超塑性高温发泡制备闭孔多孔Al2O3基陶瓷

分别以纳米和亚微米Al2O3粉末为原料,MgO为掺杂剂,SiC为高温发泡剂,利用Al2O3基陶瓷具有超塑性变形能力的特点,制备了闭孔多孔Al2O3基陶瓷.研究了不同粒径Al2O3粉末和不同MgO含量对Al2O3基多孔陶瓷开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al2O3基多孔陶瓷的物相组成,探讨了闭口气孔在Al2O3基多孔陶瓷烧结过程中的形成机理.研究结果表明,以纳米Al2O3粉末制备的Al2O3基多孔陶瓷具有更低的开口气孔率,仅为13%,而闭口气孔率可达132%,且其闭孔孔径尺寸约为1~2μm.坯体中MgO与Al2O3反应完全,多孔陶瓷的物相组成仅为Al2O3和MgAl2O4.     

Mg-Zr处理对FH40级船板钢铸态夹杂物特征的影响

采用定量金相及SEM-EDS手段对Mg,Zr及Mg-Zr处理FH40级船板铸钢中夹杂物粒径分布、平均粒径、总数量、总面积及成分、形貌等特征进行系统研究.结果表明,Mg,Zr及Mg-Zr处理后铸锭夹杂物平均粒径下降,夹杂物总数量增加.Mg的质量分数为0024%时,夹杂物中MgO平均质量分数为1257%,变质不充分;Mg的质量分数增加至0072%后,夹杂物中MgO平均质量分数为3558%,实现了氧化铝向MgO·Al2O3的充分变质,且夹杂物粒径明显减小.003%Zr处理后,铸锭夹杂物以Al2O3+MnS,Al-Zr-O+MnS为主;低Mg+高Zr,高Mg+低Zr,高Mg+高Zr处理炉次试验钢铸锭中均发现了含Zr夹杂物,其中高Mg+高Zr炉次形成了ZrO2夹杂,该类夹杂物被MgO·Al2O3包裹,团聚现象明显.     

F对CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙熟料烧结和浸出性能的影响

以分析纯化学试剂为原料,研究了不同F含量的CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙熟料的自粉性能、烧结规律和Al2O3的浸出性能,并通过XRF,XRD,SEM-EDS等手段探索了其作用机理.结果表明:F的加入不影响β-2CaO·SiO2向γ-2CaO·SiO2转变,熟料的自粉性良好;F对铝酸钙熟料的物相组成产生明显影响,促进2CaO·Al2O3·SiO2和11CaO·7Al2O3·CaF2相的生成,并减少12CaO·7Al2O3,CaO·Al2O3相的生成;生成的2CaO·Al2O3·SiO2进入渣中造成Al2O3浸出率降低;当F的质量分数为0~20%时,Al2O3的浸出率随着F含量的增加急剧下降,由9501%降至70%左右;铝酸钙熟料中F的质量分数应低于05%.     

纯钛TA1和钛合金TC4表面固体渗硼

采用固体粉末法分别对基体组织为α-Ti的TA1和基体组织为(α+β)-Ti的TC4钛合金表面进行了渗硼,在偏光显微镜和扫描电镜(SEM)下观察了渗层的形貌,用X射线衍射(XRD)分析了渗层的物相组成.实验结果表明,渗硼温度在850~1000℃范围内,TA1表面渗层为平行于基体表面的多层结构,为Ti3O相和TiB相;当渗硼温度高于920℃时TiB为主要组成并出现了TiB2相,且硼钛化合物的含量随温度升高而增加.当渗硼温度低于1000℃时,TC4表面渗层为Ti3O相和TiB相,在渗硼温度高于1000℃时,渗层为TiB2+TiB晶须结构.渗硼温度高于1000℃是TA1和TC4表面形成硼钛化合物的充分条件.     

Fe2O3-SiO2体系深度还原过程动力学

采用等温法和非等温法,分析了Fe2O3-SiO2体系深度还原过程的动力学.等温法试验表明,在一定范围内升高还原温度,有利于焦炭气化反应的进行,进而增加反应的还原度和还原速率.等温法确定的Fe2O3-SiO2体系深度还原反应符合Avrami-Erofeev模型,金属铁颗粒的成核及长大是还原过程的限制性环节,反应的表观活化能为23533kJ/mol,指前因子为322×107min-1.非等温法试验表明,该体系深度还原反应在温度达到400℃之后开始发生,700℃之后还原反应速度加快,最终反应趋于平衡.非等温法确定的主要反应阶段的表观活化能为23866kJ/mol,指前因子为104×107min-1.     

Al2O3,Al3Zr颗粒增强Al-12%Si基原位复合材料的高温热膨胀性

以Al-12%Si和Zr(CO3)2作为反应组元,通过原位反应法制备出Al2O3,Al3Zr颗粒增强铝硅基复合材料,通过快速凝固成型得到铸态试样.用热膨胀仪测试了材料在50～500℃范围内的膨胀位移与温度的关系,进而得出平均线膨胀系数.结果表明:在同一温度条件下,随颗粒理论体积分数增加,复合材料的平均线膨胀系数减小.温度是影响平均线膨胀系数的重要因素.当试样温度在50～300℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐增加;当试样温度在300～500℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐减小;300℃时平均线膨胀系数最大.用Rom、Turner和Kerner模型计算了理论热膨胀系数.比较发现,实测值更接近Turner模型理论预测值.最后通过界面残余热应力分析指出具有高温低膨胀性的(Al2O3+Al3Zr)p/Al-12%Si颗粒增强铝基复合材料能有效防止材料高温时的塑性变形.     

具有纳米多孔结构的WO3薄膜的制备

研究了阶跃加压阳极氧化法在金属钨基底上制备具有多层纳米孔结构形貌的WO3薄膜的工艺,主要研究了阳极氧化条件对生成纳米孔结构的影响及热处理制度对样品形貌和结构的影响.结果表明:在60V电压和20℃反应温度条件下,在含质量分数为005%NH4F的电解液中阳极氧化20min得到的样品表面,具有形貌规则的自组装纳米多层网孔结构,且排列紧密.此外,将阳极氧化制得的样品以5℃/min的速率升温至450℃并保温3h,可使生成的无定形氧化钨薄膜在保持多孔结构形貌基本不变的条件下晶化.     

利用Ti-IrO2阳极在硝酸盐介质中电沉积MnO2

利用X射线衍射和电化学工作站表征了钛基二氧化铱(Ti-IrO2)电极的相结构及电化学性能,确定了将其作为阳极在硝酸盐介质中电沉积MnO2的最佳条件,并对所得电解MnO2进行了质量分析.研究结果表明:Ti-IrO2电极在抗钝化性能和电催化活性方面都好于Ti电极,更有利于MnO2的沉积;当电沉积条件为Mn2+浓度06mol/L、HNO3浓度03mol/L、电解温度90℃、电流密度60A/m2时,MnO2的电流效率为9956%,电耗为5809kW·h/t,所得到的MnO2纯度符合电池工业电解MnO2的标准,其晶型为γ型.     

菱镁矿法合成微纳米三水碳酸镁晶须的研究

通过菱镁矿法合成了微纳米MgCO3·3H2O晶须.利用XRD,SEM研究了不同产地的原料、热解温度和添加剂种类对产物组成和形貌的影响.结果表明:最佳热解温度为50℃,采用宽甸和岫岩菱镁矿均能合成出结晶良好、高长径比的棒状MgCO3·3H2O晶须;当热解温度超过50℃时,MgCO3·3H2O晶须不稳定.SEM分析表明,无添加剂时,热解产物为不规则的棒状和针状混合晶体;添加无水乙醇和十二烷基硫酸钠时,产物均为表面光滑、长径比大的棒状晶体;添加多聚磷酸钠时,产物为团聚生长的短粗棒状晶体.菱镁矿法的实质是以菱镁矿为原料,经煅烧、水化和碳酸化反应后制得Mg(HCO3)2前驱溶液,再热解Mg(HCO3)2溶液得到最终产物MgCO3·3H2O晶须.     

Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu合金铸锭及其均匀化的微结构研究

采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)等技术研究Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu(7085型)合金铸锭及其均匀化的微结构。研究结果表明:该铝合金铸锭中主要结晶相为分布在晶界的网状Mg(Zn,Al,Cu)2相,晶内有少量微米量级球状和纳米量级条状的Al2Cu结晶相,此外,还有纳米量级Al2Cu和Fe-rich析出相;在均匀化过程中,Al3Zr粒子析出,Mg(Zn,Al,Cu)2相溶解消失,且部分转化成Al2CuMg相;当均匀化温度升高到470℃时,除Fe-rich相和Al3Zr粒子外,其他第二相都溶入基体;于400℃/12h+470℃/12h双级均匀化比于470℃/12h单级均匀化更有利于提高Al3Zr粒子析出的数量和改善其分布均匀性。     

预氧化对钒钛磁铁矿球团矿相及内部结构的影响

以钒钛磁铁矿为原料制备氧化球团,利用XRD和SEM等手段,考察室温至500,700,900,1000,1100,1200,1250℃7种情况下预氧化球团的物相组成和微观结构.结果表明,当预氧化温度低于500℃时,球团内部发生γ-Fe2O3向α-Fe2O3的转变,未发生氧化反应;当预氧化温度高于500℃时,随着预氧化温度的升高,球团内部的TTM和FeTiO3氧化生成TTH和Fe2TiO5,白色物相(含Fe,V,Ti)聚合长大与黑色物相(Mg,Al,Si相)逐渐分离,且晶型由较为分散的颗粒状向紧密互联、结构力强的互联状转变.     

电磁搅拌条件下合成净化铝基复合材料的机制

在电磁搅拌条件下,研究Al—Zr（CO3）2-KBF4组元通过熔体反应法原位合成的Al2O3、Al3Zr、ZrB2颗粒增强铝基复合材料,用扫描电镜观察增强相的形貌、大小和分布．原位合成反应热力学和动力学分析表明：在试验温度条件下原位反应可以自发进行,主要是固液相间的反应,颗粒在形核生长阶段,交变电磁场产生的洛仑兹力使得熔体处于强烈的混合对流运动状态,传热和传质速度增加,增加了铝液和固态ZrO2颗粒的接触机会,增强颗粒Al2O3、Al3Zr生成量增加,最后阶段电磁力促进颗粒在基体中弥散分布．凝固组织显示复合材料中增强相颗粒的体积分数和弥散度增加,颗粒粒度2～3μm,同时缩孔类缺陷明显减少,铝基体得到了净化。     

CSP热轧低碳钢板轧制过程中析出行为分析

采用H-800透射电镜研究CSP热轧低碳钢轧制过程中析出物形貌、尺寸、及分布等，结果表明：累积变形量较小，变形温度较高时，第二相粒子主要在晶界或相界上形成，数量较少且比较粗大，尺寸多在150nm以上；随着轧制过程的进行，累积变形量的增大和轧制温度的降低，第二相粒子主要在晶内析出，细小、弥散且数量较多，尺寸大多数在20～100nm之间，析出物主要为Al2O3、MnS、Cu7S4和Fe3C。     

微纳米ZrB2p/Al复合材料的原位合成机制和组织特征

采用Al--KBF4--K2ZrF6组元通过熔体直接反应法制备了ZrB2颗粒增强铝基复合材料,优化的初始合成温度范围为850～870℃,反应时间为25～30 min.扫描电镜观察结果显示：ZrB2颗粒尺寸为300～400 nm,颗粒间距200 nm左右,有团簇现象,团簇体尺寸为30～40μm.当颗粒理论体积分数为3%时,单位熔体体积内ZrB2颗粒形核数量为6.68×1017 m-3,平均线长大速率为47.3nm.s-1.分析团簇原因认为：大量细小高熔点ZrB2增加了熔体黏度,颗粒扩散阻力大,限制了颗粒迁移位移;ZrB2颗粒因密度大具有较高的沉降速率.原位反应过程分析表明：通过Al3Zr--AlB2间的分子化合及[Zr]--[B]间的原子化合得到ZrB2颗粒,是高温稳定相.     

Co3O4纳米颗粒的制备及表征

采用草酸盐共沉淀法成功制备了不同粒径的Co3O4纳米颗粒，用X射线衍射和透射电镜对30砌的样品进行了表征。结果表明，当烧结温度低于430℃时，产物中含有CoO杂相；430℃以上时，产物为纯相C0304纳米颗粒。Co3O4纳米颗粒（30m）为立方尖晶石结构，晶胞参数a=0．80735nm。颗粒形貌基本为球形，颗粒大小分布较均匀。随着烧结温度的增加，颗粒尺寸明显增加。     

纳米结构9Cr-ODS钢的微观结构及对氦泡形成的影响

以采用机械合金化和热等静压法制备的纳米结构9Cr-ODS钢为研究对象,利用高分辨率透射电镜和扫描透射电镜的高角环形暗场像等手段分析了9Cr-ODS钢的微观结构特征;利用400keV离子加速器向9Cr-ODS钢及无ODS的Eurofer97钢中注入4×1017/cm2氦离子,对比了氦泡尺寸.结果表明:纳米结构9Cr-ODS钢的平均晶粒尺寸约05μm,存在两种尺寸不同的析出相:超高密度弥散分布的纳米尺度Y2Ti2O7析出相和倾向于在晶界形成的尺寸较大的Mn(Ti)Cr2O4析出相.ODS钢中的氦泡尺寸明显小于Eurofer97钢,说明纳米析出相对粗大氦泡的形成有明显的抑制作用.     

Al2O3/Ti(C，N)-Ni-Ti陶瓷刀具的切削性能

研究了Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合刀具对淬硬35CrMo合金钢进行连续干切削时各切削参数对切削力的影响.结果表明:切削深度对切削力的影响最显著,切削速度的影响最小.对比研究了Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的耐磨性能和磨损形态:后者的耐磨性能明显优于前者,其中Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)的耐磨性能最高.Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti刀具的磨损形态主要表现为后刀面的磨粒磨损和疲劳磨损,由于这种材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性,能有效防止前刀面出现崩刃破损现象,因此具有较高的可靠性,适用于高速切削.在高速切削条件(ap=006mm,vc=2549m/min,vf=009mm/r)下,Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)刀具的切削耐用度为150min.     

Al-Zr(CO3)2-KBF4反应合成复合材料的制备与性能

采用熔体反应法，以Al-Zr(CO3)2-KBF4反应体系原位反应合成颗粒增强铝基复合材料。用SEM分析生成的复合材料微观组织，用水淬快速冷却得到的增强相颗粒，尺寸细小并且在基体中分布均匀.XRD分析表明：Zr(CO3)2和KBF4与铝液反应生成ZrB2、Al2O3、ZrAl3颗粒，金属型复合材料的增强相颗粒尺寸显著增大，复合材料的拉伸强度和显微硬度随加入的反应物质量分数的增加而增大，但是延伸率先升后降，属塑性断裂。     

新型细化剂AlTiBRE中间合金的纯净化处理效果研究

采用铝熔体熔剂净化技术对Al5Ti1B0.5RE中间合金细化剂熔体进行净化处理试验,优化出合适的排杂熔剂及其处理工艺,并采用OM、SEM、EDAX等进行夹杂物及细化相粒子的存在形态和成分分析.结果表明,XHJ1熔剂的净化效果好,与未净化的相比,除杂率达82.4%.当XHJ1熔剂加入量2%,处理温度750℃时细化剂中含杂量少,夹杂物数量也少、尺寸细小且弥散分布.有效的净化对改善细化剂中细化相粒子的分布形态起重要作用,即经净化后细化相粒子TiAl3分布更为均匀且多呈细小块状、平均尺寸11.16μm,TiB2相粒子呈疏松状均匀分布、平均尺寸3.28μm,此外还揭示了其改善的原因.     

不同凝固条件下Al_4Sr相的形貌特征演变

以Al-20Sr合金为研究对象,采用浇铸和吸铸两种方式制备了中间合金,利用扫描电镜系统考察了不同凝固条件下初生Al_4Sr相的形貌特征演变.结果表明:850℃浇铸时,Al_4Sr相呈规则且完整的块状形貌,950℃浇铸时Al_4Sr相呈长条状,具有明显的择优晶体学生长特征(择优晶体学生长方向100);升温至850℃吸铸时,试样中心和边部的Al_4Sr相均呈较规则且完整的块状形貌,升温至900,950℃,降温至900℃吸铸时,试样中心Al_4Sr相主要呈细长条竹节状,边部呈短条或椭圆状,降温至850,800℃吸铸时中心呈粗大和细小条状两种形貌,降温至750℃吸铸时为粗大的条状.凝固条件对Al_4Sr相的形貌有重要影响.