两相同步原位自生型 Ni3Al-Cr7C3 金属陶瓷涂层的 第二相强化机理研究

本文对两相同步原位自生型 Ni3Al-Cr7C3 金属陶瓷涂层中陶瓷相的第二相强化作用开展研究, 将复合材料 经典 Hall-Petch 关系适用范围扩展至金属陶瓷涂层材料, 建立了金属陶瓷样品的硬度随强化相尺寸变化的模型, 并采用粘结相平均自由程和相界面共格的结构取向关系对 Hall-Petch 关系公式进行校准。 研究发现, Ni3Al-Cr7C3 涂层内部的织网结构受粘结相 (Ni3Al) 平均自由程和相界面共格取向关系的共同影响, 符合弥散强化与相界面共 格效应协同作用的强化机理, 接近于第二相沉淀强化的作用。     

30 wt.% 碳化物含量 (Cr,Fe)7C3/Fe3Al 金属陶瓷涂层磨损行为

采用销-盘往复干摩擦磨损试验研究了30wt.%碳化物含量的由原位自生(Cr,Fe)_7C_3颗粒弥散强化的(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al金属陶瓷涂层的形貌、硬度,以及室温和400℃下的磨损性能。为了便于对比,同时测定了不同温度下的RuT350基体、Fe3Al涂层硬度。此外,在相同条件下,测定了室温和400℃时RuT350基体和NiCr-MoCr_3C_2涂层的摩擦磨损情况。结果表明,(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al涂层硬度随温度升高衰减较慢,且在相同的接触载荷下,(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al涂层的摩擦系数明显低于RuT350铸铁,其与摩擦副的总磨损量400℃下仅为RuT350基体与摩擦副总磨损量的45.8%,其室温与400℃下的耐磨性优于Fe3Al涂层和NiCr-Mo-Cr_3C_2涂层。(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al具有较高的中高温耐磨性主要源于金属间化合物Fe3Al粘结相在特定的温度范围具有异于普通合金的R现象,致使(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al具有较高的高温硬度,并存在大量弥散分布的细小(Cr, Fe)_7C_3晶粒,不易造成陶瓷颗粒从金属相中脱落在磨损表面形成第三粒的协同机制。     

Ni_3Al型金属间化合物涂层中原位自生的M_7C_3型碳化物及涂层耐磨性研究

本文针对工业高温高耐磨的防护需求,研究一种原位自生Cr_xC_y碳化物增强Ni_3Al金属间化合物涂层,替代现有的Ni Cr-Cr_3C_2涂层。研究中采用真空雾化工艺制备了碳化物体积含量70%的一种原位自生碳化物的Ni_3Al型金属间化合物粉末,通过HVOF喷涂工艺制备涂层。借助扫描电镜和X射线衍射等手段,研究粉末与涂层的显微组织、相成分及碳化物分布形貌。结果表明,粉末和涂层中的碳含量均与设计保持一致;粉末以及涂层中的显微组织均主要由(Ni,Cr)_3Al+M_7C_3型碳化物相组成,且粉末和涂层中的两相比例基本一致;其中弥散分布的原位自生M_7C_3型碳化物呈条片状,X射线衍射配合电子能谱分析显示该碳化物为(Cr,Al)_7C_3;测试并比较了研制涂层与商用Cr_3C_2-Ni Cr涂层的硬度和滑动摩擦磨损性能,当温度升高到700℃,研制涂层的显微硬度几乎没有变化;含有原位自生的M_7C_3型碳化物的Ni_3Al型金属间化合物涂层拥有比Cr_3C_2-Ni Cr涂层更低更稳定的摩擦系数、更好的磨损抗力以及与对磨副更佳的相容性,尤其高温耐磨性表现优异;研制涂层中片状条状M_7C_3型碳化物颗粒有效阻碍磨粒的显微切削运动,对摩擦副形成了很好的保护作用,显著改善了耐磨性。该涂层在高温对磨条件下具有很好的潜在应用价值。     

Y2O3对NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层热腐蚀性能影响行为研究

本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等对涂层的微观结构和力学性能进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线能谱仪(EDS)对复合涂层热腐蚀产物形貌、物相进行分析。结果表明掺杂1wt.%Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层结构致密、孔隙率低、结合强度高,显微硬度达到801HV。热腐蚀过程中掺杂Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层表面均生成耐蚀性良好且致密的Cr2O3膜。随着Y2O3掺杂量的增加,涂层的耐热腐蚀性能先升高后下降,当Y2O3掺杂量为1wt.%时,复合涂层表现出最佳的耐热腐蚀性能。     

WC-10Co-4Cr 含量对HVOF 制备WC-10Co-4Cr/Ni60涂层性能的影响

为改善农业机械工作部件的耐磨性和耐腐蚀性能,提高其使用寿命,采用超音速火焰喷涂的技术,在45 # 钢表面制备WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层。在Ni60 粉末中分别添加质量分数为0、10 %、20 % 和30 % 的WC-10Co- 4Cr 粉末,探究WC-10Co-4Cr 含量对WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层性能的影响。结果表明,制备的WC-10Co-4Cr/ Ni60 涂层组织均匀致密,涂层主要由γ ( NiCr ) 相和WC 相组成,含有少量的W2C、Ni3Fe 和Cr3Si 相,没有明显 的氧化脱碳现象。30 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层的硬度达到9.35 GPa,是Ni60 涂层的1.23 倍,该涂层的耐磨性能最好, 在摩擦115 m 后,单位面积的总磨损量47.2 mg/cm2,比Ni60 涂层减少了35.3 %。20 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层 的断裂韧性最高为6.04 MPa·m1/2,相较于Ni60 涂层提高了24.3 %,此外,该涂层在酸性环境中的耐腐蚀性能均 最佳。     

高效能超音速等离子喷涂制备NiCr-Cr3C2涂层特点

采用高效能超音速等离子喷涂系统(HEPJet)制备了Ni Cr-Cr3C2涂层,并对涂层性能进行了测试。结果表明采用高效能超音速等离子喷涂方法制备的Ni Cr-Cr3C2涂层结构致密,孔隙率约为1%左右,显微硬度约为986HV0.3,涂层具有明显的双相结构。EDS分析结果认为,涂层由Ni Cr和Cr3C2相交替组成。Ni Cr-Cr3C2涂层的结合强度达到68MPa,与超音速火焰(HVOF)喷涂制备的Ni Cr-Cr3C2涂层结合强度相近。超音速等离子喷涂Ni Cr-Cr3C2涂层的沉积效率测定结果约为63.8%。     

粉末冶金法制备WC-Ni3Al复合材料的组织与性能

在WC粉末中直接添加Ni、Al元素粉末,通过在液相烧结过程中反应合成Ni3Al来制备WC-Ni3Al复合材料,对该材料进行组织结构观察及力学性能测定,分析铝含量对合金致密化和镍铝相形成种类的影响,并对材料的抗氧化性能进行测试。结果表明,制备的WC-Ni3Al复合材料具有圆钝的WC晶粒形貌,粘结相中除Ni3Al相外还有少量的NiAl和Ni相;铝含量对WC-Ni3Al材料致密度的影响主要与高熔点的NiAl的形成量有关。与普通WC-15Ni硬质合金的抗弯强度(1 900 MPa)和硬度(82.6 HRA)相比,WC-15Ni3Al复合材料具有低的室温抗弯强度和高的硬度,分别为1 170 MPa和86.5 HRA。随Ni3Al含量(质量分数)从15%增加到30%,WC-30Ni3Al复合材料的室温抗弯强度增加,而硬度降低,分别为1 660 MPa和81.7 HRA,其高温抗氧化性能比WC-30(Co-Ni-Cr)硬质合金提高1个数量级。     

激光熔覆Ni60+35WC-Ni涂层的微观组织和摩擦磨损特性

采用激光熔覆技术,在20Cr基体上熔覆了硬度较高的Ni60+35WC-Ni耐磨涂层,并与Ni60涂层进行比较。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD)对涂层的微观组织、元素成分和物相进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,在20和300℃条件下进行了点接触干滑动摩擦磨损试验,并利用SEM和EDS对磨损表面进行微观组织和元素成分分析。结果表明:Ni60+35WC-Ni涂层所含物相主要包括Fe-Ni,Cr7C3和WC,硬质相WC和Cr7C3有利于提高涂层的硬度和耐磨性。Ni60+35WC-Ni涂层的平均显微硬度约为基体平均硬度的3倍。与Ni60涂层相比,Ni60+35WC-Ni涂层的平均硬度较高,且其中含有硬质相WC,磨损量较小。在相同温度条件下,Ni60+35WC-Ni和Ni60两种涂层的摩擦系数相差不大。对于同一涂层而言,300℃时涂层的摩擦系数明显低于20℃下的摩擦系数,但磨损量随温度增加而增加。     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。     

高温耐磨损Cr3C2-25%NiCr涂层制备及其性能研究

采用超音速火焰喷涂球形烧结态Cr3C2-25%NiCr复合粉末制备高温耐磨损涂层,用扫描电子显微镜(SEM)分析粉末和涂层显微组织,用图像处理软件分析涂层孔隙率。通过结合强度、表面硬度和摩擦磨损等实验检测涂层机械性能。结果表明:粉末烧结状态、Cr3C2硬质相及粉末粒度因素影响涂层机械性能,KF-70涂层具有最高结合强度和表面硬度。     

Dy^3＋在（LaO）3BO3和（GdO）3BO3中的光致发光

研究了Ｄｙ＾３＋在（ＬａＯ）３ＢＯ３和（ＧｄＯ）３ＢＯ３中的光致发光;探讨了基质晶体结构、稀土离子ＲＥ＾３＋的电荷半径比（Ｚ／ｒ）和Ｄｙ＾３＋含量对（Ｄｙ＾３＋）发光强度及发光颜色的影响;分析了（ＧｄＯ）３ＢＯ３中Ｂｉ＾３＋对Ｄｙ＾３＋发光的敏化作用及Ｄｙ＾３＋４Ｆ９／２→＾６Ｈ１３／２超灵敏跃迁发射的自身浓度猝灭机理。     

碳酸盐前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3合成条件的研究

以碳酸盐为沉淀剂,采用共沉淀法合成Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体,再按照一定的锂配比将其烧结合成层状Li（Ni1/3Co1/3Mn1/3）O2。通过SEM及电性能测试仪等方法,研究了碳酸盐前驱体的合成条件,考察了碳酸盐前驱体的振实密度与合成时pH值、溶液浓度以及反应时间的关系。经过实验分析,在pH=8、溶液浓度C=2mol.L^-1、反应时间t=12-13h时,合成的碳酸盐前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3振实密度达到最高值0.98g.cm^-3。     

EuCl3-NdCl3二元系相图的研究

利用DTA研究了EuCl3-NdCl3二元系相图,该体系有一个同分熔化化合物2EuCl3·3NdCl3,该化合物在635℃熔化,其成分为NdCl3,含量为60.0%(摩尔分数,下同),体系的2个低共熔点分别为462℃(NdCl3含量为33.2%)和582℃(NdCl3含量为71.4%).     

Ca3La(BO3)3中Dy3+的光致发光

研究了Ca3La(BO3)3基质中Dy^3 的发射光谱和激发光谱。结果表明，强的激发峰值为351nm、367nm和386nm；Dy^3 的488nm和578nm发射的最佳浓度均为xDy=0．03；Dy^3 发射的黄光和蓝光强度比(用Y／B表示)随Dy^3 浓度的增加而逐渐增大；Dy^3 的^4F9/2→^6H15/2、^6H13/2跃迁发射的浓度猝灭机理均为电偶极-电偶极相互作用；同时还探讨了Ce^3 对Dy^3 发光的敏化作用。     

Photoluminescence of Dy~(3 ) Ions in Ba_3La(BO_3)_3

Dy3 isanimportantactivator .Ithasbeenexten sivelyappliedinmanyluminescentmaterials .Inre centyears ,someresearchershavestudiedthespec trumcharacteristicsofluminescentmaterialsdopedDy3 [1～ 6 ] andhaveobtainedsomemeaningfulre sults .InordertodevelopnewfluorescentmaterialsanddiscussthephotoluminescentruleofDy3 inthecomplexborate ,thispaperstudiesthephotolumines centcharacteristicsofDy3 inBa3La(BO3) 3host ,anddiscussestheinfluenceofthecharge to radiusratio(z/r)ofrareearthionRE3 andthecon…     

机械合金化3Y_2O_3-5Al_2O_3粉末的研究

研究了转速,球磨时间等球磨工艺对3Y2O3-5Al2O3机械合金化过程的影响。结果表明:在较低的转速下(250r/min),提供的球磨能量很低,只会细化粉体颗粒;提高转速(400r/min),会促使Y2O3发生晶型转变,由稳定的立方晶转变成非稳态的单斜晶;继续提高转速(500r/min),还会使混合粉体发生合成反应,生成YAlO3(YAP)。在转速为500r/min,球料比为20∶1的球磨条件下,3Y2O3-5Al2O3粉体发生固相反应的过程可分为两个阶段:第一阶段,Al2O3颗粒晶格畸变,快速细化;同时,高能球磨促使Y2O3发生了晶型转变。第二阶段,Y2O3晶型转变基本完成,并呈无定形化,Y2O3和Al2O3发生合成反应,生成YAlO3(YAP)。但在球磨条件下,难以合成Y3Al5O12(YAG)、Y4Al2O9(YAM)。     

Luminescent properties of Ba3Gd（BO3）3：Eu^3＋ phosphor for white LED applications

Luminescent material Ba3Gd(BO3)3 doped with Eu3+ ion was prepared by high temperature solid-state method. The preparing conditions, luminescent properties, and particle morphology of Ba3Gd(BO3)3:Eu3 + phosphor were studied with X-ray diffraction (XRD), fluorescence spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The results obtained by XRD showed that pure phase of Ba3Gd(BO3)3 was obtained at 1000℃. Images from SEM displayed that the particles of Ba3Gd(BO3)3:Eu3+ phosphor had a spherical shape with an average diameter of about 200-400 nm. The luminescence spectra showed that Ba3Gd(BO3)3:Eu3+ phosphor was effectively excited by the near ultraviolet (UV) light (396 nm) and blue light (466 nm). The main emission peaks of Ba3Gd(BO3)3:Eu3+ phosphor were assigned to the supersensitive transition 5D0-7F2 (611 and 616 nm) of Eu3+ ion when samples were excited at 255 and 396 nm, respectively, and the luminescent intensity of Ba3Gd(BO3)3:Eu3+ at 611 and 616 nm reached to the maximum when the doped content of Eu3+ ion was 10mol.%. Therefore, this phosphor could be a promising red component for possible applications in the field of white LED.     

CaTiO_3∶Pr~(3 )的合成及发光性质

报道了稀土离子Ｐｒ３＋激活的ＣａＴｉＯ３发光材料的合成方法，ＣａＴｉＯ３∶Ｐｒ３＋位于６１３ｎｍ发射与Ｐｒ３＋离子１Ｄ２３Ｈ４光谱发射相一致。讨论了不同合成条件对ＣａＴｉＯ３∶Ｐｒ３＋发光性质的影响     

Luminescence characteristics of Ca_4YO(BO_3)_3 doped with Bi~(3+),Dy~(3+) and Pr~(3+) ions

The photoluminescence(PL) properties of Ca4YO(BO3)3 doped with Bi3+,Dy3+,and Pr3+ ions were investigated.These compounds were prepared using a typical solid-state reaction.The excitation and emission spectra were measured using a spectrofluorometer.For Ca4YO(BO3)3:Bi3+,the excitation spectrum showed the bands at about 228,309,and 370 nm which correspond to the 1S0→1P1 transition and the 1S0→3P1 transition of Bi3+ ions.The emission band at 390 nm corresponded to the 3P1→1S0 transition of Bi3+ ions.For Ca4YO(BO3)3:Bi3+,Dy3+,energy transfer occurred from Bi3+ to Dy3+ somewhat.In Ca4YO(BO3)3:Bi3+,Dy3+,Pr3+,the excitation band at 367 nm was enhanced obviously due to the energy migration from Bi3+ to Pr3+,which converted efficiently the emission of semiconductor InGaN based light-emitting diode(LED).Therefore,the emission of Dy3+ ions was enhanced due to the energy migration from the process of Bi3+→Pr3+→Dy3+.It resulted in the good color rendering.