依据再结晶与分出相共生现象调控微观安排是研制高功能合金资料的重要手法,在现代资料工业中具有广泛使用。调控再结晶晶粒标准和分出相散布可完成镁合金、铝合金和镍基高温合金等结构资料的强塑匹配,也可战胜Sm-Co永磁资料“磁能积与矫顽力彼此倒置”的根底难题。因为再结晶晶粒和分出相长大彼此影响,且触及杂乱的缺点演化进程,提醒缺点的构成及分化对调控微观安排和资料功能至关重要。近来,西安交通大学前沿院马天宇教授和任晓兵教授课题组与西南使用磁学研讨所王敬东研讨员、北京工业大学岳明教授和西北工业大学刘峰教授协作,以高温磁性最强的2:17型Sm-Co-Fe-Cu-Zr永磁合金为研讨目标,选用高分辩透射电镜从原子标准提醒了其再结晶和分出共生进程中的缺点演化机制。
虽然2:17型Sm-Co-Fe-Cu-Zr永磁资料已发现40多年且至今在航空航天、电子信息和轨道交通等高温使用范畴仍不可或缺,可是其构成纳米胞状安排的物理机制仍存争议。一种观念以为六方结构的微米晶再结晶构成贫Sm的菱方结构2:17R纳米胞状相和富Sm的六方1:5H胞壁分出相为纯分散型相变;另一种观念则以为六方结构的2:17H相可经过位移型相变转变为2:17R平衡相。因为分散型相变和位移型相变进程中的缺点演化机制天壤之别,提醒再结晶和分出共生进程中的缺点构成和分化成为了解这种永磁资料构成纳米胞状安排的要害。经过表征不同相变阶段的微结构,上述研讨人员发现该系统再结晶、再结晶晶粒和分出相的长大均包括空位、空隙原子和基面层错(也可分化为位错)的逐步构成与分化。受分散控制的a型位错在基面上的搬迁不只使双层堆垛周期的2:17H相转变为三层堆垛周期的2:17R相,也可构成接连的原子分散通道使1:5H沿用锥面的胞壁分出(图1)。他们进一步结合球差电镜和元素剖析,观察到因为位错不完全搬迁和元素不充分分散所构成的2:17R’中心相(图2)。依据试验成果,他们提出了基面滑移原子模型(图1c)来解说该系统的缺点构成及分化进程。该作业标明2:17型Sm-Co-Fe-Cu-Zr合金构成纳米胞状安排为分散-位移型混合相变机制,不只澄清了该资料的长时间争议,也将为调控再结晶与分出共生合金系统的微观安排供给重要理论参阅。
图2 不完全基面滑移和不充分分散构成的2:17R’中心相原子结构和元素散布
该作业以“Atomic scale understanding of the defects process in concurrent recrystallization and precipitation of Sm-Co-Fe-Cu-Zr alloys”为题宣布在金属资料范畴学术期刊Acta Materialia上。西安交通大学前沿院博士生宋欣为论文榜首作者,马天宇教授为通讯作者,西安交大为榜首单位。该作业得到了国家自然科学基金、中心高校根本科研业务费、陕西省人才方案与科技立异团队、西安交通大学青年优秀人才支撑方案、西安交通大学金属资料强度国家重点试验室和西北工业大学凝结技能国家重点试验室等一起赞助。微结构表征得到了西安交通大学剖析测验同享中心和西北工业大学剖析测验中心的支撑。
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