金属陶瓷-钢覆层材料制备及其界面表征

采用真空液相烧结法,在Q235钢表面制备三元硼化物基金属陶瓷覆层材料.利用扫描电镜、X射线衍射及能谱对其界面结构进行分析与表征.结果表明,在1 280 ℃温度下烧结,覆层材料具有良好的界面结构,其硬质覆层由三元硼化物硬质相和铁基黏结相组成,硬质相和黏结相分散均匀,覆层硬度(HRA)可达87;三元硼化物硬质覆层与钢基体间形成了良好的冶金结合,在界面处存在元素的扩散.     

碳化铬金属陶瓷熔覆层的组织及性能研究

利用自蔓延高温合成（ＳＨＳ）熔铸技术将碳化铬的高温熔体铺展在平面样品的钢表面上，从而形成厚度为几毫米的熔覆层。为克服碳化铬与底材的润湿问题，采用与Ｆｅ有良好互溶性的Ｃｒ作为润湿功能层。在此基础上，使Ｃｒ－Ｃ合金层中的碳作阶梯改变，从而获得了梯度熔覆层结构，采用氮气加压（１００ＭＰａ）和预热工艺（３００℃）等措施，控制反应燃烧温度，改善熔体流动性，增大熔渣分离速度，有利于提高熔覆层表面平滑程度。以９５０℃盐水循环激冷实验评价熔覆层与底材结合强度。结果表明，循环次数大于４０次时仍未出现剥落迹象。研究认为，良好的结合强度来源于界面间强烈的治金作用以及梯度成分分布。     

一种新型钢材覆层材料-三元硼化物基金属陶瓷覆层材料

通过化学反应将原料粉末生成三元硼化物硬质相并通过液相烧结与钢很好地结合，用这种工艺成功地在钢基体上涂覆了预压制的三元硼化物基金属陶瓷。制备出的金属陶瓷一钢覆层材料同时具有陶瓷材料硬度高、耐磨、耐腐蚀和金属钢强度高、韧性好、导热性好的性能优势，是一种很有发展潜力的高硬复合材料。     

Mo2 NiB2基金属陶瓷的制备与性能

采用单质硼粉、镍粉和钼粉结合反应硼化烧结法制备了Mo2 NiB2基金属陶瓷,研究了Mo2 NiB2基金属陶瓷在烧结过程中的物相转变和尺寸变化以及烧结温度和保温时间对其力学性能和显微组织的影响.结果发现：随着烧结温度升高,材料物相逐渐由单质相变为二元硼化物相和三元硼化物相,并且材料的尺寸先发生细微收缩,再在硼化反应过程中逐渐增加,最后在液相烧结过程中逐渐减小;随着烧结温度升高,Mo2 NiB2基金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增加后减小,在1290℃达到最大,分别为1346.5 MPa和83.7 HRA,并且硬质相颗粒逐渐粗化;保温时间对材料性能的影响与烧结温度一致,但在保温30 min时抗弯强度最大(1453.3 MPa),保温60 min时硬度最大(83.7 HRA).     

硬质覆层材料覆层厚度收缩规律试验研究

三元硼化物金属陶瓷硬质覆层材料是利用液相烧结技术在铜基体上涂覆金属陶瓷而制得的新型层状复合材料,在烧结过程中,覆层的厚度会发生收缩。对该材料在烧结过程中覆层厚度的收缩规律进行了试验研究;根据试验结果,对烧结前后覆层厚度之间的关系进行拟合分析;分析结果表明,最高烧结温度分别为1235℃、1240℃、1250℃时,二者之间的关系均很好地符合指数关系,进而得到了在合理烧结温度控制范围内烧结后覆层厚度随烧结前坯体厚度变化的经验公式。本文的研究结果对于三元硼化物金属陶瓷硬质覆层零件的制造具有实际意义。     

NiFe2O4基金属陶瓷材料的制备及其耐腐蚀性能

采用传统粉末冶金技术制备了铝电解用Cu-NiFe2O4和Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极,并对其在Na3AlF6-Al2O3熔体中的腐蚀行为进行了研究.研究结果表明:NiFe2O4基金属陶瓷阳极的腐蚀行为与热力学计算结果吻合;金属Cu与NiFe2O4陶瓷的润湿性能不好,Cu-NiFe2O4金属陶瓷的致密化和导电性能难以提高;致密度过低时,会导致金属相高温氧化和电解质浸渗,电极肿胀、开裂;在电解过程中,5%Cu-NiFe2O4存在金属相聚集和在陶瓷基体中Fe优先溶解的现象,但金属铜并未发生阳极溶解;5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷易实现致密化烧结,在电解过程中表现出良好的耐腐蚀性能,会发生金属Ni的阳极溶解,并存在陶瓷基体中铁优先溶解的现象.     

WCoB金属陶瓷的制备及其性能研究

以WC、TiB2、Co粉末为原料,采用真空液相反应烧结技术制备WCoB金属陶瓷,并利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌及相组成进行了表征。结果表明,WCoB金属陶瓷由WCoB、W2CoB2、TiC、Co2B和TiB2等相组成,其硬度为HRA84.4～92.2,合金密度为9.3～10.2g/cm3。随着钴含量的增加,烧结后WCoB金属陶瓷的合金密度和硬度值均有所下降,较高的烧结温度有利于晶粒细化。磨损试验发现WCoB金属陶瓷的耐磨性优于YG8硬质合金。     

316L钢+Al2O3金属陶瓷复合膜的制备与组织性能研究

用直流磁控溅射和射频磁控溅射共沉积在316L高速钢基体上制备了金属陶瓷复合薄膜.XRD检测表明,复合薄膜中主要以Fe-Cr相为主,并表现出较强的(110)和弱的(211)择优取向.SEM形貌分析显示,复合薄膜表面呈均匀颗粒状,断面形貌为明显的致密等轴晶结构,并具有良好的高温抗氧化性.硬度和耐磨性测试表明,复合薄膜的力学性能比316L块体的有明显改善.     

316L钢+Al_2O_3金属陶瓷复合膜的制备与组织性能研究

用直流磁控溅射和射频磁控溅射共沉积在316L高速钢基体上制备了金属陶瓷复合薄膜。XRD检测表明,复合薄膜中主要以Fe-Cr相为主,并表现出较强的(110)和弱的(211)择优取向。SEM形貌分析显示,复合薄膜表面呈均匀颗粒状,断面形貌为明显的致密等轴晶结构,并具有良好的高温抗氧化性。硬度和耐磨性测试表明,复合薄膜的力学性能比316L块体的有明显改善。     

Cu/Mo/CeO_2-ZrO_2催化剂的制备及其三效催化性能

以不同沉淀剂制备的CeO2-ZrO2复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Cu/Mo/CeO2-ZrO2催化剂.研究结果表明,当Ce︰Zr的摩尔比为0.65︰0.35,Mo添加量为6%,Cu负载量为5%时,制得的Cu/Mo/CeO2-ZrO2对CO、C3H6和NO的转化具有更好的催化活性,在该催化剂上,CO、C3H6和NO的T50分别为103℃、248℃和244℃,T90分别为189℃、450℃和321℃.Mo的添加能够使催化剂形成稳定的立方晶相固溶体结构,并且使其颗粒更加细化,从而有利于Cu物种高度分散在催化剂表面,提高了催化剂的性能.     

激光熔覆Mo2C-Co基合金的工艺参数对其组织的影响

利用10kW的CO2激光器在409L铁素体不锈钢表面激光熔覆w(Mo2C)=20%的Mo2C/Co基涂层,运用SEM、EDS、XRD及显微硬度仪观察和分析激光功率和扫描速度对熔覆层成型性、尺寸、组织及性能的影响.结果表明:激光熔覆合理的工艺参数为:P=3.6kW,v=8mm/s;钴基熔覆层组织由平面晶、柱状晶、树枝晶构成,熔覆层中物相主要为Mo2C颗粒、亚共晶γ-Co和共晶碳化物Cr23C6、Cr7C3;由于Mo2C颗粒加入,凝固组织的晶粒尺寸减小、晶粒细化,涂层的显微硬度从870HV提高至1 400HV.     

镁橄榄石质隔热材料的制备及其性能研究

以天然镁橄榄石和NaCl为原料,采用熔盐法制备镁橄榄石质隔热材料.研究不同熔盐配比和烧结温度对材料显气孔率、体积密度和耐压强度的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对其相组成及微观形貌进行表征.结果表明,熔融的NaCl提供了液相环境,促进了镁橄榄石的烧结,经过水溶液处理后,NaCl溶于水中,其占据的空间形成了气孔;烧结温度为1 100℃,熔盐含量为50％时,制得的隔热材料有较低的体积密度、较高的显气孔率和耐压强度,气孔分布更均匀,材料的隔热性能较佳.     

自支撑GN/MnO2复合材料的制备及其 电容性能研究

本文通过水热辅助真空冻干法制备得到了可以自支撑的石墨烯/二氧化锰(GN/MnO_2)复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对复合材料结构与形貌进行表征,并以复合材料为工作电极,组装成对称电容器,探究反应物质量比与电解液对材料电化学性能的影响,结果表明:在KOH电解液中,复合材料的比电容最大;当反应物质量比为1∶4时,该复合材料比电容可以达到224F/g(电流密度为1A/g).     

PVC/超细SiO2复合材料的制备与加工对其性能的影响

用沉淀法制备了超细二氧化硅粉体,探讨了纳米二氧化硅溶胶的最佳沉淀率以及不同偶联剂用量、不同二氧化硅添加量对材料力学性能的影响。通过实验发现,用BS-12不能完全沉淀出液相中的二氧化硅,最佳沉淀率为92%。将沉淀出的二氧化硅通过共沸蒸馏和KH-560表面改性后再与PVC共混,发现PVC的拉伸强度和冲击强度可分别提高117%和19%,其他力学性能也得到相应改善。     

泡沫铝基高分子复合材料制备及其性能

为了提高泡沫铝基高分子复合材料的机械性能，通过向泡沫铝孔洞中浸渗入高分子材料的方法制备了四种泡沫铝基复合材料，并对其压缩、抗冲击和阻尼等性能进行了实验研究。实验结果与所预测的结果相一致，即制备的泡沫铝基高分子复合材料的如上三性能均较其复合相得以提高．研究结果既寻求到一种制备功能结构一体化材料的新途径，又有助于促进泡沫铝应用范围的扩展。     

激光熔覆Ni基纳米Ni包h-BN/CaF2涂层组织性能

采用Nd:YAG激光器在45#钢基体上制备了镍基纳米Ni包h-BN/CaF2复合自润滑涂层,利用金相显微镜观察涂层形貌,并运用销一盘式高温摩擦磨损试验机对在不同温度条件下(室温和400℃)的涂层的摩擦性能进行了评价.结果表明:纳米Ni包h-BN有效地改善了BN对基材的润湿性,而加入部分CaF2也大大改善了激光熔池的流动性,形成了具有良好冶金结合和组织致密的熔覆层,显微硬度变化范围在740～900HV0.2之间.复合涂层的摩擦系数较镍基涂层显著降低,但随着温度的升高,涂层的摩擦性能变差.     

基于菌丝体的缓冲包装材料制备及性能研究

为解决不可降解的废弃塑料类包装材料对环境造成的污染,以棉籽壳、稻壳、麸皮为主要原料,制备了一种基于菌丝体的新型缓冲包装材料——"蘑菇包装"。为了满足不同的需求,将棉籽壳、稻壳、麸皮和水以不同比例混合制作培养基,然后接种不同的菌种,使之生长出不同性能的缓冲包装材料。结果表明:金针菇、鸡腿菇、平菇2005生长速度快于其他菌种,棉籽壳含量越高的培养基中菌丝体的生长情况越好。通过静态压缩试验发现,平菇2005相比较其他菌种,应力变化较小,而且有不错的回弹性能。综合来看,平菇2005与以纯棉籽作为材料制作的缓冲包装材料性能最好。对比平菇2005-A与EPS材料的缓冲性能表明,平菇2005缓冲包装材料完全可以替代发泡聚苯乙烯包装材料。     

铜基粉末冶金摩擦材料的湿式摩擦性能

采用粉末冶金方法制备铜基湿式摩擦材料,利用金相技术分析材料表面的微观结构,并用MM-1000摩擦试验机研究制动条件对动摩擦因数影响的变化规律。研究结果表明：添加短切炭纤维增强的材料能有效提高材料的能量许用负荷和摩擦因数;摩擦副的制动速度为1500r／min和2500r／min时,摩擦因数随制动压力的增加而减小;摩擦副的制动速度为3500r／min时,摩擦因数随制动压力的增大呈现先降低而后增大的趋势;当制动压力为1．0MPa和1．5MPa时,摩擦因数随制动速度的提高而缓慢减小;当制动压力为2．0MPa和2．5MPa时,摩擦因数随制动速度的增加呈现先减小而后急剧增大的趋势。