Synthesis of nanocrystalline NiCrC alloy feedstock powders for thermal spraying by cryogenic ball milling

Nanocrystalline NiCrC alloy powders with a qualified particle size distribution for thermal spraying were synthesized using the cryogenic ball milling (cryomilling) method. The morphology, microstructure, size distribution, and phase transformation of the powders were characterized by scanning electron microscopy (SEM), laser scattering for particle size analysis, X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscopy (TEM). After cryomilling for 20 h, the average grain size of the as-milled powders approached a constant value of 30 nm by XRD measurement. The average particle size slightly increased from 17.5 to 20.3 μm during the 20-h milling. About 90vol% of the powders satisfied the requirement for thermal spraying with the particle dimension of 10-50 μm, and most of the powders exhibited spherical morphology, which were expected to have good fluidity during thermal spraying. The Cr₂O₃ phase formed during the cryornilling process as revealed in the XRD spectra, which was expected to enhance the thermal stability of the as-milled powders during the followed thermal spraying or other heat treatment.     

硼粉粒度对Li-B合金结构及热稳定性的影响

分别以3种粒度的硼粉为原料,采用相同的成分配比和工艺参数熔炼制备Li-B合金铸锭。合金铸锭经挤出和轧制获得薄带。随后进行X射线衍射（XRD）测试、扫描电子显微镜（SEM）观察、化学成分分析和热稳定性测试。XRD结果显示,Li-B合金由Li₇B₆相和锂相组成,且Li₇B₆相与锂相的衍射峰强度比随硼粉粒度的增大而减小。SEM观察表明,随原料硼粉粒度的增大,Li-B合金的纤维组织变得粗大且不均匀。化学成分测试显示,Li-B合金中化合态硼含量随硼粉粒度的增大而减小。热稳定性测试表明,原料硼粉的粒度越大,Li-B合金的热稳定性越差。     

热处理条件对VO_2粉体晶体结构和相变性能的影响

以V2O5和草酸为原料,采用高温热解前驱体法制备VO2粉体,并结合XRD分析和热致相变性能测定,研究热处理条件对VO2粉体晶体结构和相变性能的影响。结果表明,采用三段式升温制度,可制备晶化程度较高的VO2粉体。制备过程中,热分解温度的升高或热分解时间的延长,均会导致产物VO2粉体平均晶粒尺寸增大、平均晶格畸变率降低、相变滞豫区间减小以及电阻突变量增大,热处理过程中VO2晶粒生长和晶格畸变率变化主要受热分解温度的控制。     

蒸发冷凝法制备超细镁粉

采用电阻加热蒸发和感应加热蒸发法分别制备出超细镁粉,系统研究了充气压力对粉体产率和粒度的影响,采用XRD、TEM等分析手段对所制备的粉体结构进行表征.结果显示:感应加热蒸发法的产率远大于电阻加热蒸发法的产率;随充气压力提高,粉体产率降低,粉体平均粒径增大.所制备的超细镁粉为链球形结构、多晶态,纯度较高,粒度分布范围窄.     

数值模拟喷射夹角对VIGA制粉雾化过程的影响

通过计算流体力学软件数值模拟和实验相结合的方法，以高温合金雾化过程中气、液、固三相的交互作用机制为研究对象，采用欧拉-拉格朗日法的VOF(volume of fluid)多相流模型和DPM(discrete phase model) 离散相方法，研究了喷射夹角对熔体主雾化和二次雾化过程TAB(Taylor analogy breakup)破碎过程和粒度分布的影响，并与同步实验结果进行了对比.研究结果表明，随着喷射夹角的增大，回流区面积逐渐减小.金属熔体的初次破碎形态呈“倒喷泉状→伞状”，初次液滴的尺寸为0.3~0.9mm.初次破碎液滴的气体韦伯数(We)为10~90，随喷射夹角的增大，粉末的平均粒径逐渐降低，喷射夹角为36°时，实验制备的粉末粒径与数值模拟得到的粉末粒径基本一致，表明了数值模拟合金雾化破碎过程的合理性.     

热处理过程对纳米钛酸钡相变的影响研究

文中采用超重力反应沉淀法制备35nm的钛酸钡粉体, 并在不同温度下对粉体进行热处理, 研究了热处理过程对粉体立方→四方相变的影响。实验结果表明: 当热处理温度高于900℃时, 钛酸钡晶体结构由立方相转变为四方相, 同时粉体的粒径和四方率迅速增大, 在1 000℃时, 分别达到0.15μm和1.009;热处理过程中钛酸钡相变过程取决于粉体的粒径而与存在于晶粒中的OH^-缺陷无关; 借助于空位缺陷理论和扩散传质模型, 解释了高温热处理过程(>900℃)钛酸钡粒径迅速长大的原因。     

光源对掺铁TiO2纳米粉体催化活性的影响

以共沸蒸馏法制备出结晶完整、分散性好、平均粒径为5nm左右以及掺Fe3+量为0.1%的TiO2纳米粉体,通过XRD和TEM分析方法对晶体的物相和粒径进行了表征;通过在不同光源下催化降解水杨酸溶液,对其光催化活性及影响因素进行了分析;实验结果表明掺Fe3+量为0.1%的TiO2纳米粉体在日光下的光催化活性较高.     

高温稳定TiO_2 -SiO_2 复合粉体的两步水热法制备

以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料,通过两步水热法制备了具有高光催化活性的高温稳定TiO_2-SiO_2复合粉体. 采用动态光散射粒度分析仪、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对TiO_2-SiO_2复合粉体进行了表征. 粒度分析表明,复合粉体分散良好, 颗粒大小为10～30nm,颗粒分布较窄. 热分析表明,SiO_2的加入能显著提高TiO_2的热稳定性.物相分析表明:复合粉体中SiO_2含量越高,锐钛矿型TiO_2的高温稳定性越好;TiO_2/SiO_2摩尔比为1: 1的复合粉体在1200℃处理2h后仍保持锐钛矿晶型. 红外分析表明,800℃处理2h前后的复合粉体中均无 Ti-O-Si 键. TiO_2-SiO_2复合粉体在紫外光作用下使甲基橙水溶液降解的实验表明:未经热处理的复合粉体的光催化性能和商品P25 TiO_2粉体相似;800℃和1000℃热处理2h后的复合粉体的光催化性能保持良好, 远高于相同条件处理过的P25;1200℃处理2h后的复合粉体只有微弱的光催化活性.     

Morphology and microstructure characterization of 95W-3.5Ni-1.5Fe powder prepared by mechanical alloying

Morphology and microstructure characterization of 95W-3.5Ni-1.5Fe powder prepared by mechanical alloying@Islam S.Humail$State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,Materials Science and Engineering School, University of Science and Technology B…     

Cold-state spout-fluidizing characteristics of high-carbon ferromanganese powders

The spout-fluidizing characteristics of high-carbon ferromanganese powders with different sizes and masses were studied via a plexiglass spout-fluidized bed with an inner diameter of 30 mm and a height of 1000 mm. The relationships between bed voidage and such parameters as bed height, particle size, fluidizing air velocity, and air flow were obtained. Experimental results show that the powder material with high density can be fluidized in the spout-fluidized bed where the particle size is a key factor influencing the quality of fluidization.     

CuO掺杂纳米SnO2锂离子电池负极材料的合成与电化学性能

以SnCl₄·5H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O和NH₃·H₂O为原料,采用化学共沉淀法制备了CuO掺杂的纳米SnO₂粉末.运用X射线衍射、扫描电镜等手段对合成粉末进行了表征.将合成粉末作为锂离子电池负极材料,研究了其充放电容量、循环性能和交流阻抗等电化学性能.结果表明：采用化学共沉淀法可以得到平均粒度为87 nm的CuO掺杂的纳米SnO₂粉末;在SnO2中掺入CuO,并没有改变SnO₂的结构,但能够有效抑制SnO₂粒子的长大;CuO掺杂的纳米SnO₂粉末的可逆容量可以达到752 mA·g^-1,经60次循环后,CuO掺杂的纳米SnO₂粉末的容量保持率分别为93.6%,优于纳米SnO₂ (92.0%),掺杂CuO改善了纳米SnO₂的循环性能.     

Al-Ti-C体系自蔓延高温合成TiC的形态演变

利用真空自蔓延加热-加压装置,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)及能谱(energy dispersive spectrum,EDS)等分析测试手段,研究了Al含量、粉末粒度及C/Ti(原子比,下同)对Al-Ti-C体系自蔓延点燃温度、产物相组成及TiC形态的影响。结果表明,Al含量对TiC的尺寸影响最大,随着Al含量由20%(质量分数,下同)增加到50%时,TiC颗粒的尺寸由3～5μm减小到0.7～0.8μm。C粉粒度和C/Ti对TiC的形貌影响最大,当C粉粒度小于75μm或C/Ti≥1时,TiC的形貌为近球形;然而当C粉粒度不小于75μm或C/Ti1时,TiC的形貌为八面体。     

纳米级WO3-CuO复合氧化物粉末的制备

用超声喷雾热转换法直接制成纳米级非晶复合氧化物粉末,并采用XRD,TEM和TG-DsC手段研究纳米WO3-CuO复合氧化物粉末的热解与非晶向微晶的转化过程.结果表明用超声喷雾热转换法可以工业化大规模生产纳米级WO3-CuO复合氧化物粉末,粉末平均粒径＜50nm,颗粒形状为球形.     

化学沉淀法制备纳米钛酸镁粉体

以TiCl₄和MgCl₂混合液为原料液、NaOH为沉淀剂，采用化学沉淀法制备纳米钛酸镁粉体。考察了沉淀剂浓度、原料液中Mg²⁺与Ti⁴⁺的摩尔比、煅烧温度等因素对目的产物颗粒大小和晶型的影响;采用透射电镜和X射线衍射等多种分析测试方法对制得粉体进行了表征。实验结果表明：当镁钛混合液中的Mg²⁺与Ti⁴⁺的摩尔比为1.2（固定钛离子浓度为0.5mol/L）、沉淀剂NaOH浓度为6mol/L、反应温度98℃、镁钛混合液与NaOH溶液的体积比为1:1、煅烧温度为800℃时，制备出了平均粒径约为55nm、结晶度好、形貌为球形的纳米钛酸镁粉体。     

基于20L球形爆炸装置的微米级铝粉爆炸特性实验

采用20 L球形爆炸装置,对6种不同粒径分布的微米铝粉在不同浓度下的爆炸特性进行了实验研究,考察了浓度和粒径对铝粉爆炸特性的影响规律,并分析了其爆炸产物的表面特征.结果表明,铝粉的最大爆炸压力、压力上升速率和爆炸指数随铝粉浓度的增加呈抛物线变化,在最适爆炸浓度（c_opt=500g/m3）时三者均达到峰值.随着铝粉粒径的减小时,最大爆炸压力、压力上升速率呈指数增加趋势,且在铝粉粒径小于10μm时,其增幅更为显著.爆炸过程中的铝粉粉尘云的燃烧时间随铝粉浓度的增大呈指数规律衰减并趋于平缓,同时随着铝粉粒径的减小而降低.      

HDDR工艺对Nd_2Fe_(14)B基磁粉磁性能的影响

氢化 歧化 脱氢 再复合(简称HDDR)工艺是生产Nd2Fe14B基永磁粉的一种特殊方法·研究了HDDR工艺制造高性能Nd Fe B磁粉时,不同HD温度和不同DR温度对磁粉性能的影响规律·利用XRD方法分析了不同工艺条件下样品的相组成·结果发现,Nd Fe B磁粉的磁性能对HD温度和DR温度敏感,合金元素Ga,Al的添加可改善磁粉的磁性能·有害相α Fe的消除可提高磁粉的剩磁,但均匀化处理不能将α Fe完全消除·HD过程中,主相Nd2Fe14B分解为NdH2,α Fe和Fe2B三相,DR过程后,主相晶粒得到细化·计算表明,主相晶粒尺寸大约为0 28μm·     

Mg2+掺杂对TiO2粉末晶型转变的影响与机理

取钛酸丁酯、无水乙醇和硝酸镁为原料，采用溶胶-凝胶法制备掺杂不同量Mg^2＋的TiO2粉末，用XRD、TEM、TGDTA对粉末的晶体结构、晶粒大小和形貌进行表征，并研究了TiO2在锐钛矿型和金红石型之间的的晶型转变过程．结果表明：粉末的平均粒径为纳米级，当物质的量分数x（Mg^2＋/Ti^4＋）-1．0％，粉末平均粒径由60nm左右减为40nm左右；Mg^2＋。’的掺人延缓了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变，且随着Mg^2＋掺入量的增加，晶型转变越不容易发生，当物质的量分数x（Mg62＋／Ti^4＋）-2．0％时，Mg^2＋在TiO2中的固溶度已经达到饱和，XRD谱图开始出现MgTi2O5的特征峰,分析了Mg^2＋的掺杂阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型转变的原因．因此，掺杂适当量Mg^2＋有利于制备热稳定性比较高的锐钛矿型粉末．     

气淬法制备高炉渣玻璃微珠的性能

通过实验分别检测了高炉渣珠的堆积密度、粒度分布、化学侵蚀性、筒压强度和表观特性.结果表明,堆积密度随粒径的增加先增加后减小,0.3~1mm粒径范围内渣珠堆积密度最大,并且渣珠粒径主要集中在0.30~1.0mm之间,成珠率较高;渣珠不耐酸,在同一侵蚀溶液中,粒径较大的渣珠的抗侵蚀能力强于粒径较小的渣珠;粒径越小,渣珠筒压强度越大,渣珠承受压力的能力越强;高炉渣珠表面光滑平整,呈圆球状,粒径大小均匀;由于渣珠气淬的冷却速率较快,渣珠非晶相含量较高,当渣珠粒径<0.30mm时,XRD曲线变为馒头峰,基本不再有晶相析出,矿相变为非晶相.     

氮化铝粉末的水解行为研究

研究了亚微米和纳米氮化铝粉末在不同温度下的水解行为,通过测定500nm和40nm的AlN粉末在不同温度水解时pH值随时间的变化,分析了粉末粒度和温度对AlN粉末水解行为的影响,并利用XRD和TEM研究了AlN粉末水解时物相和表面形貌的演变规律.结果表明：AlN粉末的水解速率与温度和粒度相关,并随温度的升高和粒度的减小而加快,XRD表明AlN粉末水解的产物为Al（OH）3和AlOOH,并且常温水解时Al（OH）3占主导,高温水解时AlOOH占主导.TEM显微图表明AlN粉末的水解在粉末表面的台阶上进行.     

磷酸钙/硫酸钙粉体的制备工艺研究

采用溶液沉淀法制备了磷酸钙／硫酸钙粉体．通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了配料的Ca／P物质的量比和溶液的pH值对粉体显微结构和相组成的影响．结果表明，pH值是影响颗粒形态和粉体最终物相组成的主要因素。