可伐合金与玻璃封接工艺的优化

研究了熔封气氛、熔封温度和熔封时间对玻璃与可伐合金封接件的外观、气密性、结合强度、弯曲次数和玻璃沿引线的爬坡高度的影响.结果表明:熔封气氛的影响很大,随着熔封气氛氧化性的增强,玻璃飞溅程度越来越严重.随着熔封时间的延长或者熔封温度的升高,可伐合金表面为单一FeO或单一Fe3O4氧化膜时与玻璃的结合强度缓慢增加且弯曲次数基本保持不变,双层氧化膜(FeO+Fe3O4或Fe3O4+Fe2O3)与玻璃的结合强度虽然较高,但弯曲次数却明显下降.可伐合金表面氧化膜类型与玻璃沿引线的爬坡高度关系不大,随着熔封温度的升高,玻璃沿引线的爬坡高度下降;而随着熔封时间的延长,玻璃沿引线的爬坡高度急剧下降,当降至140μm后逐渐趋于稳定.推荐的优化工艺条件是:熔封气氛为弱还原气氛,熔封温度在980℃左右,熔封时间为20～30 min.     

玻璃与金属封接过程中气孔率和玻璃飞溅

通过测量不同工艺条件下玻璃绝缘子中的气孔率和最大气泡直径,以及观察底盘表面的玻璃飞溅情况,研究了熔封气氛、熔封温度、熔封时间、氧化膜类型和厚度对玻璃绝缘子中气孔率和玻璃飞溅的影响.结果表明,玻璃绝缘子中气孔率与可伐合金底盘表面的飞溅程度有一定的关系.可伐合金表面Fe3O4氧化物与玻璃中SiO2发生化学反应是玻璃绝缘子中气泡的一个重要来源,也是引起玻璃飞溅的因素.熔封气氛和氧化膜厚度对气孔率和玻璃飞溅影响最大.推荐的工艺条件是在可伐合金表面生成厚度约1μm的FeO氧化膜,然后与玻坯在950～980℃工厂条件的气氛中熔封30～40 min.     

一氧化钛表面的润湿性能

采用高温座滴法测定了一系列金属及合金在TiO上的接触角.研究结果表明:金属Cu,Fe,Co,Ni及Fe-Cr合金与TiO的润湿性均较差,在熔点温度时其接触角为48°～120°.Cu与TiO属非反应型润湿;Fe,Co,Ni及Fe-Cr合金与TiO属反应型润湿.添加某些表面活性剂能提高其润湿性,向Cu中添加2%以上的Mo2C可明显提高Cu在TiO上的润湿性,由非反应型润湿转变为反应型润湿;向Fe-Cr合金中添加1.5%以上的Mn或Si,可显著提高Fe-Cr合金在TiO上的润湿性,添加Mn不改变润湿类型,而添加Si使反应型润湿转变为非反应型润湿.     

液态铝在莫来石陶瓷表面润湿的研究

采用表面活性剂来处理莫来石陶瓷表面可以降低液态铝在陶瓷表面上的接触角θ．由θ＞９０°转为θ＜９０°，导致液态铝对陶瓷表面的润湿。     

4004 铝合金表面恒温氧化动力学研究

模拟４００４／３００３／４００４热轧复合工艺,对４００４合金在３５０～５２５℃分别加热保温所制备的试样表面氧化情况、氧化层厚度进行了宏观分析．用电子能谱仪（ＸＰＳ）对４００４合金４７５℃下各保温时间的试样表面氧化层进行Ａｒ＋逐层溅射剥离,对剥离面进行ＸＰＳ分析．对ＸＰＳ图谱进行了计算,结果表明：４００４合金在４７５℃×３ｈ试样表面已呈深灰色,氧化已较严重;在４７５℃恒温下,４００４合金保温１～２ｈ表面氧化层增厚遵循对数曲线变化;在２～６ｈ内,表面氧化层按一定比例增长,超过６ｈ后,表面氧化层增厚有所减缓．适当降低热轧复合时的加热温度,控制４００４铝合金表面氧化层的厚度,能提高复合成功率．     

玻璃成分对TiAI基合金高温氧化防护行为的影响

研究不同成分的玻璃防护Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(原子数分数,%)合金在1 200℃时的氧化行为.研究结果表明:在1 200℃时,黏流态的玻璃能很好地包裹在合金的表面,并随着玻璃成分的变化,对合金的保护效果发生明显的变化;当玻璃成分为60SiO2-23Na2O-17CaO(质量分数,%)时,包裹在合金表面的玻璃在1 200℃保温30 min 后大部分脱落,防护效果降低;随着玻璃成分中SiO2质量分数的提高,玻璃脱落的面积逐渐减少;当玻璃成分为80SiO2-11Na2O-9CaO时,合金完全被玻璃包裹,有效地防止了合金被氧化.     

可伐合金在模拟现场N2/H2O二元气氛下的氧化行为

采用称重法、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了可伐合金(Fe-29Ni-17Co)在模拟现场N2/H2O二元气氛下的氧化行为. 可伐合金在1000℃不同露点的N2中氧化的增重曲线表明其氧化动力学遵循抛物线规律. XRD和SEM分析显示了在上述条件下表面氧化物的组成和形貌. 通过热力学计算说明可伐合金在现场的N2/H2O二元气氛下氧化时,外界空气会渗入炉内增加氧分压,导致表面氧化物中不可避免存在α-Fe2O3. 在露点温度较高和氧化时间较长时,生成α-Fe2O3的数量会超过Fe3O4.     

Fe-Ni-Cr玻封合金氧化膜及其封接性能

Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ合金广泛用于制作显象管玻壳阳极帽。为了改善它作为软玻璃的气密性封接材料的性能，采用ＴＥＭ、ＸＲＤ、ＳＥＭ等技术研究此合金表面氧化膜的组成、结构及其气密性封接性能，以选择合适气密封接的氧化膜条件。试验结果表明，氧化初期以Ｃｒ２Ｏ３为主，后期以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主。氧化膜表面为（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４，主要起浸润玻璃作用；氧化膜底层为Ｃｒ２Ｏ３，主要起致密稳定和与基体连接的作用。     

PbO系玻璃的改进及Bi2O3系封接玻璃的研制

以氧化铅或氧化铋、氧化钙、硼酸、硫酸锌、二氧化硅和氧化镁为原料,通过高温熔融和微晶化,成功地制备出具有低熔点高膨胀系数的PbO系统微晶封接玻璃和Bi2O3系统微晶封接玻璃.分别用X射线衍射分析(XRD)、光学显微镜、热膨胀系数分析(DIL)和差热曲线分析(DTA)等方法对样品或原料混合物进行表征,分别讨论了PbO系统和Bi2O3系统微晶封接玻璃在制备工艺过程中对样品性能产生影响的主要因素.结果表明:Bi2O3系统和PbO系统都能形成玻璃;都可微晶化;PbO系微晶封接玻璃的熔化温度为365℃,最佳微晶化温度和时间分别为350~400℃和2 h,膨胀系数为12.68×10-6/℃;Bi2O3系微晶封接玻璃的熔化温度为460℃,最佳微晶化温度和时间分别为440~500℃和2 h,膨胀系数为12.06×10-6/℃.     

喷瓷管道用玻璃釉料润湿行为的研究

采用扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＳ）等手段,研究了喷瓷管道用玻璃釉料对碳钢基体的润湿行为。研究结果表明,底釉的润湿面积随着温度的升高和恒温时间的延长而增大,在一定的温度和时间下达到最大值。增加基体表面粗糙度和减小面釉在底釉中的含量,可促进润湿性的改善。基体金属进入界面过渡层以及界面过渡层富集密着剂都有利于釉料润湿基体。     

Matched glass-to-Kovar seals in N2 and Ar atmospheres

The oxidation of Kovar alloy was investigated, the wetting and spreading behavior of hard and soft glasses on Kovar alloy were studed by using the sessile drop method, and the quality and the seal strength of glass-Kovar seals were tested. The experimental results indicated that the preoxidation of Kovar alloy for approximately 10 min at 700°C in air resulted in excellent adherence in glass-Kovar seals. The wetting and spreading behavior of glass on preoxidized Kovar alloy were superior to that on nonoxidized Kovar alloy. The wetting ability of ASF110 glass, at 950°C and 980°C in Ar and N₂ atmospheres, was significantly superior to that of ASF200R and ASF700 glasses. The seal quality of the glass-preoxidized Kovar seal was superior to that of the glass-nonoxidized Kovar seal. The shear strength of the ASF110 glass-preoxidized Kovar seal, which was prepared at 980°C for 20 min in an Ar atmosphere, was approximately 3.9 MPa.     

X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢中的马氏体相变过程

通过膨胀试验研究了X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢在不同奥氏体化条件下的马氏体相变过程.结果表明:在温度1010~1 200℃奥氏体化15 min条件下,马氏体相变的开始温度点Ms与结束温度点Mf随着奥氏体化温度的增加而升高;在1070℃奥氏体化时,Mf随奥氏体化时间的延长而升高,而在奥氏体化时间小于3 h时,随着奥氏体化时间的增加,Ms上升,在奥氏体化时间超过3 h后,Ms稳定在460℃左右;根据膨胀曲线拟合得到在1070℃奥氏体化保温不同时间条件下的马氏体相变动力学方程.     

TC11钛合金与5CrMnMo模具钢间接触换热实验研究

基于稳态热流法,利用自制的接触换热系数测量装置对TC11钛合金与5CrMnMo模具钢间的接触换热进行测试,探讨了界面荷载、界面温度、接触面粗糙度和玻璃润滑剂对接触换热系数的影响.实验结果表明:接触换热系数随界面荷载的增加而增大,且与界面荷载的幂指数函数近似成正比关系;接触换热系数随界面温度的升高总体上呈增大趋势;在相对较小的粗糙度范围内,产生接触换热系数随接触面粗糙度增加而增大的反常现象;玻璃润滑剂的存在使接触换热系数降低了1～2个数量级,厚度的影响尤其明显.     

磁尾等离子体片边界层场向电流与行星际磁场时钟角的关系

根据ClusterII卫星的探测数据,对1 839个磁尾等离子体片边界层场向电流事件与行星际磁场(IMF)时钟角Φ的关系进行了统计分析。结果显示等离子体片边界层场向电流的发生率明显受到IMF时钟角的调控:当0°<|Ф|<90°,场向电流发生率随IMF时钟角的变化曲线为一"V"型结构。当90°<Ф<180°时场向电流发生率保持在很高的水平上;当-180°<Ф<-90°时,场向电流的发生率先减小后增大,其拐点在Ф=-130°附近。这说明场向电流不仅受行星际Bz的影响,也受行星际磁场By的影响。     

Kovar与K4玻璃阳极焊接机理及影响因素

分析了Kovar合金与K4玻璃阳极焊的结合机理和主要工艺参数对连接过程的影响,提出了金属与玻璃的连接机理为电场和温度场作用下的离子迁移、复合氧化物过渡层的生成和沉积,电压、温度、压力及试样表面质量是影响离子迁移和结合的主要因素,相匹配的热膨胀系数是防止开裂保证良好连接的必要条件。     

冲蚀角度对Fe-2.5B耐锌液腐蚀性能的影响

将试样装夹在自制的预设一定冲蚀角度的转盘上进行锌液冲蚀试验,实现流动锌液对试样冲蚀表面0°、30°、60°和90°冲蚀角下的冲刷腐蚀。结果表明:在圆盘转速为70r/min,冲蚀时间为24h的条件下,Fe-2.5B合金(质量分数,%)的冲蚀率随冲蚀角度的增加而逐渐降低,并在高角度下呈现急剧降低的趋势;而316L不锈钢的冲蚀率在冲蚀角为30°时最大,冲蚀角为90°时最小,表现出典型韧性材料的冲蚀率特性。Fe-2.5B合金在流动锌液中的冲蚀率仅为316L不锈钢的33%~38%,其优异耐锌液冲蚀性能依赖于Fe-B合金中网状Fe2B相对流动锌液的阻挡效应。同时,一定韧性相基体的存在对Fe2B在冲蚀过程中起到支撑作用,进而表现出该合金中两相结构在锌液冲蚀中的"腐蚀协同效应"。此外,冲蚀角度的增加造成锌液流速在试样表面的切向冲刷分量弱化而法向冲击分量强化,这使得冲刷对最外层疏松ζ-FeZn13相的移除作用减弱。强的传质过程随冲蚀角度的增加不断弱化,从而使网络状组织结构的Fe-B合金在锌液中的冲蚀率明显降低。     

冰层回转钻进冰屑温度计算及影响因素分析

为了分析冰层回转切削钻进时冰屑温度的变化规律,借鉴金属切削理论,建立了切削温度计算模型,对钻压、转速、切削具刃前角、切削具切入冰层深度、冰与切削具之间的摩擦系数、冰的抗剪强度以及切削具导热系数等因素对切削温度的影响规律进行了研究.结果表明,上述参数对切削温度均有一定的影响,其中摩擦系数对冰屑的温升影响最大,当摩擦系数增大到0.3时,冰屑的温升可高达9.11℃.钻头转速以及切削具刃前角对冰屑温升也有较大的影响,当钻头转速由30 r/min增大到130 r/min时,冰屑的温升由2.35℃增大到4.35℃;切削具刃前角由15°增大到75°时,冰屑的温升由3.48℃降低到2.42℃.     

热处理工艺对38CrMoAlA钢组织与性能的影响

 通过热处理工艺试验研究了38CrMoAlA钢不同淬火温度、冷却方式和回火温度对38CrMoAlA钢微观组织及力学性能的影响。结果表明,在900—1000℃淬火温度范围内,淬火温度对该钢的力学性能影响不大。不同的冷却方式因淬火介质的冷却强度不同,导致淬火后的组织不同,从而影响该钢的力学性能。回火温度对该钢的力学性能的影响较为显著,100—400℃范围内回火表现出回火脆性,在620℃回火能得到较好的强韧配合。该钢采用940℃,1h,油冷620℃,5h,油冷的热处理工艺时,可获得适宜的力学性能。     

钢板超快速冷却条件下换热实验研究

采用汽雾射流冷却方式,在射流角为0°~60°时,研究了10 mm厚不锈钢板轧后超快速冷却过程中表面射流流动结构、换热区分布和钢板温降规律,分析了倾斜射流对钢板表面热流密度和冷速的影响.结果表明:射流角通过改变钢板表面滞止区和横向流区面积、水流密度、介质流动形态和流动速度,影响钢板表面换热形式和热流密度分布,进而影响超快速冷却冷速;射流角为30°时钢板平均冷速和临界热流密度均达到最大值,分别为146.5℃/s和2.75 MW/m~2.