材料的亚稳态培训教材.pptx

第9章 材料的亚稳态;非平衡的亚稳态大致有以下几种类型： 〔1〕细晶组织: 组织细小界面增多，自由能升高 —— 纳米晶 〔2〕高密度晶体缺陷的存在,晶体缺陷使原子偏离平衡位置，晶体结构排列规那么性下降，体系自由能增高。 〔3〕由晶态转变为非晶态，由结构有序变为结构无序，自由能增高—— 非晶材料 〔4〕过饱和固溶体,即溶质原子在固溶体中的浓度超过平衡浓度，甚至在平衡状态时互不溶解的组元发生了相互溶解——脱溶分解 〔5〕发生非平衡转变，生成具有与原先不同结构的亚稳新相 —— 马氏体转变、贝氏体转变; 9.1 纳米材料 9.2 准晶态 9.3 非晶态 9.4 固态相变形成的亚稳相 ;9.1 纳米材料;纳米材料的结构;外表原子数占全部原子数的比例和粒径间的关系 ;量子尺寸效应;纳米晶材料的性能; 在纳米材料中，假设按照Frand-Reed模型进行位错增殖，其临界位错圈的直径比纳米晶粒直径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以在纳米材料中位错的滑移和增殖不会发生，此即纳米晶强化效应。;◆ 光学性能; 由于纳米材料晶界上原子体积分数增大，电子在纳米材料中的传输过程受到空间维度的约束从而呈现出量子限域效应。常态下电阻较小的金属到了纳米级电阻会增大〔晶界散射效应〕；原来绝缘体的氧化物到了纳米级，电阻却反而下降，变成了半导体或导电体。 ; 催化方面的应用 光催化：由水制氢气、污水处理等。 纳米光催化自洁净玻璃，抗菌军服、病服、纳米洗衣机、家具、洁具、厨具、小孩玩具，具有自洁净功能。 ;纳米生物学应用 ;物理方法 真空蒸发法 溅射法 机械球磨法 快速冷却法???; 〔1〕非晶晶化法： 以非晶态〔金属玻璃或溶胶〕为起始相，使之在晶化过程中形成大量的晶核而生长成为纳米晶材料。 〔2〕强烈塑变法： 对起始为粗晶的材料，通过强烈地塑性形变〔如高能球磨、高速应变、爆炸成形等手段〕或造成局域原子迁移，使之产生高密度缺陷而致自由能升高，转变形成亚稳态纳米晶。 〔3〕沉积法： 通过蒸发、溅射等沉积途径，如物理气相沉积〔PVD〕、化学气相沉积??CVD〕、电化学等方法生成纳米微粒然后固化 〔4〕沉淀反响法： 如利用溶胶凝胶或热处理时效沉淀等析出纳米微粒。; ; 1984年，在Al86Mn14淬冷合金中发现存在5次对称轴，并确证这些合金相是具有周期有序排列，而没有平移对称性的一种封闭的正20面体相，从而将这种新的原子聚集状态称之为准晶态。以后又陆续发现了具有8次、10次、12次的对称结构。 ; 准晶材料仍然是晶体，准晶中的原子分布按照一定规那么排列，呈现长程定向有序，但没有周期平移有序，在准晶材料中存在不符合传统晶体学的五次、八次、十二次对称轴。 ;有没有方法可以铺砌成具有五重对称性的无空隙地面呢？;准晶结构就目前所知可分成以下几种类型： a．一维准晶 一个取向准周期，其它两个取向呈周期性。 b．二维准晶 由准周期有序的原子层周期性地堆垛而构成，将准晶态和晶态的结构特征结合在一起。 c．二十面体准晶 A类：以含有54个原子的二十面体作为结构单元, 铝-过渡族元素化合物； B类：以含有137个原子的多面体为结构单元, 极少含有过渡族元素。;准晶的成分 ;形成条件还与合金成分、晶体结构类型等多种因素有关，并非所有的合金都能形成准晶。 ; 准晶合金的本质脆性和不可防止的存在疏松限制了其本身作为结构件的应用，常用于外表材料、合金增强相等。;力学性能的利用——弥散增强;外表特性;主要表达在以下两个方面： A〕导电特性 —— 绝缘材料 相对于普通金属间化合物, 准晶材料的电阻率异常地高；并且电阻温度系数很小。 B〕热传导特性 —— 隔热材料 与普通金属材料相比, 准晶的导热率很低, 室温下比铝合金低两个数量级。 并且具有负的温度系数，即热阻值随着温度升高而下降。可以做成良好的热障涂层而为汽车、航空业所重视。;储氢特性;9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。六月-21六月-21Thursday, June 17, 2021 10、低头要有勇气，抬头要有低气。19:09:0019:09:0019:096/17/2021 7:09:00 PM 11、人总是珍惜为得到。六月-2119:09:0019:09Jun-2117-Jun-21 12、人乱于心，不宽余请。19:09:0019:09:0019:09Thursday, June 17, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。六月-21六月-2119:09:0019:09:00J