(Hf,Ta)Fe2基复合材料热膨胀性能的调控

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:axian190
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
六角Mg Zn2型Hf1-xTaxFe2((Hf,Ta)Fe2)合金是一类典型的磁相变合金,其在冷却过程中发生具有成份依赖性的反铁/顺磁-铁磁相变。这种磁性相变伴随了明显的体积膨胀,表明这类合金是负热膨胀材料。它可以与正热膨胀材料复合,构建零热膨胀复合材料。后者在精密仪器制造领域具有重要的应用价值。然而,基于(Hf,Ta)Fe2的零热膨胀复合材料及其制备方法却鲜有报道。本论文通过在(Hf,Ta)Fe2基体中内生正热膨胀相,补偿基体磁相变伴随的负热膨胀效应,进而设计并制备出具有室温零热膨胀效应的(Hf,Ta)Fe2基复合材料。本文具体研究成果如下:(1)对铸态(Hf,Ta)Fe2合金的微结构进行了研究,发现铸态(Hf,Ta)Fe2具有富Fe晶界;经过退火处理后,富Fe晶界消失。这种现象激发本研究在不退火的情况下,通过加入额外的Fe元素在(Hf,Ta)Fe2基体中内生大量的富Fe相。富Fe相作为正热膨胀相,可以补偿基体的负热膨胀效应,从而实现零热膨胀。在合理调整Hf/Ta比例和Fe元素含量后,本文在Hf0.80Ta0.20Fe2.5合金中实现了宽温区(265K-350K((35)T=85K))室温零热膨胀效应(热膨胀系数为0.352ppm/K)。(2)选取Hf0.80Ta0.20Fe2-x合金作为研究对象,通过减少基体中的Fe元素含量,促进了富Hf相的形成;利用富Hf相的正热膨胀效应补偿了(Hf,Ta)Fe2基体的负热膨胀效应,进而实现了零热膨胀。当样品组分为Hf0.80Ta0.20Fe1.6时,在255K-345K((35)T=90K)的宽温区范围内,合金的热膨胀系数达到了0.97ppm/K,达到了室温零热膨胀的效果。(3)首先选取Hf0.87Ta0.13Fe2-xNix合金作为研究对象,利用Ni元素取代Fe元素促进了C15相的形成。C15相作为正热膨胀相,补偿了(Hf,Ta)Fe2基体C14相的负热膨胀,实现了负膨胀度的降低。但Ni的引入大幅度降低了磁相变温度,以至于Hf0.87Ta0.13Fe2-xNix合金不展现室温零热膨胀效应。为了达到室温零热膨胀,本研究将Hf/Ta比例调节至9:1,以减小基体的负热膨胀程度。在Hf0.9Ta0.1Fe2-xNix合金中,x=0.12的样品在225K-294K((35)T=69K,包含室温)的较宽温区范围内展现了零热膨胀(系数为0.353ppm/K)。
其他文献
光动力疗法(PDT)是一种用于治疗恶性肿瘤感染和其他病变的技术,该技术日渐引起全球范围内的广泛关注。它是基于一种光敏化合物—光敏剂(PS),在病理组织中的局部或全身应用。光敏剂进入病灶后吸收适当波长的光,产生的单线态氧具有较高的反应活性,可以在不同的细胞器中引起氧化应激和损伤,人体中未受到激光辐射的正常组织不受损伤,不影响正常组织的生理功能。H2O2是一种很重要的活性氧物质,在环境中,H2O2可以
学位
学位
学位
旋转式全景成像系统是一种通过水平旋转摄像机获得一系列具有一定重叠区域的图像,并通过一定算法将这些图像拼接成一个广视角、高分辨率的图像的系统。在这种全景成像技术中往往存在图像畸变、耗时长、环境适应性差等问题,为了解决这些问题,本文从以下方面进行了研究:1.采用归一化的有效特征点对数为指标评估了Harris、SIFT、SURF三种主流特征点提取算法在旋转式全景成像系统中的鲁棒性,并分析了三者的耗时情况
过渡族金属氮化物由于具备高硬度、良好的耐腐性和热稳定性被广泛应用于硬质防护薄膜领域。面对涂覆工件的苛刻服役环境,单一氮化物薄膜常因无法平衡硬度与韧性的关系而断裂失效;针对宽温域减摩耐磨,也难以匹配出合适延展相来提供润滑。本文采用磁控溅射技术,以HfN薄膜为研究对象,通过两种策略调控其结构从而优化力学、摩擦学性能:(1)W、Mo合金化掺杂形成Hf-W-N和Hf-Mo-N互溶三元体系,研究热力耦合作用
学位
硅微机械陀螺是一种利用科氏效应敏感物体转动角速率的微机电系统(MEMS)惯性传感器。以其体积小、质量轻、低成本、低功耗等优点广泛地应用于汽车稳定系统、图像稳定系统、机器人和其它军事及民用领域。随着硅微机械陀螺性能的不断提升,其应用范围变广,环境变得更加恶劣。微机械加工工艺的相对误差较大,限制了硅微机械陀螺仪性能的发展。对温度变化的敏感性则限制了高性能硅微机械陀螺的应用范围,因此研究硅微陀螺仪机械耦
CL-20具有高能量、高爆速、高爆压和高爆热等优点,是目前可实际应用的能量最高的单质炸药,但CL-20机械感度和静电感度均较高,严重阻碍了其进一步应用。本论文针对CL-20机械感度和静电感度高的问题,基于聚多巴胺(PDA)的超强粘附性,采用原位自聚合法在CL-20表面包覆PDA壳层,制备CL-20@PDA复合材料;此外,基于PDA表面大量的羟基和氨基等活性基团,将其作为二次改性平台,通过自组装和弱
随着科学技术的不断发展,5G时代已经来领,电磁波的应用已经涉及到各个领域,特别是在工业生产、医疗诊断和国防建设方面。然而,电磁污染日益凸显,给我们的生活环境和国防安全带来了巨大的威胁,因此,开发设计高性能电磁波吸收材料是近年来的研究重点。碳材料具有优秀的介电性能,而磁性颗粒具有良好的磁性能,通过复合等手段可以有效调控材料的介电常数和磁导率,以同时达到阻抗匹配和衰减特性。因此,磁性金属/碳基纳米复合