K52高温合金及其溅射涂层的循环氧化行为研究

利用磁控溅射的方法在K52高温合金上制备同成分的纳米晶涂层,研究了该合金及纳米晶涂层在900℃的循环氧化行为。结果表明:铸态合金在循环氧化过程中表面有剥落现象,生成了疏松的Cr2O3和TiO2混合氧化膜;而溅射涂层则生成了单一致密的-αAl2O3膜,没有出现剥落现象,提高了合金的抗高温腐蚀性能。讨论了合金及其纳米晶涂层的氧化机理。     

FGH95合金的高温氧化行为

通过静态增重实验、X射线物相分析、扫描电镜形貌观察及微区成分分析等手段,系统研究了FGH95合金在不同温度下的高温氧化行为及高温氧化动力学规律.结果表明:FGH95合金在800～1 000 ℃具有较好的抗氧化性能,其氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在1 100 ℃,氧化较为严重,其氧化动力学曲线由两段抛物线组成.氧化层主要由Cr2O3和TiO2组成,在1 100 ℃高温氧化后有少量的NiCr2O4生成.     

1123 K燃气环境中钛铝合金的氧化特征研究

研究了金属间化合物-γTiAl基合金:Ti-48Al-2Cr-2Nb在1 123 K燃气环境中的高温氧化特征.检测了该合金在上述氧化条件下循环氧化总计1 080 ks(300 h,15次循环)的氧化增重情况,并对其氧化层的组成和结构用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了分析和观测.研究发现:Ti-48Al-2Cr-2Nb在1 123 K燃气环境中具有优异的抗氧化能力,经历1 080 ks循环氧化后试样的氧化增重小于0.01 kg.m-2,而且其氧化动力学曲线近似符合抛物线氧化增重规律.对其氧化层结构的分析和检测表明:氧化层完整致密,无剥落现象发生.研究认为,Ti-48Al-2Cr-2Nb在1 123 K燃气环境中所表现的较强抗氧化能力主要是合金元素Cr和Nb的添加以及外在氧化条件的影响.其中大量合金元素的存在有效地促进了保护性Al2O3氧化层的形成,有利于氧影响层的稳定存在,并阻止了该合金内氧化的发生.     

轻质化MA/ODS镍基高温合金高温氧化行为

采用机械合金化(MA)和真空烧结工艺制备了Y2O3质量分数为2%～20%的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,在1 000℃空气中对合金试样进行100h的静态氧化实验,研究了Y2O3含量对合金高温氧化性能的影响与作用机制.结果表明:适量稀土氧化物Y2O3的加入(质量分数≤5%)可促进完整Cr2O3氧化膜的形成,提高氧化膜与合金基体的附着力,改善氧化膜的抗剥落性,减缓合金在1 000℃的氧化速度,从而有效提高合金的抗高温氧化性能.但过量添加则会使其抗氧化性能迅速下降.     

Te对Ni-Cr合金高温抗氧化性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Te的Ni-Cr合金试样.在800士5℃高温进行抗氧化实验.通过氧化动力学曲线分析、氧化皮金相组织和断面形貌观察、X-ray分析表明:Te的加入在合金内部形成新相Cr2TeO4和Fe3TeO,提高合金材料氧化皮的粘附性.并且有效抑制Cr2O3的挥发反应,从而改善Cr2O3氧化层的致密性.     

Ni-Cr-Mo-Cu合金的高温氧化特性

运用静态等温氧化法研究了自制Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金在600、800、1 000℃下的氧化特性,采用X射线衍射对氧化层进行了相的分析,并用电子显微镜对氧化层形貌进行观察.结果表明,Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金氧化时先发生选择性氧化生成Cr2O3,随后发生分层氧化生成NiO和NiCr2O4,在高温长时间下Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金表现出较不锈钢更为优越的抗氧化性能.     

钴基高温合金GH5605的恒温氧化行为研究

通过采用现代分析手段OM、XRD及SEM/EDX,研究了钴基高温合金GH5605的高温静态空气氧化行为。得到了该合金的氧化动力学曲线、氧化膜形貌及其相组成,评价了合金的抗氧化性能并分析了合金氧化机理。结果表明:钴基高温合金GH5605在750~950℃时氧化动力学遵循抛物线规律,生成的氧化膜以Cr203为主,无氧化膜剥落;合金氧化过程中无内氧化现象发生;该合金可满足1 100℃以下高温使用要求。     

Y含量对Ni-20 Cr合金高温抗氧化性能的影响

为了揭示稀土元素Y对Ni-20Cr合金高温抗氧性能的影响,利用非自耗真空电弧炉熔炼4种不同Y含量的Ni-20Cr合金,并对合金进行循环氧化实验。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对获得的合金氧化膜进行观察分析。结果表明,Y能提高Ni-20Cr合金的高温抗氧化性能,并且温度越高,作用越明显;添加0.6%Y的Ni-20Cr合金的高温抗氧化性能提升最为明显;添加Y有利于合金选择性氧化膜Cr2 O3的生成,提高氧化膜同基体金属的附着力,降低氧化速率,从而提高合金的高温抗氧化性能。     

Inconel718合金高温氧化行为

为探究电渣重熔冶炼Inconel718合金过程中电极氧化机理,研究了Inconel718合金在1 150℃下的高温氧化行为。结果表明,在1 150℃下,Inconel718合金氧化动力学曲线遵循线性关系。在高温氧化期间,Cr和Ni等合金元素会快速氧化形成富Ni和Fe及Cr的Cr_2O_3、Fe_2O_3、3Cr_2O_3·Fe_2O_3和含Ni的尖晶石Cr_2O_3·NiO。随着氧化时间的增加,Ti元素发生氧化形成TiO_2,Ti元素向外扩散的同时在氧化层间形成孔隙,加速氧元素向基体内部扩散,进而加速了其他合金元素的氧化。     

Si、V对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响

本文通过900℃10h高温氧化实验测试添加不同合金元素(Si、V)的Fe-Al-Cr系高铝钢的抗高温氧化性。经测试,Fe-Al-Cr-Si的抗高温氧化性优于Fe-Al-Cr与Fe-Al-Cr-V合金。实验发现Fe-Al-Cr合金在高温环境下经历氧化物生成-脱落-基体氧化的动态过程,其抗高温氧化性主要取决于Fe/Al2O3界面的结合强度,而不是与铝含量呈正相关。通过密度泛函理论计算合金元素对金属/氧化物界面结合能的影响,解释了Si、V对Fe-Al-Cr系合金耐高温氧化性影响的机理:Fe/Al2O3界面结合力来自Fe-O的共价作用,Si使界面结合能从-7.16eV降低至-7.41eV,使Al2O3与基体结合更加紧密,改善了合金的高温抗氧化性;V提高界面结合能至-6.06eV,使界面容易失效,导致Al2O3的脱落,破坏了合金抗高温氧化性。     

医用Ti6Al7Nb合金氧化行为及其磨损性能

为提高生物医用Ti6Al7Nb合金表面的耐磨损性能,研究了在500~800℃空气中的热氧化行为以及其改善的磨损性能.研究结果表明:500~600℃氧化速率低,表面硬度较基体变化不大.在750℃以上,氧化速度增加,氧化动力学遵从抛物线规律,氧化物主要由TiO2和少量Al2O3组成.在800℃时,氧化物颗粒长大,氧化层疏松,极易剥落.综合考虑硬化层深度和氧化时间,得出最佳热氧化工艺参数为750℃氧化8 h.在此工艺下处理的钛合金表面硬度达到1 047 HV,耐磨性是原合金材料的280倍.分析了合金氧化后耐磨损性能的提高机制.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅱ):氧化行为

以C鳞片,SiC,B4C和TiO2为原料,在2000℃热压合成C-SiC-B4C-TiB2复合材料.研究复合材料在600~1400℃静态空气中的恒温氧化行为,利用TG/DTA研究复合材料氧化机理,利用XRD,SEM研究复合材料恒温氧化后表面相组成和氧化层剖面的显微结构.结果表明不同C鳞片含量的复合材料的氧化动力学曲线均为抛物线,氧化层可分成氧化膜和过渡层,C鳞片质量分数为20%的复合材料在1400℃时有很好的抗氧化自还原能力,表面生成致密的氧化膜,氧化膜的成分为未形成玻璃态的TiO2或SiO2.TiO2固溶体,组织形貌为枝条状.     

热轧高强钢氧化动力学和氧化铁皮结构控制

通过实验室氧化增重实验和热模拟实验系统研究了不同时间和温度条件下高强钢(610L)的氧化动力学行为和FeO的转变行为,推导出了变温条件氧化动力学模型,在此基础上可实现热轧高强钢的厚度演变规律研究;测定了高强钢610L的氧化铁皮的等温转变曲线,指出FeO等温转变包含两个转变过程,即第一个转变过程为析出先共析Fe3O4,第二个转变过程发生共析反应(FeO→Fe+Fe3O4),同时给出610L钢FeO层发生先共析转变和共析转变的“鼻温”范围分别为350~500℃和350~450℃,为控制氧化铁皮结构提供了理论依据.     

化学溶液法合成La0.5Sr0.5TiO3导电薄膜的研究

采用化学溶液沉积法制备了La0.5Sr0.5Ti O3(LSTO)外延薄膜作为第二代高温超导带材YBCO涂层导体的缓冲层.以乙酸镧、碳酸锶和钛酸丁酯为前驱物,配制了La离子浓度为0.14 mol/L的前驱液,经旋转涂覆和适当的热处理制得LSTO薄膜.对薄膜前驱粉末进行了热重与差热分析,确定了LSTO的合成过程.X射线衍射分析表明,在840,890℃恒温60 min的热处理后样品薄膜为单相的LSTO,具有明显的(100)择优生长取向,缓慢升温更有利于LSTO薄膜的结晶.扫描电镜结果表明:LSTO薄膜表面光滑致密,采用四探针法测得薄膜电阻率约为1×10-2Ω.cm.这种方法制取的LSTO薄膜电阻率小,外延性好,可作为YBCO涂层导体的导电缓冲层.     

LC4表面纳米SiC和PTFE双颗粒复合阳极氧化膜的制备

以250g/L硫酸+15g/L草酸为基础电解液,通过添加2g/L表面改性的纳米SiC颗粒和15ml/LPTFE乳液,组成双颗粒复合阳极氧化电解液,利用脉冲电源在LC4铝合金表面制备双颗粒复合的阳极氧化膜.结果表明:在脉冲电源频率80Hz、占空比80%、电流密度3A/dm2、温度0℃、氧化时间40min等条件下,在LC4铝合金表面成功制备出厚度为20μm,硬度为4340MPa的双颗粒复合的Al2O3-SiC-PTFE阳极氧化膜;复合氧化膜结构中存在着大量的微米级的孔隙缺陷为复合沉积双颗粒提供了复合场所,形成了具有纳米SiC颗粒增强膜的硬度和PTFE颗粒增强膜的自润滑性能的双颗粒复合氧化膜.     

固相法制备尖晶石型LiMn2O4的电化学性能

采用固相法在不同温度下(700℃,750℃,800℃和850℃)合成了尖晶石型锰酸锂·应用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安和交流阻抗等技术对材料进行了研究·结果表明,不同温度合成样品的晶格常数均大于标准尖晶石型锰酸锂的晶格常数,颗粒细,粒径分布在0 2～0 4μm·循环伏安测试表明,锂离子脱嵌分两步进行;750℃下合成的样品循环伏安曲线对称性好,随着循环进行,电极表面形成钝化膜,并逐渐趋于稳定·交流阻抗测试表明,电极过程由一个参数控制转化为两个状态参数控制·     

Cu-Ni-Al惰性金属阳极铝电解应用测试

采用Cu Ni Al合金作金属阳极 ,在温度 75 0～ 85 0℃ ,电流密度 0 75～ 1 1 0A/cm2 的不同分子比和氧化铝质量分数的Na3 AlF6 NaCl CaF2 Al2 O3 熔盐中进行电解测试·结果表明 ,在不同电解操作条件下该阳极材料的腐蚀程度不一样 ,阳极在熔盐中的腐蚀速率远大于在空气中的氧化腐蚀速率 ,而且阳极电解的腐蚀速率与电解质中的氧化铝质量分数相关 ,氧化铝质量分数大 ,则阳极腐蚀速率小·另外 ,与碳阳极相似的是在高电流密度下腐蚀速率反而小·该材料是一种可开发的惰性阳极材料     

用Gd_2O_3和B_4C制备GdB_6过程中的化学反应

研究了Gd2O3与B4C在碳管炉中,Ar气氛下制备GdB6过程中的化学反应.XRD和TG-DTA实验研究结果表明:在367~458℃期间,主要是样品中残留的杂质C和O2发生反应;800~1 200℃时,Gd2O3与B4C生成GdBO3,GdBC和B;并同时存在GdBO3,GdBC与B4C生成GdB4;Gd2O3与B4C生成GdB6.随温度升高,GdB4生成反应速度加快.1 470℃时,GdB4和B反应生成GdB6,GdB6的生成率随反应时间延长而增加,6 h时生成率达到了97.8%.     

纳米Fe_3O_4颗粒的制备及磁性能

采用X-ray衍射、高能X-ray衍射、透射电子显微镜及振动样品磁量计等表征手段,研究了不同制备工艺对Fe3O4纳米粒子的平均晶粒尺寸及磁性能的影响.结果表明多元醇方法所制备的Fe3O4粉体平均粒径为32 nm,其饱和磁化强度为6.8×10-3A/m(该值比块体Fe3O4的饱和磁化强度约降低了8%),剩磁Mr=4.2×10-3A/m,矫顽力Hc=1.43×10-2T;通过共沉淀方法得到的Fe3O4粉体平均粒径显著减小为7 nm,但是其饱和磁化强度也明显降低为3.3×10-4A/m,比块体Fe3O4的饱和磁化强度减小约96%,剩磁及矫顽力也下降为零.这是由于小尺寸效应导致出现超顺磁现象,说明Fe...     

409L不锈钢中镁铝尖晶石夹杂物的生成研究

基于409L不锈钢VOD生产实际,分析了Al脱氧条件下MgO.Al2O3复合夹杂物的组成形态;同时采用热力学计算方法得出1873K时MgO,MgO.Al2O3和Al2O3的平衡相图,研究了MgO.Al2O3夹杂物生成与转变的热力学条件.结果表明,钢水中的尖晶石复合夹杂物中的MgO.Al2O3相呈非晶态结构,夹杂物尺寸在5μm左右.生产过程中,当钢水中Al的质量分数控制在0.04%,w(Mg)≥1.3×10-8时,钢水中即可生成MgO.Al2O3夹杂物;w(Mg)≥9.7×10-7时,MgO.Al2O3开始转变成为MgO夹杂.