硬质合金上化学气相沉积Tic和TicxNy的研究

在TiCl_4-C_6H_5CH_3-H_2和TiCl_4-C_6H_5-H_2-N_2体系中,以YG_8硬质合金为基体,用化学气相沉积(CVD)法,研究了温度,反应物输入浓度对沉积TiC和TiC_xN_y涂层的沉积速度,显微硬度和形貌的影响。结果表明:TiC沉积速度,显微硬度随沉积温度升高而增大,对TiC沉积层的形貌也有较大的影响。TiC和TiC_xN_y的沉积速度、显微硬度随反应物摩尔比(m_c/Ti)增加到某一最大值后又下降;m_c/Ti=1时,TiC硬度呈最佳值。m_c/Ti=0.87时,TiC_xN_y硬度出现最大值。此外,还对基体一涂层间是否出现η相进行了分析。并测定了在1223～1323K间TiC沉积反应的表观活化能为157.9kJ/mol。     

电沉积纳米晶Ni-19% Fe合金热稳定性研究

对晶粒尺寸为-20 nm的电沉积纳米晶N i-19%Fe合金的热稳定性进行了研究。在573~873 K温度范围内对其进行等温退火,采用X射线衍射技术分析其晶粒尺寸,根据Arrhen ius-type公式计算晶粒生长指数及晶粒生长活化能,结果表明该电沉积纳米晶N i-19%Fe合金在低于573 K时其晶粒生长主要受晶界扩散机制控制,在673~873 K温度范围内,晶格扩散和晶界扩散2种机制同时参与了其晶粒生长过程。     

铸态AZ91镁合金的压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了铸态AZ91镁合金在变形温度为473～673 K,应变速率为0.005～5 s-1条件下的压缩变形行为.结果表明,实验合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大,并且符合Zener-Hollomon参数的幂指数关系.通过对实验数据进行多元回归分析,所得流变应力方程中的参数β、A和变形激活能Q分别为0.101 5,2.386 3×109和175.667 kJ/mol.合金在不同温度阶段呈现不同的组织特征,当变形温度为473 K时,合金显微组织以孪晶、滑移带为主;当变形温度为573～673 K时,则以动态再结晶晶粒为主.为进一步系统研究该合金的塑性加工提供一定的实验依据.     

无机胺合成的 HZSM-5 催化间二甲苯异构化脉冲动力学研究

利用脉冲法研究了间二甲苯在用无机胺合成的HZSM-5沸石上的催化异构化动力学行为.在758~801K温度范围内,载气流量22~60 ml/min,压力0.2~0.3 MPa,反应是表观一级反应,表观活化能119.2 kJ/mol,气相色谱保留体积法测得间二甲苯的吸附热为47.2 kJ/mol,故得到表面反应的活化能为166.4 kJ/mol.     

在涂层催化剂上甲烷蒸汽重整的本征动力学研究

采用冷喷涂技术在不锈钢薄板上制备了涂层催化剂,研究了在涂层催化剂上甲烷蒸汽重整的本征动力学.涂层催化剂为Ni/γ-Al2O3,在消除内外扩散影响的条件下,在859.7～1 018.7 K范围内进行甲烷水蒸气重整的实验,并利用最小二乘法,由实验数据确定双速率动力学模型参数.一氧化碳生成速率指前因子为1.08×108 mol/(h·g·kPa0.89),活化能为178.98 kJ/mol;二氧化碳生成速率指前因子为1.73×104mol/(h·g·kPa2.06),活化能为139.00kJ/mol.F统计检验的结果表明,所得本征动力学模型的复相关指数大于0.9,且F统计量大于置信域为99%的临界F统计量的10倍以上,适用于涂层催化剂.     

ZrO2改性Co-Ru/γ-Al2O3催化剂F-T合成的本征动力学

根据费-托(F-T)合成的表面碳化物机理,推导出合成气反应的8个动力学模型.利用固定床微分反应器对ZrO2改性Co-Ru/γ-Al2O3催化剂在473 K和458～498 K下的F-T合成动力学进行了研究.结果表明:473 K时,H2完全解离,吸附态CO加氢生成甲酰(HCO),HCO加氢生成表面C,同时氧以水的形式脱除(模型6),实验结果最吻合.在473K时,反应速率表达式为:-dNCO/dw=kpCOp1/2H2/(1 1.499p1/2H2 1.609pCO 2.541p-1/2H2pCO)2,k为99.83 mmol/(h·g·MPa1.5).通过实验数据对模型6的非线性回归,对反应活化能、吸附活化能等进行了估算,活化能为68.34 kJ/mol.     

攀枝花铁精矿粉氧化过程的实验研究

采用热重分析法研究升温速率和反应气流量对铁精粉氧化过程的影响。采用积分法对不同气体流量条件下的热重数据进行处理得到反应的动力学参数(表观活化能E)。研究结果表明:升温速率和气体流量均能改变氧化产物的微观形貌;在整个氧化反应过程中,主要步骤由外扩散型转变为内扩散型,最后转变为外扩散型;220~350℃时,表观活化能为48~52 kJ/mol;400~600℃时,表观活化能为22~30 kJ/mol;620~750℃时,表观活化能为11~15 kJ/mol;当升温速率8℃/min时,反应的最佳气流量为45 mL/min。     

HTS硝酸熔盐体系的高温热分解动力学行为

研究了HTS硝酸熔盐体系高温热分解的动力学行为,采用分光光度法测定HTS中硝酸根和亚硝酸根的含量,并研究其各自的热分解动力学参数。结果表明:在813~893K的温度区间,HTS中硝酸根的分解主要受温度影响,其分解速率系数随温度呈指数型增大,主导硝酸根分解的反应为Ⅰ型反应,反应的表观活化能为189.8kJ/mol,指前因子为7.48×105 s-1;亚硝酸根表现出更为复杂的动力学行为,亚硝酸根分解结果受温度与硝酸根分解反应共同影响。在813~873K的温度区间,亚硝酸根的分解速率系数近似稳定在0.12×10-5~0.13×10-5s-1,当温度升至893K时,亚硝酸根的分解速率系数减小为0.005 8×10-5s-1;HTS中硝酸根分解的表观活化能大于单组分硝酸盐分解活化能,三元混合盐的高温热稳定性高于单组分硝酸盐的高温热稳定性。     

FeS热分解动力学的热分析

FeS诱发含硫油品自燃的事故受到了业界的日益关注。通过在不同升温速率(2,5,8,10,15℃/min)下的热分析实验,应用模型和非模型拟合研究了FeS的热分解动力学机理,结果表明:FeS受热氧化是FeS与氧气物理吸附、化学吸附和化学反应过程,对FeS的模型拟合结果不稳定,可靠性较差;采用等转化率法得到FeS热分解的表观活化能E=(135.81±8.27)kJ/mol;通过Satava-Sestak方程确定了FeS的受热分解符合成核和生长模型函数A2:g(α)=[-ln(1-α)]1/2,其表观活化能E=148.43kJ/mol,表观指前因子A=3.82×109 K/s。     

沉积温度对CVD-HfC涂层微观结构和力学性能的影响

采用HfCl4-CH4-H2-Ar体系,利用化学气相沉积法(CVD)在C/C复合材料表面制备HfC涂层.利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和纳米压痕测试仪对涂层的微观结构和力学性能进行表征与分析.研究沉积温度对HfC涂层的物相组成、沉积速率、微观结构和力学性能的影响.研究结果表明:在1 400～1 600℃沉积温度内,沉积涂层均由单一的立方HfC组成.随着沉积温度的提高,HfC涂层沉积速率逐渐增加;涂层表面HfC晶粒的择优取向面由(220)向(200)转变,涂层组织结构由细柱状晶转变为粗大柱状晶.HfC涂层的显微硬度和弹性模量分别在16～21 GPa和247～282 GPa之间.1 500℃沉积HfC涂层的力学性能最佳,其显微硬度和弹性模量分别达到20.29GPa和282.34GPa.