INFLUENCE OF THE CRYSTAL GROWTHORIENTATION ON THE MICROSTRUCTUREIN HYPORAPIDSOLIDIFICATION

ＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＴＨＥＣＲＹＳＴＡＬＧＲＯＷＴＨＯＲＩＥＮＴＡＴＩＯＮＯＮＴＨＥＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＩＮＨＹＰＯＲＡＰＩＤＳＯＬＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＪｉａｎｇＣｈｅｎｇｂａｏ；ＨｕＨａｎｑｉ；Ｗａｎｇｐｅｉｊｕｎ；ＺｈａｎｇＨｕ（Ｂｅ...     

SPACE LIFE SCIENCE IN 2000-2001

Chinese scientists studied some of the problems in the field of space life science and achieved success in the area during 2000-2001. Space biological experi ments were carried out in the orbit and the results of ground studies on protein crystallization, space radiation, space motion sickness were introduced in this paper. The influences of simulated weightlessness on the brain-function, the car diovascular, endocrine hormones, immunity, skeletal and muscle systems were presented. In addition, gravity medicine and space environment medicine, as well as countermeasures to space deconditioning, such as the traditional Chinese medicine, were also reported.     

快速凝固Al88Ce2Ni7Fe3非晶铝合金初生型晶化的研究

用X光衍射和透射电镜研究证实快速凝固Al88sCe2Ni7Fe3非晶铝合金晶化过程中的初期阶段为初生型晶化。初生相α－Al的结晶体积分数和纳米晶体尺寸随退火温度的升高表现出非同步增长行为：前者逐渐增加而后者变化不明显。不同退火态样品的小角X光散射结果表明，非晶基体中不断析出的纳米晶α－Al粒子，由开始的低温稀疏分布转向高温密集分布。根据实验结果，分析和讨论初生相α－Al的体积分数、晶粒数目、粒子尺寸及粒子分布在初生型晶化过程中的变化规律，为纳米晶α－Al粒子强化非晶基体提供了清晰的物理图像。     

过冷水滴凝固机理及凝固组织特征

针对飞机过冷水滴结冰的精细化预测需求，基于相变热力学与相变动力学相关理论，采用示差扫描量热法（DSC）、结冰风洞试验及微结构测试相结合的方法，研究了过冷水滴凝固过程的热力学机理及凝固组织特征。基于示差扫描量热法，研究了冷却速率及形核条件对结晶凝固特性的影响规律；基于结冰风洞试验开展了不同温度条件下冰相的宏观形貌及微结构特征研究。结果表明，过冷条件及冷却速率是影响过冷水滴结晶速率及结晶完善程度的重要因素。降温速率越大，结晶速率常数增大、结晶速率相应提高。同时，结晶峰变宽，结晶初始温度向低温方向移动，过冷效应相对显著；反之亦然。过冷度及冷却速率对冰相的宏观及微观形貌均有着重要影响。过冷度越大则相同时间内冷却速率越大，晶体生长过程越不充分，晶体不规则程度相对较高，同时晶粒密度变大、尺度变小，冰相表观透明度相对降低；反之，过冷度越小，则晶粒密度变小、尺度变大，冰相表观透明度相对较高。异相形核条件对加速结晶过程有重要促进作用，晶种的存在可有效加速二次结晶的触发，使过冷效应显著减弱。相关研究可为飞机结冰速率、冰相物理特征及冰形宏观形貌的精细化预测提供参考。     

Mg-Cu-Y非晶态合金的晶化动力学研究

通过差热分析仪(DTA)研究了非晶态合金M g65Cu25Y10的晶化动力学过程,根据K iss inger峰移法和A rrhe-n ius方程计算了其晶化激活能,发现等温晶化动力学在晶化体积转变分数x为0.15~0.85范围内符合J-M-A方程,493 K下的平均A vram i指数n大于3,而在553K和623 K下的A vram i指数n约为2。运用阶段A vram i指数和阶段激活能,研究了等温晶化过程中不同阶段的形核和长大过程。     

铝合金薄壁铸件压力结晶及性能的研究

 提高铝合金铸件致密性的一种有效工艺是压力下结晶,即铸件在结晶凝固期间,使之处于大于大气压力的环境中,迫使液体金属在枝晶间流动来补充显微缩孔和缩松。一般认为这项工艺只适用于较厚大的铸件,对薄壁铸件因凝固过快而无效。航天、航空工程中许多铝合金铸件的断面为薄壁或超薄铸,对铸件内部组织的致密性有一定要求。     

纳米金刚石改性LLDPE的非等温结晶动力学

采用X射线衍射(XRD)、偏光显微镜(POM)以及差示扫描量热(DSC)法,考察了纳米金刚石(Nano-diamond)对线型低密度聚乙烯(LLDPE)的结晶形态以及非等温结晶行为的影响。通过Jeziorny法和莫志深法研究了复合材料的非等温结晶动力学,并利用Kissinger方程计算了LLDPE/Nano-diamond复合材料的非等温结晶活化能。结果表明:Nano-diamond是一种有效的成核剂,为LLDPE结晶提供了更多的活化晶核,起到了异相成核的作用,既提高了LLDPE的结晶起始温度To、结晶峰值温度Tp和结晶速率,又降低了球晶的尺寸,使得球晶的分布更为均匀致密;添加Nano-diamond使得复合材料的结晶迁移活化能降低,当Nano-diamond含量为1%时,复合材料结晶活化能达到最小值。     

氢化环氧树脂体系形状记忆效应的研究

将顺丁烯二酸酐(MA)与不同比例的氢化环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)共混,经完全固化制备出一种新型的形状记忆氢化环氧树脂体系。利用DMA,DSC、弯曲测试和U型形状记忆测试系统研究了该固化体系的动态力学性能、力学性能和形状记忆性能,结果表明:该固化体系交联点之间存在较长的柔性链段,导致部分结晶现象的出现;固化体系的玻璃化转变温度(Tg)最高达124℃,并且Tg随PPGDGE含量的增加而线性降低;该形状记忆氢化环氧固化体系具有优良的形状记忆性能,经过5次形状记忆测试,变形的试样均能在数分钟内完全恢复到变形前的状态,形变恢复率达100%。     

非晶晶化制备细晶TiAl基合金

采用X ray衍射,DTA以及扫描电镜分析了Ti 50at%Al元素混合粉末高能球磨和热压过程中的结构演变和致密TiAl基合金的显微结构。结果表明,Ti 50at%Al粉末经过100h的高能球磨后转化为无序非晶相,Ti和Al元素粉末在机械合金化过程中的结构演变为:Ti Al→Ti(Al)过饱和固溶体(hcp)→非晶相。Ti 50at%Al非晶粉末在随后的热压过程中发生晶化,得到晶粒尺寸约为0.5μm的细晶TiAl基合金。Ti 50at%Al非晶的晶化过程为:非晶相→无序α相(hcp)→γ TiAl相( α2 Ti3Al相),其中α相是由无序非晶相向有序γ TiAl相转化过程中的介稳相。根据热压后γ TiAl相的不规则块状形貌推测α→γ TiAl转变的机制可能为块型转变。     

快速凝固Al-Ni-Cu-Nd金属玻璃的晶化行为及Al基纳米晶／非晶复合材料的结构特征研究

采用熔体旋甩法制备了快速凝固Al87Ni7Cu3Nd3金属玻璃薄带,并以连续加热和等温加热两种模式对非晶态薄带进行退火处理。采用差示扫描量热分析、X 射线衍射分析和高分辨率电镜分析等手段研究了非晶态薄带的晶化过程,对非晶态和退火态薄带的微观结构进行了细致检测,研究重点放在形成α Al纳米晶体颗粒的初始晶化行为,以便了解Al基纳米晶/非晶复合材料的结构特征。结果表明,快速凝固Al87Ni7Cu3Nd3合金薄带为单一的非晶态结构。非晶态薄带的晶化过程包括两个主要转变:α Al晶体从非晶基体中析出的初始晶化以及有Al3Ni,Al11Nd3和Al8Cu3Nd形成的第二次晶化过程。初始晶化的速率控制过程可能是铝自扩散,而第二次晶化过程则受控于溶质原子Ni,Nd和Cu的扩散。90～160℃等温退火薄带由α Al晶体相加残余非晶相的两相组织构成,随着等温温度的提高,初始晶化过程速率增大,而随着退火时间的延长,α Al晶体相的相对含量增大。110℃等温热暴露130min退火薄带的显微组织可以描述为,在非晶基体上均匀弥散分布着体积分数约20%的α Al晶体纳米(10nm)颗粒。