题目：微量活性元素对NiAl合金力学性能影响机理研究

金属间化合物NiAl因熔点高、密度低和抗静态氧化性能优异，是非常理想的高温抗氧化涂层及热障涂层粘结层候选材料。NiAl合金优异的抗静态氧化性能归功于在1200℃甚至更高温度下表面形成的一层连续的、低生长速率的保护性Al2O3膜。然而，NiAl合金氧化膜的粘附性较差，在高温循环氧化过程中极易剥落，同时该合金具有室温塑性差和高温强度低的致命缺点，这都限制了它作为工程材料的应用范围。近期研究表明，活性元素改性可极大地提高NiAl合金氧化膜的粘附力，但其对合金的力学性能的影响尚不明确。本文采用真空电弧熔炼的方法制备了不同种类、不同含量活性元素改性的NiAl合金，对比分析了活性元素（Dy、Ce、La、Hf、Zr）在合金基体中的固溶度、存在形式、分布情况及对合金微观组织结构的影响规律。结果表明，活性元素在NiAl合金中主要以析出相的形式存在于合金的晶界及晶粒内部，活性元素掺杂均细化了合金晶粒。合金中析出相的数量、分布及细化晶粒的效果随活性元素种类，即固溶度的不同而变化。研究了不同种类、不同含量的活性元素对NiAl合金力学性能的影响规律。结果表明，掺杂适量活性元素在一定程度上提高了NiAl合金的力学性能，并因活性元素种类不同，合金力学性能的改善程度也不同，其顺序为：Zr > Hf > Dy > La > Ce。而当活性元素掺杂过量时，则会导致合金力学性能的下降。阐明了微量活性元素掺杂对NiAl合金力学性能的影响机理。当对合金进行适量掺杂时，活性元素固溶于合金基体中产生固溶强化效应，而析出相弥散分布于合金基体中起到弥散强化效果。活性元素易偏聚于合金晶界处，净化晶界，提高了晶界结合力。当提高活性元素的掺杂水平时，大量脆性析出相的出现抵消了固溶和弥散强化效果，引起晶内和晶界硬度的降低，从而使合金的力学性能显著恶化。Hf和Zr因在合金基体中的固溶度较大，在过量掺杂的情况下，对合金的晶内强化效果仍较为明显，同时合金晶粒细化最为显著，晶界结合力较强，因此Hf和Zr改性的NiAl合金表现出优于其它成分合金的力学性能。