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.     

TC4钛合金固体渗硼及渗硼过程动力学研究

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20h进行了渗硼层厚度的测试,做出了硼钛化合物层生长动力学曲线,并用SigmaPlot10.0对实验数据进行分析和拟合,得出了渗硼层等厚度图.通过SEM与XRD研究TC4钛合金渗硼后的组织形貌和物相组成.结果表明,在实验条件下,渗层由TiB2和伸向基体的须状的TiB组成,渗层厚度范围为0.8～15μm.经回归分析得到硼在钛合金中的平均扩散激活能为65.23kJ/mol.     

钛金属固体法渗硼新技术

对传统固体粉末法渗硼工艺进行改进,用B4C和无水Na2B4O7代替非晶态硼作为供硼剂,制备出以TiB2为主要成分的表面渗层,并研究了原料成分和反应条件对渗层相结构及厚度的影响.研究结果表明:渗硼剂配料中Na2B4O7和B4C的质量分数比对渗层有很大影响,当w(Na2B4O7)∶w(B4C)=2∶6时,渗层厚度和表面清洁程度等综合性能最优;填充剂Al2O3能导致TiB2渗层脱落,且脱落程度随Al2O3含量的增加而加重;渗层厚度随处理时间的平方根呈线性增加;渗硼层厚度与试验温度的关系为d=aT2 bT c.     

低温稀土硼共渗研究

研究了钢在加稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３,于低温（Ａ１相变点以下）下进行固体稀土硼共渗的工艺及渗层的组织与性能。探讨了稀土对低温渗硼的催渗作用。结果表明,低温稀土硼共渗,可使钢件表面获得实用的渗硼硬化层。与单一渗硼相比,稀土硼共渗后渗层的硬度、耐蚀性显著提高,而脆性明显下降。     

稀土CeO2增强65Mn钢渗硼层的耐蚀性与抗磨性能

在700℃下对65Mn钢进行稀土硼共渗处理,利用金相显微镜以及能量散射光谱(EDS)研究其表面渗层的微观结构特征,分析其对耐蚀性和耐磨性的影响,并与常规850℃下渗硼处理进行对比。采用腐蚀实验和磨损实验,评估了CeO₂增强的65Mn钢渗硼层在含肥土壤环境中的耐蚀性和抗磨性能。实验结果表明,引入CeO₂纳米颗粒后渗层的结构更加均匀致密,这对提升渗硼层的耐蚀性和抗磨性能具有显著的改善效果。腐蚀测试结果表明,稀土硼共渗渗层表面没有出现裂纹,保持完整且致密,界面未见腐蚀迹象。磨损测试结果表明,稀土硼共渗渗层体积磨损量为常规渗硼处理的18.09%。     

气基预还原处理高铝铁矿石

使用气基预还原的方法对一种全铁质量分数为3082%,Al2O3质量分数为2332%的高铝铁矿石进行铝铁分离研究.研究结果表明:1#球团于900℃、还原气氛为70%CO(体积分数)+30%H2、还原时间为77min时得到最高还原率7713%;2#球团于950℃、还原气氛为70%CO+30%H2、还原时间为80min时得到最高还原率822%;另外,2#球团在900℃以上还原时所能达到的最高还原率很接近;综合考虑,两种球团的最佳预还原温度为900℃;配加消石灰后,可以破坏原矿中铁、铝、硅之间的嵌布关系.X射线衍射分析结果表明,在还原过程中,出现了难还原的Fe2SiO4相和FeAl2O4相,这是导致还原难以进行的原因.     

利用极化曲线推测中性水溶液中钛合金表面的氧化还原反应机理

对钛合金TC4在中性水和3%NaCl溶液中的极化曲线进行了分析,认为钛合金在中性水溶液中阴极析氢过程中,H 1/2e=1/2H 2为反应决速步骤,阳极氧化过程决速步骤有非整比氧化物TiO1 x的参与.     

离子轰击处理的TC11钛合金表面组织与性能

为提高表面性能 ,对 TC11钛合金进行了离子轰击表面处理 ,运用金相显微镜、扫描电镜和 X射线衍射仪分析了表面改性层的组织结构 ,测定了改性层的显微硬度和深度。结果表明 :TC11钛合金经离子轰击表面处理后 ,表面可获得由 Ti N和 Ti2 N组成的改性层 ,硬度为 60 0～ 80 0HV0 .0 2 ;次表层主要由含氮α相组成 ,渗层厚度为 3 5 0～ 4 0 0μm。表面硬度的提高 ,有利于改善 TC11钛合金的耐磨性     

工艺因素对硼铝稀土共渗层的影响研究

本文对工具钢进行硼铝共渗,硼铝共渗工艺参数对渗层厚度、金相组织及性能的影响进行了研究。试验研究采用了正交试验分析法。结果表明,对硼铝共渗影响的主要因素是加热温度和保温时间。经硼铝共渗机理分析,稀土在硼铝共渗过程中提高了硼和铝的活性,从而使表面含硼、铝量得到提高。     

Q235钢双辉镍铬共渗层的组织结构和耐蚀性能

本文采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金层,通过扫描电子显微镜及能谱仪附件、X射线衍射仪、动态显微硬度系统等测试方法表征了合金层的组织形貌、化学成分、相组成、动态显微硬度和弹性模量,并采用CHI750电化学工作站,以304L不锈钢为对比试样,通过三电极体系以0.001V/S的扫描速度研究了两者在3.5%的NaCl和0.5%H2SO4两种介质中的电化学腐蚀行为.结果表明：等离子共渗后,Q235钢表面形成了厚度约12μm的镍铬合金层,渗层均匀致密,无孔洞裂纹等缺陷,其表面晶粒结聚成团,呈颗粒状.镍、铬合金元素由表及里呈梯度分布,并在次表层达到浓度高峰,其原因在于在此工艺下沉积的表层区域原子发生逆溅射和逆扩散.合金层主要由FeCr0.29Ni0.16C0.06、Cr23C6和γ相组成,与基体呈冶金结合,表面动态显微硬度达9.72GPa.电化学腐蚀试验表明合金层在NaCl溶液中的自腐蚀电位相对于不锈钢正移25mV,并且具有比不锈钢更小的腐蚀电流密度,而在H2SO4溶液中合金层的腐蚀电位虽负移9mV,但其腐蚀电流密度依然远小于不锈钢,计算得出其腐蚀速度相对于不锈钢分别降低了2.35倍和1.30倍,因此双层辉光等离子镍铬共渗可显著提高Q235的耐腐蚀性能.     

TiB2镀层制备及其耐腐蚀性能研究

介绍了采用K2TiF6-KBF4-KF-KCl-LiF熔盐体系在石墨基体上电沉积制备TiB2镀层的工艺方法,其电解质组成(质量分数,%)为K2TiF615,KBF424,KF48,KCl 8,LiF5,电沉积温度为820℃,电沉积时间为3 h,电流密度为0.7 A/cm2.将所制TiB2镀层作为铝电解实验的阴极,在工业铝电解条件下电解4 h,考察了Na和铝电解质对其腐蚀渗透情况.SEM分析结果表明,Na,F,Al等元素渗透到TiB2镀层的石墨基体中的量很少,而由XRD分析结果可知TiB2镀层的石墨基体中有少量的NaF晶体等,可见TiB2镀层未完全阻止Na的渗透,但却在一定程度上减缓了其渗透速率...     

低温固相反应合成NiFe2O4尖晶石纳米粉

以FeSO4.7H2O,NiSO4.6H2O和NaOH为原料,NaCl为分散剂,在室温下充分研磨反应制备前驱体,然后将前驱体进行煅烧得到NiFe2O4尖晶石纳米粉.重点研究了分散剂含量、煅烧温度和保温时间对粉体粒度和形貌的影响.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得产物进行表征.结果表明:添加20%(质量分数)NaCl制得的前驱体在800℃下煅烧1.5h得到的纳米粉分布均匀,颗粒呈球形并且晶型完整单一,平均粒径约为75nm.     

垃圾焚烧灰渣熔融处理重金属氯化-挥发反应分析

热力学分析表明,在800~1 000℃的较低温度区,以NaCl作为氯化剂,与垃圾焚烧灰渣熔融处理炉内气相中的SO3及H2O进行反应,生成硫酸盐Na2SO4,可以使重金属氯化-挥发所需氯源HCl的放出反应得以积极进行.此外,添加Al2O3于Na2O-SiO2熔渣相中,Na2O的活度得到很大程度的降低,从而促进熔融盐相中所生成的Na2SO4于炉内高温区的再分解反应,这不仅释放出炉内低温区重金属氯化-挥发反应所需的SO3,还可得到具有高化学稳定性的熔融残渣.     

铝合金表面高耐磨自润滑硬质阳极氧化膜的制备

以硫酸、草酸、氨基磺酸为基础电解液,分别添加0,5,15和25mL/L的PTFE乳液,在2024铝合金表面制备了PTFE复合硬质Al2O3氧化膜.利用扫描电镜、硬度计和摩擦磨损试验机等手段,对制备氧化膜的组织结构与性能及其复合机理进行了研究.结果表明:随着PTFE添加量的增加,氧化膜的厚度由没有添加PTFE样品的42μm增加到了51μm;硬度呈现先增加后降低的趋势,硬度最高为417HV.当PTFE乳液的添加量为25mL/L时,磨损时的失重量为7mg,是没有添加PTFE颗粒样品的三分之一.磨损时复合在氧化膜中的PTFE与对摩擦件接触时可形成润滑膜层,在保持高硬度的同时降低了摩擦系数,提高了膜的耐磨和自润滑性能.     

Brazed joints of CBN grains and AISI 1045 steel with AgCuTi-TiC mixed powder as filler materials

The brazing process of cubic boron nitride (CBN) grains and AISI 1045 steel with AgCuTi-TiC mixed powder as a filler material was carried out. The joining strength and the interfacial microstructure were investigated. The experimental results indicate that the spreading of the molten filler material on AISI 1045 steel is decreased with the increase of TiC content. A good interface is formed between the TiC particulates and AgCuTi alloy through the wetting behavior. In the case of AgCuTi+16wt% TiC, the strength of the brazed steel-to-steel joints reached the highest value of 95 MPa dependent upon the reinforcement effect of TiC particles within the filler layer. Brazing resultants of TiB₂, TiB, and TiN are produced at the interface of the CBN grains and the AgCuTi-TiC filler layer by virtue of the interdiffusion of B, N, and Ti atoms.     

共沉淀法原位合成TiB_2/B_4C陶瓷复合粉体

采用共沉淀技术,以TiCl4溶液和B4C粉末为主要原料原位合成了TiB2/B4C陶瓷复合粉体.利用TEM研究了溶液的pH值和氨水滴定速度对Ti(OH)4包覆B4C效果的影响,利用X射线衍射仪研究了合成温度对陶瓷复合粉体物相的影响,并分析了TiB2/B4C陶瓷复合粉体的合成热力学.实验结果表明:当溶液的pH值为5,氨水的滴定速度为2 mL/min时,Ti(OH)4包覆B4C效果最佳,当合成温度高于1 350℃时,可以合成出TiB2/B4C陶瓷复合粉体.     

N注入过程中Ti薄膜内的晶体结构变化

利用电子束加热沉积(EBD)法在经洁净处理的NaCl基板表面沉积Ti薄膜,并利用离子加速器向薄膜中注入62keV N+2离子,分析了N注入前后Ti薄膜中的晶体结构变化.透射电镜(TEM)观察结果表明,N原子的侵入导致Ti薄膜发生hcp-fcc相变,部分hcp-Ti转变成fcc-TiNy;N原子占据晶格中八面体间隙位置产生晶格畸变而导致的内应力可能是hcp-fcc相变的驱动力之一.随着薄膜中N含量的增加,hcp-Ti减少,fcc-TiNy成分增多.利用电子能量损失谱(EELS)测定了Ti薄膜的能量损失变化,分析认为由于N的侵入,Ti原子与N原子结合形成了TiNy化合物,N 2p外层电子主要和Ti...     

ZrO_2(掺杂Y_2O_3)固体电解质水蒸气传感器

用ZrO2(掺杂摩尔分数为8%的Y2O3),按照一定的烧结制度得到的小管为固体电解质,分别以已知平衡水蒸气压的H2C2O4和H2C2O4·2H2O的混合物及Na2SO4和Na2SO4·10H2O的混合物为参比电极,同时根据物理化学原理,水溶剂中加非挥发性溶质可以得到不同的水蒸气分压,以纯水和不同浓度的KOH溶液为待测电极,构成水蒸气浓差电池,在0～35℃和8～23℃的范围内,分别对上述两类水蒸气电池做敏感性实验的研究·实验发现,如果以pH2O(Ⅰ)、pH2O(Ⅱ)分别表示待测极和参比极水蒸气压,电池电动势E同lg(pH2O(Ⅰ)/pH2O(Ⅱ))呈现较有规律的变化,即电池的电动势随温度的升高而...     

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.     

熔盐电镀制取铝电解用TiB2惰性阴极

采用熔盐电解法在碳阴极上电镀TiB2铝电解用惰性阴极材料,电解温度800℃,电解质组成(质量分数,%)为KCl4.8,KF55.7,K2TiF615.3,KBF424.2,电流密度为0 3A/cm2,电解3h·对制得的镀层做XRD和EMP电子探针形貌分析,实验结果表明,镀层成分为单一的TiB2,无杂相·镀层厚度可达0.2mm,表面平整,分布均匀,与碳基体结合良好,且有金属光泽·说明该电解条件下,Ti和B能够在阴极上共沉积并生成TiB2·