20g钢在高温下氧化行为的研究

通过20g钢分别在600℃,800℃高温条件下的氧化实验,用静态增重法测出氧化动力学曲线,其近似于三条斜率不同的直线,且随温度的增加氧化速率变大;对氧化膜进行X-Ray衍射,SEM以及能谱分析,结果表明,其氧化膜的氧化物为Fe3O4.O,呈针状及片状,且发现其氧化物晶粒开始形成的位置是随机的,氧化初期的氧化速率较大,随后趋于平缓,并且氧化一直从表层开始发生。     

CO2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响

利用高温高压釜对N80钢进行了两种温度、不同CO2分压下的腐蚀实验.测量了腐蚀速率,观察了腐蚀产物膜的宏观形貌及去除腐蚀产物膜后金属基体的表面状态,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并测量了膜的厚度,对在不同条件下成膜的N80钢进行了电化学极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析.结果表明:CO2分压升高,腐蚀产物膜保护性能提高,但由于介质的腐蚀性增强,腐蚀速率上升;膜局部缺陷是导致金属基体表面点蚀的主要诱因,CO2分压升高有利于减少65℃时膜表面的局部缺陷;在90℃下腐蚀产物膜的保护性能比65℃下对CO2分压的变化更为敏感.     

表面粗糙度对Ni-20Cr合金高温氧化行为的影响

表面粗糙度作为重要的参数,对合金高温氧化膜剥落有重要影响.为此,研究表面粗糙度对Ni-20Cr合金氧化20 h内的氧化动力学及氧化膜剥落行为的影响.通过热重法绘制动力学曲线,可以看出2.5 μm砂纸磨痕的合金氧化速率明显低于90 μm砂纸磨痕的氧化速率.利用扫描电镜观察氧化膜表面形貌,显示粒状的氧化物在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成,而刻面状的氧化物在90 μm砂纸磨痕合金表面形成.XRD分析表面,在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成的氧化物为Cr2O3,在90 μm砂纸磨痕表面形成的氧化物为NiO.结果表明：平滑的Ni-20Cr合金表面有利于生成保护性的Cr2O3而不发生脱落,具有优良的抗氧化性能.     

不同CO_2压力下形成的N80钢腐蚀产物膜特征

对N80钢在不同CO2压力下进行高温、高压腐蚀实验,根据失重法计算N80钢的腐蚀速率,利用扫描电镜观察腐蚀产物膜的微观形态,分析腐蚀产物膜的厚度和Ca元素含量,利用电化学阻抗谱和极化曲线法测试了腐蚀产物膜的电化学性能,并对腐蚀产物膜与基体间的剪切强度进行了测试.结果表明,随CO2压力增加,N80钢腐蚀速率增大;腐蚀产物膜晶粒尺寸基本不变,膜中微观缺陷数量逐渐增多;腐蚀产物膜电阻和反应电阻呈逐渐增加的趋势;腐蚀产物膜与N80钢基体结合的剪切强度下降,促进了N80钢的腐蚀.     

钢内氧化动力学规律及影响因素的研究

将20、20Cr、2Dcr_2Ni_4、40cr和GCr15五种工业用钢在Fe_2O_3:Fe:Al_2O_3=1:1:1的混合粉末中进行860-1100℃、8-80小时的内氧化处理,对其内氧化动力学规律及其影响因素进行了研究。研究结果表明,钢的内氧化动力学遵守抛物线规律;内氧化速度受到内氧化温度、钢的铬和碳浓度、初始晶粒度和表面氧化物覆层等因素的影响。     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8MPa CO2分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO2腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.     

纳米结构CoNiCrAlY粉末的制备及其氧化行为

利用行星球磨技术制备了纳米结构CoNiCrAlY粉末,采用XRD,SEM等方法对传统结构粉末和纳米结构粉末在1 000℃时的氧化行为进行了研究.结果表明,行星球磨技术能制备出纳米结构粉末,球磨30h后,粉末的平均晶粒尺寸为11.2nm.纳米结构提高了CorANiClY粉末的抗氧化性能,在1 000℃恒温静态氧化100h的过程中,纳米结构粉末只生成α-Al2O3氧化膜,而传统结构粉末除α-Al2O3外还生成了尖晶石氧化物和少量θ-Al2O3.     

碱水体系下CeO_2和La_2O_3催化解聚木质素的研究

将两种稀土元素的氧化物CeO_2和La_2O_3分别添加到碱水溶液中,并对该体系下的木质素解聚能力进行了研究.实验结果表明:两种催化剂都可以很好地将木质素解聚成多聚体、二聚体和单酚类产物,同时单酚类产物也可以继续裂解生成分子量更小的物质.在反应温度为230~250℃时,CeO_2体系可以生成更多的单酚类产物,在反应温度为250~260℃时,La_2O_3体系更有利于单酚类产物的生成.其中2-甲氧基苯酚和邻苯二酚是单酚类产物中最主要的两种产物.     

T91、S304及渗铝涂层在含硫含氯气氛中的高温腐蚀研究

采用粉末包埋法在耐热钢T91表面制备渗铝涂层并研究了T91、S304以及渗铝涂层在600℃和650℃下典型燃煤气氛4%HCl+2%SO_2+94%O_2中的腐蚀行为。结果显示耐热钢T91和S304合金在600℃和650℃下均受到了气氛中S和Cl的加速腐蚀。在2种温度下,低Cr含量的T91腐蚀时其表面均生成了外层富Fe内层富Cr的不具有保护性的FeCr混合氧化物层,腐蚀增重很大;Ni和Cr含量较高的S304由于硫化氧化和活化氧化机制使得表面腐蚀产物脱落严重,特别是在较高的温度650℃腐蚀时。当T91表面采用粉末包埋法渗铝后能显著降低在这2种温度下的腐蚀增重,原因是高温腐蚀后在涂层表面生成了一层连续、致密、与涂层结合良好的保护性氧化膜Al_2O_3,这层氧化膜能有效的防止S和Cl的渗透作用,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

Fe-Al-Cr合金的晶粒控制对合金抗高温氧化性的影响

Fe-Al-Cr合金具有良好的高温抗氧化性,有广泛的应用前景,具有晶粒粗大的特点。通过在Fe-Al-Cr合金中添加镍、碳、铜等奥氏体化元素,使合金在冷却过程中生成FeCr相,以阻碍晶粒长大的方式使合金晶粒尺寸可以控制在100μm以内。探讨了Fe-Al-Cr合金氧化物薄膜形成的机制以及晶粒控制对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响。通过金相显微镜观察高温下经不同氧化时间氧化后的Fe-Al-Cr合金,发现Al_2O_3薄膜优先形成于晶界,晶界数量增多有利于Al_2O_3的形成和生长。通过扫描电镜观察和能谱分析,发现在Fe-Al-Cr合金中,(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3和Al_2O_3组成了多层氧化物。结合第一性原理计算,得出该多层氧化物是由于Cr的扩散而在合金表面形成的,有助于提高Fe-Al-Cr合金的抗高温氧化性。最后,证实晶粒直径较小的Fe-Al-Cr合金具有更好的抗高温氧化性。     

生物模板剂合成介孔氧化铈及其催化性能

以无污染简单易得的天然材料壳聚糖为模板剂合成介孔氧化铈材料,并研究了材料的结构和催化性能.介孔Ce02的孔道结构由直径为5-8 nm的颗粒堆积形成,孔道孔径分布较为均匀,集中在5-10 nm,材料的比表面积约为102 m^2·g^-1.与氧化铈参比样相比,介孔氧化铈具有更好的氧化能力和催化活性,因为材料高比表面积导致了更多活性位点的暴露和表面活性氧的增多.介孔氧化铈的%T50转化率为50％时的温度点）约为300℃,远低于亚微米参比样的430℃.     

Fe-Cu混合氧化物催化湿式氧化低浓度磷化氢实验研究

采用催化湿式氧化法对低浓度磷化氢净化进行实验研究,制备铁、铜单体催化剂以及Fe-Cu混合氧化物催化剂和Fe-Cu-Ce混合氧化物催化剂.研究反应温度和气体流量对磷化氢净化效率的影响.实验结果表明:当反应温度为50℃,气体流量为200mL/min,氧气浓度为0.5%-3.0%,磷化氢入口质量浓度为0.8-1.0g/m~3时,以Fe-Cu混合氧化物作催化剂,磷化氢的净化效率达到70%;当加入稀土元素铈对催化剂进行改性后,净化效率提高到76%,且催化剂的稳定性增强;当温度较高、气体流速较低时,净化效率较高;低浓度磷化氢可以用催化湿式氧化法来脱除.     

合金元素对R5系泊链钢中平衡析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对R5系泊链钢在400～1600℃存在的平衡析出相进行了热力学计算,并讨论了合金元素对平衡析出相的影响. 结果表明,R5系泊链钢中平衡析出相主要为M_(23)C_6、M_6C、MX和AlN,其中M为Cr、Fe、Mn、Mo、Nb、Ni和V等,X为C、N和空位Va等. 在此基础上讨论了合金元素C、Cr、Mo和Nb对M_(23)C_6相、M_6C相及MX相的平衡摩尔含量和平衡析出温度的影响,优化了新型R5系泊链钢的合金体系及热处理工艺,提出新型R5系泊链钢的最佳热处理工艺为920±30℃淬火和600±30℃回火,其中金属元素Mo的质量分数以0.45%为佳.     

Influence of Yttrium Implantation on Oxidation Behavior of Pure Nickel at 1 000℃

Isothermal and cyclic oxidation behaviors of pure and yttrium-implanted nickel were studied at 1000℃ in air. The oxide scales formed on nickel substrates were performed using SEM and TEM. It was found that Yimplantation greatly improved the anti-oxidation ability of nickel both in isothermal and cyclic oxidizing experiments. Laser Raman microscopy was also used to study the stress status of oxide scales formed on nickel with and without yttrium. The main reason for the improvement in antioxidation and adhesion of oxide scale was Y-implantation greatly reduced the grain size of NiO and lowered the compressive stress within the scale. Yttrium implantation enhanced the adhesion of protective NiO oxide scale formed on nickel substrate.     

La_0.8M_0.2Fe_l-xCuO3 钙钛矿型氧化物的制备及催化性能研究

采用溶胶－凝胶法制备了一系列钙钛矿复合氧化物La_0.8M_0.2Fe_l-xCuO3 （M为Sr、Ba和Ce）．催化性能测定结果发现，800℃焙烧所制得的La_0.8M_0.2Fe_l-xCuO3 具有良好的三效催化性能，在该催化剂上C3H6、、CO和NO的起燃温度较低，分别为225℃、200℃和280℃，并且在温度达到325℃之前都能得到完全转化．扫描电子显微镜和x射线衍射测试分析表明，La_0.8M_0.2Fe_l-xCuO3 具有良好的钙钛矿型晶体结构，品粒为纳米级，团聚不严重，这可能是其三效催化性能良好的主要因素．     

Rare earth effects on high temperature oxidation of pure nickel at 1000 ℃

Isothermal and cyclic oxidation behaviors of pure and yttrium-implanted nickel were studied at 1000 ℃ in air.SEM and TEM were used to examine the oxide scales formed on nickel substrate.It was found that Y-implantation greatly improved the anti-oxidation ability of nickel both in isothermal and cyclic oxidizing experiments.Acoustic emission(AE)technique was used to study the size and number distribution of defects at the oxide/metal interface.Laser Raman microscopy was also used to study the stress status of oxide scales formed on nickel with and without yttrium.The main reason for the improvement in anti-oxidation and adhesion of oxide scale was that Yimplantation greatly reduced the grain size of NiO and lowered the compressive stress within the scale.In the meantime,Y-implantation inhibited ion diffusion rate in the oxide scale and reduced the size and number of interfacial defects,hence remarkably enhanced the adhesion of protective NiO oxide scale formed on nickel substrate.     

综合化学实验设计:单/双核铜配合物的温度控制合成、表征及转化

化学类专业本科生在理论课学习中，对反应的热力学产物和动力学产物有了一定的理论认识，但目前鲜有实验能够使其直观体会2种产物在制备时的差异．本实验以氯化铜和邻氨基苯甲酰胺为原料，水和乙醇为溶剂，通过仅改变反应温度，分别在60 ℃水浴加热和冰水浴冷却条件下得到了红色的热力学产物二(μ-氯)·二[氯·(邻氨基苯甲酰胺)合铜(Ⅱ)] ( 1 )和黄绿色的动力学产物二氯·二(邻氨基苯甲酰胺)合铜(Ⅱ) ( 2 )，产率分别为80.4%和76.4%．采用络合滴定法和仪器分析方法对产物进行了表征测试，结果表明在不同温度下可制备2种不同组成、结构和性质的热力学和动力学产物，且在加热条件下，配合物 2 可以转化为配合物 1 ．本设计为化学类相关专业本科生综合实验教学提供了一个成功案例，可加深学生对结构与性能的科学关联以及构效关系的认识和理解．      

低碳钢表面氧化过程中铜的富集

采用低碳钢的氧化速度和铜的扩散速度,通过模型计算了钢材表面高温氧化过程中铜在钢材铁鳞界面处的富集情况·实验在空气中,分别在1000,1100和1200℃温度下氧化试样,用扫描电镜的EDX分析了界面处铜的含量,并用BSE分析了界面附近富集相的图像·结果表明,随温度的升高,铜在界面处的富集程度降低,界面不规则程度增强,铁鳞对铜富集相的阻断作用加强,因而有利于防止铜富集造成的危害     

热氧化法在镀铜锌箔上制备ZnO纳米片

温度500℃时,在CuSO₄浸蚀过的锌箔上用直接氧化法制取纳米氧化锌。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜分别对其形貌、物相、微观结构进行表征和分析。研究结果表明:在500℃氧化硫酸铜浸蚀锌箔可以得到较好的纳米片状结构。经过分析发现氧化锌纳米片厚度为50～100 mm,它由晶粒尺寸10nm的六方晶体组成。用直接氧化法在CuSO₄浸蚀过的锌箔可实现低温条件下制备出纳米片材料,将来可能会成为一种制备纳米氧化锌材料的重要方法。