金属钼表面MoSi2/Si3N4涂层的氧化性能研究

在金属钼表面分别制备了MoSi2涂层和MoSi2/Si3N4涂层,利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成,并比较了涂层在1 450℃大气环境下的抗氧化性能.结果表明:两种涂层与基体结合好且均匀致密;MoSi2涂层钼氧化16 h后出现贯穿裂纹,破坏了SiO2保护膜的连续性,导致涂层失效;Si3N4相的引入可明显改善MoSi2基涂层钼的高温抗氧化性,其抗氧化时间达76 h.     

MoSi_2/Mo叠层复合材料的制备及结构表征

以MoSi2作为基体材料,金属Mo作为夹层材料,采用常压烧结法制备了MoSi2-Mo叠层材料.利用X射线衍射仪、光学显微镜、电子探针(EPMA)等重点研究了MoSi2-Mo叠层材料的物相、显微组织结构,把微观结构和宏观性能的研究结合起来.通过金相显微镜和电子探针,从微观上对叠层材料的界面结合状态进行了分析,发现在MoSi2层与Mo层的界面结合处,层与层结合紧密,二者的化学相容性较好,没有发生不良化学反应.     

稀土-WSi2/MoSi2复合材料的合成与性能

通过X射线衍射,分析讨论了机械合金化和高温自蔓延方法合成稀土-WSi2/MoSi2复合材料粉末过程中的相变化;比较了MoSi2、WSi2/MoSi2和稀土-WSi2/MoSi2等3种材料的性能.结果表明:高温自蔓延合成方法比机械合金化合成方法更合适于合成稀土-WSi2/MoSi2复合材料粉末;采用SHS合成 球磨的工艺可获得高致密的复合材料.机械合金化合成稀土-WSi2/MoSi2复合材料粉末过程中, Mo、W、Si相遵循Mo(W)固溶体、Si固溶于Mo(W)、WSi2/MoSi2相的形成规律;且随着稀土含量的增加,合金化过程延迟.复合添加稀土和WSi2比单一添WSi2对基体MoSi2具有更好有综合强韧化作用.图4,表1,参16.     

性能可调的自润滑叠层复合材料的摩擦学行为研究

以硅钢叠片为强性层,以含MoS2、石墨和环氧树脂构成的复合自润滑材料为塑性层,采用叠装-粘接工艺制备了强性层-塑性层相间的叠层复合材料.通过控制叠片数量,得到了塑性层含量可调的叠层复合材料.采用球-盘摩擦实验机对叠层复合材料的干摩擦性能进行了评价,结果表明:与无塑性层的叠层复合材料相比,含塑性层的叠层复合材料的摩擦学性能得到了明显改善.在载荷为6N、往复频率为4Hz的条件下,塑性层的面积比为40%的叠层复合材料的摩擦系数为0.15,磨损率为3.8×10-7 mm3/(N.m),比无塑性层的叠层复合材料分别降低了76.7%和96%.由磨痕表面的能谱分析发现,叠层复合材料的强性层表面含有C、S、Mo等元素,而在塑性层表面含有Fe、Si等元素,表明在摩擦热作用下塑性层的润滑剂渗出,并转移到摩擦表面形成转移膜,同时塑性层具有嵌藏金属磨屑的能力.在强性层与塑性层的协同作用下,叠层复合材料具有优异的耐磨减摩性能.     

SiO2对热压MoSi2组织结构及性能的影响

研究分析了热压纯MoSi2及加入10%SiO2的MoSi2复合材料的相组成、晶粒尺寸、致密度、室温力学性能及室温电阻率.结果表明:热压纯MoSi2及10%SiO2/MoSi2复合材料均主要由MoSi2、SiO2和少量的四方的Mo5Si3组成,复合材料的致密度低于纯MoSi2,复合材料的晶粒尺寸略小于纯MoSi2,两种材料的室温抗弯强度无明显的差别,复合材料的电阻率比纯MoSi2有较大的提高.     

Si3N4/AlN对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

以棕刚玉,Al,Si,Al2O3为原料,利用一步工艺合成了Sialon/刚玉复合材料·研究了Si3N4/AlN复合添加剂对复合材料组织、性能以及复合材料中N含量的影响·研究结果表明:材料中N含量随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加而增加,材料的强度随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加呈现出先升高后降低的变化趋势;当氮化温度超过1330℃,氮化时间超过8h后,添加Si3N4/AlN的材料中N含量基本上达到饱和值,添加Si3N4/AlN可以降低Sialon相的合成温度;1230～1280℃是一个重要的前期氮化温度,添加Si3N4/AlN的材料在该温度可完成整个氮化反应的94 2%,早期对Al,...     

原位生长β-Si_3N_4增强BAS基体复合材料

用溶胶 -凝胶法合成化学定比 BAS(Ba O- Al2 O3- 2 Si O2 )粉末 ,并用差热分析和 XRD法分析基相变过程、氧化锂对 BAS相变过程影响、晶种对 BAS相变过程的影响 ,考察了 BAS对氮化硅相变的影响以及加入晶种后对氮化硅相变的影响 .用热压氮气保护法制备了自生 β- Si3N4 增强 BAS的复合材料 ,并比较了其力学性能与 BAS的力学性能 .结果表明 ,纯 BAS相变产物是六方相 ,氧化锂与氟化物的加入 ,促进了 BAS单斜相的形成 ,BAS单斜晶种能有效地促进 BAS单斜相的形成 ;BAS能够促进氮化硅由 α- Si3N4 →β- Si3N4 的相变 ,β- Si3N4 能有效地提高 BAS微晶玻璃的强度和断裂韧性 ,分析了增强和增韧机理 .     

油润滑下WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能

运用M 200型摩擦磨损试验机测定了WSi2/MoSi2复合材料与45#钢配副油润滑时的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明:油润滑可明显改善WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能,在80～120N时材料具有较好的摩擦磨损综合性能;在油润滑下,WSi2/MoSi2复合材料的磨损机理表现为点蚀磨损和磨粒磨损,偶件45#钢的损失主要归因于磨粒的切削作用.图6,参13.     

原位合成MoSi2/SiC复合材料的组织缺陷

TEM和HREM研究表明,原位合成MoSi2基复合材料的组织中,基体MoSi2中存在较多的位错,而且尤以MoSi2与SiC的界面处位错最为集中,SiC颗粒的内部缺陷的主要形式为孪晶和层错,纳米力学探讨分析表明,MoSi/SiC界面附近存在明显的硬度梯度,在材料制备冷却过程中,因MoSi2基体与SiC颗粒之间的热膨胀系数（CTE）的差别而导致的其中的残余热应力是造成上述组织特征的原因。     

包渗法制备硅化物涂层的结构形貌及形成机理

采用包渗法在C-103 铌合金基体上制备MoSi2 涂层,通过X 射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究涂层表面、截面形貌以及氧化后涂层结构变化,并分析硅化过程中涂层的形成机理.研究结果表明包渗法制备硅化物涂层是通过反应扩散形成的,硅化过程服从抛物线规律;该涂层为复合结构MoSi2 相为主体层;以NbSi2相为主、并含少量Nb5Si3 相的两相为过渡区;Nb5Si3 相为扩散层.在高温氧化环境下,涂层表面生成致密的非晶氧化层,有效地阻止了氧向涂层内扩散.     

TiN/Si3N4界面结构对Ti-Si-N纳米晶复合膜力学性能的影响

采用多层膜模拟的方法研究了Ti-Si-N纳米晶复合膜中Si3N4界面相的存在方式,以探讨纳米晶复合膜的超硬机制。研究结果表明：Si3N4层厚对TiN／Si3N4多层膜的微结构和力学性能有重要影响。当Si3N4层厚小于0．7nm时,因TiN晶体的“模板效应”,原为非晶态的Si3N4晶化,并反过来促进TiN的晶体生长,从而使多层膜呈现TiN层和Si3N4层择优取向的共格外延生长。相应地,多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应,最高硬度和弹性模量分别为34．0GPa和352GPa．当层厚大于1．3nm后,Si3N4呈现非晶态,多层膜中TiN晶体的生长受到Si3N4非晶层的阻碍而形成纳米晶,薄膜的硬度和弹性模量亦随之下降。由此可得,Ti-Si-N纳米晶复合膜的强化与多层膜中2层不同模量调制层共格外延生长产生的超硬效应相同。     

不锈钢拉深制品表面质量改进研究

本文对影响不锈钢拉深制品表面质量的因素进行了研究。Si3N4-SiCw复合陶瓷凹模和工件之间的粘连和摩擦要大大小于传统的模具材料．Si3N4发生化学反应的产物可以降低摩擦。水基润滑剂可以通过边界润滑、极压反应和固体粉剂润滑,以及较强冷却性能的共同作用减小凹模圆角处和工件之间的摩擦。因此采用Si3N4-SiCw复合陶瓷作为凹模并使用水基润滑剂可以提高拉深制品的表面质量和模具的寿命。     

C—SiC—TiC—TiB2复合材料原位合成及热压烧结

以熟焦,碳纤维,Ｂ４Ｃ,ＳｉＣ,Ｓｉ,ＴｉＯ２和ＴｉＣ为原料,采用原位合成及热压技术研究了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量对多组份碳／陶复合材料的组成、结构和性能的影响。     

纳米Si3N4对反应烧结Si3N4结合SiC材料的影响

利用反应烧结机制 ,在 14 5 0℃制备了 Si3N4结合 Si C材料 ,研究表明 ,在引入微量纳米 Si3N4粉后 ,材料的力学性能得到明显提高 ,材料的组织也更加致密和均匀。通过 X-ary、扫描电镜等技术手段分析表明 ,由于纳米 Si3N4粉的高表面能、高活性以及颗粒小等特点 ,加大了反应生成的 Si3N4在纳米 Si3N4上沉积的几率 ,增大了氮化率 ,效果显著     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

微纳米薄膜材料中激光皮秒超声的数值模拟

基于双温模型和热弹性耦合理论,采用有限元方法,针对A1/Si3N4和A1/Si3N4/Si两种层状薄膜材料中激励皮秒超声,建立激光飞秒超声的有限元数值模型,得到A1薄膜中电子和晶格的温度场,进而分析薄膜内部的应变和表面位移响应.对比研究了双温模型理论和傅里叶热传导理论的计算,结果表明皮秒超声研究采用双温模型求解温度场更为合适,数值分析得到应变具有幅值较小且波形展宽的结果.表面位移响应峰的形成是超声波在薄膜材料界面处发生反射引起的.     

碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料

在氩气气氛下,以粉煤灰为原料,石墨为还原剂,研究碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料的反应过程,并探索其制备的工艺条件.利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律,使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构.结果表明：在1673 K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅,1773 K莫来石相基本分解完全.随着反应温度的升高,生成碳化硅和氧化铝含量增加,较合适的温度条件为1773~1873 K;保温时间的延长,有利于碳化硅和氧化铝的生成,较好的保温时间为3~4 h;增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用,较合适的C/Si摩尔比为4~5.在制备出的SiC/Al2 O3复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀,并且粒度小于20μm.     

Reaction behavior of trace oxygen during combustion of falling FeSi75 powder in a nitrogen flow

To explore the reaction behavior of trace oxygen during the flash combustion process of falling FeSi75 powder in a nitrogen flow, a flash-combustion-synthesized Fe-Si₃N₄ sample was heat-treated to remove SiO₂. The samples before and after the treatment were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy, and the formation mechanism of SiO₂ was investigated. The results show that SiO₂ in the Fe-Si₃N₄ is mainly located on the surface or around the Si₃N₄ particles in dense areas, existing in both crystalline and amorphous states; when the FeSi75 particles, which are less than 0.074 mm in size, fell in up-flowing hot N₂ stream, trace oxygen in the N₂ stream did not significantly hinder the nitridation of FeSi75 particles as it was consumed by the surface oxidation of the generated Si₃N₄ particles to form SiO₂. At the reaction zone, the oxidation of Si₃N₄ particles decreased the oxygen partial pressure in the N₂ stream and greatly reduced the opportunity for FeSi75 particles to be oxidized into SiO₂; by virtue of the SiO₂ film developed on the surface, the Si₃N₄ particles adhered to each other and formed dense areas in the material.     

Fe掺杂SBA-15的合成、表征及催化苯制苯酚的研究

以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)嵌段共聚物表面活性剂为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,Fe( NO3)3·9H2O为铁源在酸性条件下合成Fe-SBA-15介孔分子筛.通过XRD,N2吸附-脱附,红外等分析手段对样品进行了表征.结果表明合成的样品具有有序的六方介孔结构.铁含量的不同对SBA-15的孔径及其比表面积均有影响.所合成的材料在苯羟基化反应中表现出良好的催化活性,最高转化率可达32.16％.