等离子喷涂ZrB_2-SiC陶瓷涂层的热腐蚀行为

采用等离子喷涂方法在310S基体上制备ZrB_2-SiC陶瓷涂层.通过X射线衍射、带能谱的扫描电镜等分析手段,研究了ZrB_2-SiC陶瓷涂层在700、900℃下表面涂覆50%Na_2SO_4+50%NaCl(质量分数)盐膜的热腐蚀行为.结果表明ZrB_2-SiC陶瓷涂层在700℃热腐蚀时,表现出良好的抗热腐蚀性能,涂层损伤以氧化腐蚀为主;900℃热腐蚀过程中,熔盐进入ZrB_2-SiC陶瓷涂层内部发生反应生成NiCr_2O_4腐蚀产物,引起涂层内部体积变化,致使涂层开裂、脱落.     

超高温陶瓷基复合材料制备与性能的研究进展

综述超高温陶瓷基复合材料的研究体系,制备技术,材料力学、抗氧化、抗烧蚀性能等方面的研究进展,重点关注碳化物、硼化物陶瓷基复合材料以及连续纤维增韧陶瓷基复合材料体系,简述烧结致密化制备工艺和连续纤维增韧陶瓷基复合材料的制备方法,重点解释碳纤维(Cf)在微观结构层面对于ZrB_2-SiC复合材料力学性能的影响,着重分析ZrC-SiC和ZrB_2-SiC复合材料的高温抗氧化和抗烧蚀性能,对超高温陶瓷基复合材料面临的挑战和发展前景进行了展望。     

反应喷涂制备Ti-B-C-N涂层的研究进展

从涂层组成、粉末制备方法、喷涂工艺及配方对目前反应喷涂法制备Ti-B-C-N陶瓷涂层的研究进展进行了综述。总结了喷涂工艺、制粉方法与配方对涂层性能的影响,对采用反应喷涂制备Ti-B-C-N陶瓷涂层未来发展方向和研究重点进行了分析与展望。得出结论:选择适当的喷涂工艺、合理的制粉方法和粉末配方是获得优良涂层的关键。     

温喷涂金属及其复合材料涂层的研究现状

热喷涂技术制备金属陶瓷涂层在许多工业领域得到重要应用,温喷涂是介于超音速火焰喷涂与冷喷涂的一种热喷涂工艺,温喷涂技术制备金属及其复合材料涂层具有结合力高、孔隙少、硬度高等特点。该文综述了国内外采用温喷涂技术制备金属及其复合材料涂层的研究状况,阐述了在不同工艺参数下采用温喷涂技术制备金属陶瓷涂层的影响,提出了温喷涂技术制备金属及其复合材料涂层的发展趋势。     

冷喷涂技术制备非金属材料涂层的研究进展

冷喷涂技术是热喷涂家族中一种相对新颖的涂层沉积与增材制造技术,其优点是可实现厚膜沉积,且涂层致密、氧含量低、结合力高、沉积效率高。经过近30年的发展,冷喷涂技术在制备金属材料涂层方面的相关研究日趋成熟,并在相关工业领域获得了较为广泛的应用。近年来,随着功能材料开发需求的增强,新材料、新结构和新工艺不断涌现,冷喷涂技术在非金属材料表面金属化方面的研究也受到越来越多的学者关注。在大量文献调研的基础上,总结了近年来冷喷涂技术在制备非金属材料涂层领域的相关研究进展,讨论了非金属涂层和基体(陶瓷和高分子)的相关研究成果与应用,并对冷喷涂技术在非金属材料制备领域存在的问题进行了分析和展望。     

Ti-B4 C-蔗糖系团聚粉飞行燃烧研究

通过改进粉体制备工艺,以蔗糖为前驱体,利用前驱体法首次成功制备了Ti-B4C-C三元复合团聚粉.在此基础上,利用SHS反应火焰喷涂技术,在钢基体表面制备了TiC-TiB2复相陶瓷涂层.通过水淬熄实验和SEM、XRD及金相分析等实验方法,对SHS反应火焰喷涂过程中团聚粒子的飞行燃烧及涂层形成过程进行了研究.     

TiC-TiB2陶瓷涂层制备过程影响因素分析

以Ti-B4C-C为反应体系,采用自蔓延反应火焰喷涂技术,在45号钢基表面制备TiC—TiB2陶瓷涂层。通过正交设计确定影响TiC-TiB2陶瓷涂层显微硬度的最佳条件。     

粉体团聚状态对TiC-TiB2陶瓷涂层的影响

以Ti-B4C-C为主反应体系,采用自蔓延反应火焰喷涂技术,在45^#钢基表面制备TiC-TiB2复相陶瓷涂层。研究不同粉体团聚状态对涂层气孔率的影响,结果表明,包覆粉喷涂得到的涂层性能要优于胶联团聚粉。     

表面复合材料制备技术与应用

论述了铁基表面复合材料的铸渗技术．韧性相增韧表面复合超硬涂层技术,等离子体喷涂抗高温表面复合涂层技术及生物功能表面复合陶瓷技术的主要特点,分析了这些技术在机械工业、航空工业以及生物医学等领域的应用。     

QT500表面化学镀镍磷层对8YSZ热障涂层抗热震性能的影响

在金属基体表面制备陶瓷涂层作为高温保护热障涂层(TBCs)可获得很好的效果,但会出现因基体金属的过度氧化而造成涂层失效的现象.在QT500基体上采用化学镀方法制备Ni-P合金镀层,并在有镀层与无镀层基体上依次采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备Ni Co Cr Al Y黏结层和等离子喷涂(APS)制备Zr O_2-8%Y_2O_3(8YSZ)陶瓷层.采用热循环方法评定不同结构热障涂层的抗热震性能,并探讨其热震失效机理.结果表明:镍磷(Ni-P)镀层可显著提高热障涂层的抗热震性能;无Ni-P镀层试样热震失效形式为大面积整体剥落,含Ni-P镀层高温涂层热震失效形式为边角局部剥落;Ni-P镀层抑制了基体金属与黏结层之间元素的互扩散行为.     

Microstructure and mechanical properties of Nb–Mo–ZrB2 composites prepared by hot-pressing sintering

Nb–Mo–ZrB₂ composites (V(Nb)/V(Mo)=1) with 15vol% or 30vol% of ZrB₂ were fabricated by hot-pressing sintering at 2000℃. The phases, microstructure, and mechanical properties were then investigated. The composites contain Nb-Mo solid solution (denoted as (Nb, Mo)ss hereafter), ZrB, MoB, and NbB phases. Compressive strength test results suggest that the strength of Nb–Mo–ZrB₂ composites increases with increasing ZrB₂ content; Nb–Mo–30vol%ZrB₂ had the highest compressive strength (1905.1 MPa). The improvement in the compressive strength of the Nb–Mo–ZrB₂ composites is mainly attributed to the secondary phase strengthening of the stiffer ZrB phase, solid-solution strengthening of the (Nb, Mo)ss matrix as well as fine-grain strengthening. The fracture toughness decreases with increasing ZrB₂ content. Finally, the fracture modes of the Nb–Mo–ZrB₂ composites are also discussed in detail.     

微波镁热还原法制备ZrB2粉体及表征

以二氧化锆、硼酸和镁粉为原料,利用微波镁热还原法合成了纳米级的ZrB₂粉体。研究了镁粉含量与合成工艺对ZrB₂粉体的影响,通过TG-DTA分析了物相在不同温度下的反应过程,利用XRD、EDS和TEM考察了产物的组成和形貌。实验结果表明：采用微波镁热法,加热时间为20min就可得到ZrB₂粉体,杂相Zr₂O和Mg₃B₂O₆等为镁热反应中副反应生成的产物;当原料配比为n(Zr₂O)∶n(H₃BO₃)∶n(Mg)=1∶3∶4时,合成产物中ZrB₂的相对含量最高;合成的ZrB₂粉体为球状,平均粒径为80nm左右;加入NaCl有助于降低ZrB₂颗粒尺寸。     

ZrB2电子结构和光学声学性质的第一性原理计算

利用第一性原理计算了ZrB2的电子结构、光学和晶格动力学性质.对ZrB2的能带和电子态密度(DOS)的计算表明,ZrB2具有金属特征,导带主要由B2p轨道反键态和Zr4d电子构成.B原子的σ键由2s和2p杂化轨道形成,Pz轨道单独形成一个连续的π键,这些态之间的跃迁在吸收光谱中会体现出来.布居分析表明,ZrB2中原子间...     

磁控溅射参数对ZrB2/ZrAlN纳米多层膜结构和性能的影响

选择ZrB2和ZrAlN作为个体层材料,利用超高真空射频磁控溅射系统在80 nm调制周期下,制备了一系列ZrB2/ZrAlN纳米多层膜,用XRD、表面轮廓仪和纳米力学测试系统分析了物相及晶体结构.研究表明：纳米多层膜体系的各项性能随着Ar/N2流量比例的变化而变化,多层膜的纳米硬度值和弹性模量均高于两种个体材料混合相的硬度值,残余应力也得到缓解,合适的N2气分压可以使多层膜体系的机械性能达到最佳.     

Doping effects of ZrC and ZrB2 in the powder-in-tube processed MgB2 tapes

We have investigated the effects of ZrC and ZrB2 doping on the superconducting properties of the powder-in-tube processed MgB2/Fe tapes. Sam- ples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM/EDX), transport and magnetic measurements. We confirmed the fol- lowing quite different roles of ZrC and ZrB2 in MgB2. ZrC doping was found to decrease the transport critical current density (Jc) at 4.2 K, while the critical temperature (Tc) kept constant. In contrast, the Jc values in magnetic fields were enhanced greatly by the ZrB2 addition, which resulted in a decrease in Tc by only 0.5 K. The reason for different effects of two dopants is also discussed.     

ZrC／ZrB2纳米多层膜的结构和机械性能研究

选择ZrC和ZrB2作为个体层材料．利用超高真空射频磁控溅射系统,在室温条件下制备了ZrC,ZrB2及一系列具有纳米尺寸的ZrC／ZrB2多层薄膜．通过XRD,SEM和表面轮廓仪以及纳米力学测试系统,分析了调制周期和工作气压对多层膜生长结构和力学性能的影响．结果表明：多层膜的界面清晰,调制周期性较好,大部分多层膜的纳米硬度和弹性模量值都高于两种个体材料混合相的值,在调制周期为27．5nm,气压为0．8Pa时,多层膜体系的硬度、应力以及弹性模量值均达到最佳,多层膜机械性能改善明显与其调制层结构和工作气压相关．     

高压下ZrB3与NbB3力学性质的第一性原理研究

此文用密度泛函理论的赝势平面波方法的第一性原理研究了过渡金属化合物ZrB_3与NbB_3(m-AlB_2、OsB_3和MoB_3结构)在高压下的力学性质和电子结构特点,获得了在常压下,m-AlB_2是最稳定的结构,当压强升高到40GPa时发生相变,高压下最稳定是OsB_3结构.m-AlB_2-NbB_3具有最大的剪切模量204GPa,最高的德拜温度921K和最大的硬度值27.3GPa,属于潜在的超不可压缩材料.MoB_3-NbB_3、OsB_3-NbB_3和m-AlB_2-ZrB_3的硬度值分别达到了24.9GPa、22.6GPa和19.8GPa.它们的电子态主要是由M-4d态和B-2p态杂化叠加形成的,在费米能级处取值均不为零,故这些化合物都具有金属性等有益结果.     

In situ (α-Al2O3+ZrB2)/Al composites with network distribution fabricated by reaction hot pressing

In situ (α-Al2O3+ZrB2)/Al composites with network distribution were fabricated using low-energy ball milling and reaction hot pressing. Differential thermal analysis (DTA) was used to study the reaction mechanisms in the Al–ZrO2–B system. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to investigate the composite phases, morphology, and microstructure of the composites. The effect of matrix network size on the microstructure and mechani-cal properties was investigated.The results show that the optimum sintering parameters to complete reactions in the Al–ZrO2–B system are 850℃ and 60 min.In situ-synthesizedα-Al2O3 and ZrB2 particles are dispersed uniformly around Al particles, forming a network micro-structure; the diameters of theα-Al2O3 and ZrB2 particles are approximately 1–3μm. When the size of Al powder increases from 60–110μm to 150–300μm, the overall surface contact between Al powders and reactants decreases, thereby increasing the local volume fraction of re-inforcements from 12% to 21%. This increase of the local volume leads to a significant increase in microhardness of thein situ (α-Al2O3–ZrB2)/Al composites from Hv 163 to Hv 251.     

ZrB2在无机非金属材料中的应用现状

ZrB2应用于复合材料中，能改善材料的机械性能、抗热震性能、抗氧化性能。它作为抗氧化剂加入到含碳耐火材料中，能够提高制品的抗氧化性和抗渣性能。由于ZrB2具有耐腐蚀性，因此可用作高温热电偶保护套管。此外，由于具有ZrB2良好的导电性能和高硬度，因此还可用作电极材料、涂层材料以及切削材料。     

液相前驱体转化法制备ZrB_2粉末

采用液相前驱体转化法制备ZrB2粉末。首先以聚乙酰丙酮锆、硼酸、酚醛树脂为原料制备了ZrB2前驱体,通过在高温下发生碳热还原反应热解前驱体得到ZrB2粉末。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差热-热重分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)和扫描电镜(SEM)对ZrB2前驱体及热解产物进行了表征和分析。结果表明,该ZrB2前驱体易溶于常用溶剂,加工性能优良,可在相对较低的温度(1600℃)下热解得到纯度较高的ZrB2粉末;ZrB2前驱体在pH值不大于4的反应环境下,反应时间越长制备的ZrB2陶瓷粉末纯度越高;ZrB2粉末颗粒尺寸为2～4μm,粉末中存在ZrC晶体、游离碳和少量氧杂质。