子间相互作用势函数,对含Σ9{221}对称倾斜晶界的铜双晶体在纯剪切载荷作用下的形变行为进行了研究.能量最小化弛豫分析表明,该晶界存在两个能量局部极小的优化结构,其能量低者为稳态结构,另一能量稍高者为亚稳态结构.对双晶体在室温下的剪切过程进行分子动力学模拟发现,在不同取向的剪切载荷作用下,该晶界的结构转变模式有如下三种方式:(1)纯粹的晶界滑移;(2)晶界局部原子重排同时伴随晶界位错发射;(3)晶界滑移与晶界迁移相结合的耦合运动.结构演化分析表明,晶界耦合运动随剪切方向的不同有两种不同的方式:其一为由晶界原子集体运动而引起的结构单元转变过程;其二为由晶界局部原子重排过程引起的结构转变,这些局部原子重排过程互不关联.其中,前者会使晶界结构在稳态与亚稳态之间转化,而后者会引起晶界小面化.

摘要： 对取自Ti40阻燃钛合金环材的试样进行不同温度的固溶(退火)处理,通过金相显微镜分析合金组织变化.试验结果表明,Ti40合金环材锻件在固溶或退火过程中并没有发生静态再结晶,只是看到晶界平直、晶界处小晶粒缩小消失的过程.经分析认为,导致合金在高温退火(固溶)过程中不能发生再结晶的主要原因是Ti40合金的成分特点和试样取自较大尺寸锻件;而固溶过程中,晶界平直和小晶粒消失的驱动力主要来自锻造过程中的残存的内应力和弯曲晶界导致的界面两侧原子的压力差.

摘要： 采用相场方法计算研究了析出相对基体晶界的钉扎作用,以实际的微观组织作为模型中析出相的输入形貌,模拟析出相和界面的相互作用以及微观组织随时间的演化.结果表明,析出相能对晶界起到有效的钉扎作用,晶界在与析出相的相互作用中曲率逐渐降低以减小界面能,与此同时晶粒逐渐长大,但由于析出相的钉扎作用,其增大速度远小于无析出相,且增大趋势越来越缓,最终达到稳定尺寸.将该稳定尺寸与经典的Zener公式所作出的预测进行了比较,发现Zener公式过高地估计了最终稳定尺寸.

摘要： 利用俄歇能谱仪(AES)研究了2.25Cr1Mo 低合金钢中磷晶界平衡偏聚行为。试样经过980°C淬火、650°C回火后分别在560°C、520°C、480°C温度下时效不同时间，随后对试样做俄歇分析。根据Langmuir-McLean平衡偏聚理论及俄歇分析所得磷偏聚量，确定偏聚热力学参数。采用标准Charpy冲击实验确定各试样韧-脆转变温度并结合俄歇分析所得磷偏聚量，建立了韧-脆转变温度与磷偏聚量之间的关系。基于此关系，可实现通过预测钢中磷晶界偏聚量预测其相应的韧-脆转变温度。

摘要： 采用电子背散射衍射(Electron Backscattering Diffraction,简称EBSD)自动分析技术,研究了去除氧化铝模板后衬底铝箔留下的凹坑的有序性和衬底晶界的关系来得到氧化铝模板纳米孔洞有序性区域和衬底晶界的关系。结论表明晶界对氧化铝模板上纳米孔洞的有序性区域几乎没有影响,有序性区域可以穿过晶界。

摘要： 采用电子背散射衍射(EBSD)分析测试手段对经不同热压缩条件的1235合金的织构演变进行了研究,分析了不同应变速率对1235合金的晶界与变形织构特征的影响.结果表明:应变速率对1235合金的晶界与变形织构特征具有明显影响.在压缩变形量为50％、变形温度为400°C条件下,随着应变速率的增加,产生织构的相对体积总含量升高,其中应变速率为0.01s-1时织构的相对体积所占的比例为1.9％,在高应变速率50s-1下则达到5.4％.

摘要： 单晶铜（简称OCC）是一种利用全新的热型连铸定向凝固技术生产的具有单一方向结晶的金属铜材，目前主流形状为圆棒材。OCC全名为Ohno Continuous Casting，这是由日本工业大学的大野(Ohno)教授所发明的“高温热铸模式连续铸造法”所制造的导体技术，因为铸造过程经过特殊加热处理，所以可获得单结晶状导体，每一结晶可以延伸数百公尺以上，在实际应用中，长度上的结晶晶粒仅有一个，并没有所谓“晶粒界面”存在，在讯号传输时，由于消除了晶粒与晶粒之间的“晶界”，使得电阻率大大降低，讯号更易于穿透与传导，因此损耗和失真极低，堪称是相当完美的线材。

摘要： 用无机-溶胶-凝胶法制备含10mol％Gd2O3的水合稳定ZrO2，通过喷雾低温干燥，高温煅烧获得10GdSZ粉体，经喷雾制粒得到球状、不团聚、流动性好的粉体。在15MPa压力下压制成陶瓷片。坯片在1350～1600°C之间温度下烧结。烧结密度达到理论密度的98％。通过两探针法测定电解质的电导率。结果表明：制备的10GdSZ电解质材料的电导率大于1×10-3S·cm-1。在700°C下其电导率达到6.8×10-3S·cm-1。适合于作中温的固体电解质材料。

摘要： 一种调控晶界硼重分布改善超级奥氏体不锈钢晶界第二相析出的方法，属于超级奥氏体耐热钢制备与应用技术领域，目的在于通过阶梯固溶和低温保温处理实现了最大含量硼在超级奥氏体不锈钢的晶界偏聚，从而提高了超级奥氏体不锈钢的热塑性和耐蚀性能。本发明通过阶梯固溶和低温保温联合处理不改变超级奥氏体不锈钢的晶粒度等组织结构，仅使得更高含量的硼重新分布到晶界。通过晶界硼重新分布调控元素扩散速率，改善第二相析出数量和形态，进一步提高热塑性和耐蚀性。

摘要： 一种晶界改性方法，其包括在使特定合金存在于Nd‑Fe‑B系磁铁的表面的状态下对该Nd‑Fe‑B系磁铁进行加热处理，从而可在将Nd‑Fe‑B系烧结磁铁的剩余磁通密度的降低抑制在最小限的同时还使矫顽磁力增加。

摘要： 本发明提供了一种晶界层陶瓷材料、晶界层陶瓷基片的制备方法及其应用，属于芯片电容器技术领域。本发明提供的晶界层陶瓷材料包括以下质量份数的制备原料：SrTiO3 95.35～99.30份、Nb2O3 0.30～0.55份和改性添加剂0.30～5.00份；所述改性添加剂为BaCO3、Nd2O3、CaO、Sm2O3、Al2O3和SiO2中的一种或几种。本发明提供的晶界层陶瓷材料具有优异的电性能和可控性，由该晶界层陶瓷材料制备的晶界层陶瓷基片具有优良的重复性和一致性。

摘要： 本发明提供了一种协同获得低∑晶界和锯齿晶界的方法，采用形变控冷热处理，引入低∑晶界和锯齿晶界，即：高温固溶处理→冷轧变形→高温保温处理→控冷处理→低温保温处理→水冷。本发明在不改变合金成分的前提下，协同获得两类低∑晶界和锯齿晶界的特殊晶界，具有工艺简单、易于实现的优点；本发明处理的镍基高温合金，低∑晶界比例不低于60％，∑3晶界的比例不低于50％；可将部分平直随机晶界转变为锯齿晶界，保证锯齿晶界的平均振幅不低于0.5μm，本发明处理的镍基高温合金，可形成较强的特殊晶界网络、引入更多的特殊三叉晶界、打断平直随机晶界的连通性，有望抑制沿晶开裂，提高镍基高温合金的高温蠕变性能，具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明属于电池领域，公开了通过增加共格孪晶界比例提高纯铜晶界腐蚀抗力的方法，包括以下步骤：对纯铜进行反复室温多向锻造，然后600°C再结晶退火10min，使其达到组织均匀化；将组织均匀化的纯铜进行小变形冷轧，轧制变形量为5%，然后在650°C下真空退火5~15 min。本发明通将纯铜经过小变形高温短时间退火得到初次再结晶组织，初次再结晶组织的晶界特征分布虽然已经具有一定比例的∑3特殊晶界，但是其中共格孪晶界的比例不高，存在相当数量的非共格孪晶界，本发明在初次再结晶的基础上延长退火时间，进一步让晶粒有所长大，结果表明，随着晶粒的长大，共格孪晶界的比例在单调增加，最终超过50%，极大的提高了纯铜的晶界腐蚀抗力。

摘要： 本发明涉及一种晶界层晶粒晶界性能的微米级电极制备方法及测试方法。其中，制备方法包括：在晶界层上表面均匀涂覆一层光刻胶并进行固化；使用图形化掩膜版对表面涂覆固化有光刻胶的微米级金电极进行曝光，显影后使用溶液在曝光后的微米级金电极上形成光刻胶保护图层；使用蚀刻液蚀刻无光刻胶保护图层的微米级金电极后，进行清洗得到微米级电极。本发明在制备的晶界层基片晶粒上直接镀上微米级金电极材料，在金相显微镜下即可获取适用于测试晶界层基片的电性能的微米级电极块，通过定位，可具体到某一微观晶粒晶界性能的测试，并且实现该晶粒晶界性能的重复测试，从而在晶界层性能上实现机理上的研究。

摘要： 一种调控晶界硼重分布改善超级奥氏体不锈钢晶界第二相析出的方法，属于超级奥氏体耐热钢制备与应用技术领域，目的在于通过阶梯固溶和低温保温处理实现了最大含量硼在超级奥氏体不锈钢的晶界偏聚，从而提高了超级奥氏体不锈钢的热塑性和耐蚀性能。本发明通过阶梯固溶和低温保温联合处理不改变超级奥氏体不锈钢的晶粒度等组织结构，仅使得更高含量的硼重新分布到晶界。通过晶界硼重新分布调控元素扩散速率，改善第二相析出数量和形态，进一步提高热塑性和耐蚀性。

摘要： 本发明公开了一种高介晶界层陶瓷材料及晶界层陶瓷基板的制备方法，陶瓷材料包括：主体材料：钛酸锶；施主材料：La2O3和Nb2O5；烧结助剂：SiO2和Li2CO3；受主材料：Bi2O3、CuO和ZnO中的一种或多种；烧结助剂用于降低瓷料烧结温度并促进晶粒发育；受主材料作为氧化烧结的晶界绝缘化涂覆料；基于上述陶瓷材料以二次烧结完成晶界层陶瓷基板制备，分别为还原半导体化烧结和氧化晶界层绝缘烧结。本发明在陶瓷材料中掺加助烧剂并采用二次烧结方式制备陶瓷基板，一方面节省能源，另一方面可以在较低烧结温度下得到较大尺寸粒径，有利于介电常数提高；同时，在晶界绝缘化过程中，添加ZnO，提升产品绝缘电阻和绝缘强度。

摘要： 本发明公开了一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法，属于稀土永磁材料技术领域。一种烧结钕铁硼晶界扩散工装，包括：料盒框架；卡箍盲板；三瓣型卡箍；承物台；料盒件；本发明提高了重稀土氧化物的还原及扩散效率，解决了常规工艺氧化重稀土扩散矫顽力提升一致性差的难题；避免了钙蒸气冷凝结块对热处理炉钼片的损伤；采用分层码料，提高了料盒框架的装载量，降低了单位扩散成本；通过料盒件，使磁片厚度方向平行于水平方向排列，有效改善了热处理后磁片弯曲的问题；通过对镀膜后磁片表面的耐高温物质附着和热处理控制氧分压操作，解决了粘连问题，本发明大大改善了磁片的外观和性能一致性，热处理后永磁体矫顽力大幅度提高。

摘要： 本发明实施例提供一种晶界提取、晶界提取模型生成方法及装置，该晶界提取方法包括：获得待检测的晶粒图像；通过预先生成的晶界提取模型对所述待检测的晶粒图像进行晶界检测，获得晶界图像。这样，通过预先生成的晶界提取模型自动根据金属材料的晶粒图像来提取晶界，能够提高晶界提取的准确性和效率。