等离子熔覆Fe-Ni基合金导辊组织结构及失效分析

采用等离子熔覆技术将Fe-Ni基高温耐磨合金粉末熔覆到45#圆钢上,制备了Fe-Ni基合金导辊.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了Fe-Ni基合金涂层的组织结构和Fe-Ni基合金导辊的表面失效情况.结果表明:Fe-Ni基高温耐磨涂层组织形态良好,由涂层与基体的结合界面处到涂层的上部其组织由平面晶向树枝晶转变;γ-(Fe,Ni)的含量在涂层中按底部—中部—上部的方向依次降低,而(Cr,Fe)7C3的分布正好相反;Fe-Ni基合金导辊的失效机制为热疲劳开裂和磨粒磨损.     

制备SiO_2包覆的Fe_3O_4磁性纳米复合粒子

首先用化学共沉淀法制备出柠檬酸三铵改性的Fe3O4磁性纳米粒子,然后用反相微乳液法制备了SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米复合粒子。用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),傅立叶-红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)表征SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米复合粒子。结果表明,SiO2成功包覆在Fe3O4表面,且饱和磁化强度下降,但矫顽力趋近于零,仍显示超顺磁性。     

电化学法和沉淀法制备的纳米结构CeO_2的微观结构比较

利用X射线衍射、X射线小角散射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析手段对电化学法、沉淀法制备的纳米结构的CeO2 的微观结构进行了比较 ,发现电化学法制备CeO2 是由分散的纳米颗粒组成 ,而沉淀法制备的CeO2 则是由粗大片状颗粒组成 ,而该片状颗粒具有纳米的结构。电化学法的CeO2 比沉淀法CeO2 具有更细的纳米结构     

电化学法和沉淀法制备的纳米结构CeO2的微观结构比较

利用X射线衍射、X射线小角散射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析手段对电化学法、沉淀法制备的纳米结构的C eO2的微观结构进行了比较，发现电化学法制备CeO2是由分散的纳米颗粒组成，而沉淀法制备的Coeh则是由粗大片状颗粒组成，而该片状颗粒具有纳米的结构。电化学法的CeO2比沉淀法CeO2具有更细的纳米结构。     

包套锻造快速凝固耐热铝合金的组织和性能

采用氮气雾化制粉-冷等静压制坯-包套锻造工艺制备了AIFeVSi合金样品。通过拉伸试验、X射线衍射及TEM，研究了包套锻造对合金组织性能的影响。结果表明：不锈钢包套锻造能较好地加强粉末颗粒间的物理冶金结合，有效地破碎颗粒间的氧化膜。     

低温燃烧法合成纳米二氧化钛粉体研究

采用一种简便、快速、低温的溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备了纳米TiO₂粉体颗粒.从柠檬酸络合反应的机理阐释了纳米TiO₂粒子的形成过程.通过热综合分析、X射线衍射和透射电镜分析探讨了金属离子与柠檬酸的摩尔比和溶液杂质离子的存在对TiO₂粉体颗粒物相组成及粉末晶粒尺寸大小的影响.本实验制备了粒径为40~90 nm分散性较好的球形状TiO₂纳米颗粒.X射线衍射结果表明,当摩尔比为0.5时,自燃合成产物中金红石相的质量分数达到91%.      

Fe-Ni合金薄膜组成准确测量的XPS研究

利用X射线光电子能谱(XPS)技术进行了Fe-Ni合金薄膜组成的准确测量研究,考察了3种不同来源的相对灵敏度因子对同一测试样品测量结果的影响。试验结果表明:通过纯Fe和纯Ni薄膜测得、仪器软件自带、Fe-Ni合金薄膜标准物质测得的相对灵敏度因子计算得到的Fe-Ni合金薄膜组成(Fe的摩尔分数)分别为43.23%,47.39%和49.91%。通过Fe-Ni合金薄膜标准物质(与测试样品具有相似组成)测得的相对灵敏度因子来计算测试样品的元素组成时,可以获得更加准确、有效的测量结果(Fe的摩尔分数为49.91%),这与国际关键比对CCQM-K67参考值(50.02%)相一致;测量结果不确定度优于3%。此外,通过氩离子刻蚀技术能够很好地去除样品表面含碳污染物和金属氧化物。     

Cu/Ag掺杂TiO_2包覆SiO_2纳米复合材料的结构与光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备包覆层厚度约为12 nm的高分散性TiO_2包覆SiO_2(TCS)复合粉末。在此基础上,合成光催化效率显著提高的Cu和Ag掺杂TCS光催化剂。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计和光催化降解甲基橙测试等,系统研究包覆和掺杂对TiO_2结构及光催化活性的影响规律和相关作用机制。结果表明,TiO_2与SiO_2的界面可能以Ti—O—Si化学键联结,并通过影响TiO_2的结晶过程而抑制TiO_2晶粒的长大。通过控制实验条件得到了性能优异的Cu_2O-TiO_2-SiO_2复合粉末,Cu掺杂的作用机制可理解为Cu_2O半导体对TiO_2的修饰,光催化活性的提高与氧空位和Cu_2O有关。相比较,Ag掺杂对TiO_2的禁带宽度影响不大,但吸光强度有较大提高。当Ag掺杂量为1.0%时,光催化降解甲基橙效率达到95.7%。     

球磨时间对ZrC-FeCrAl粉末特性及合金力学性能的影响

为进一步提高FeCrAl合金的力学性能，采用机械球磨和放电等离子烧结（spark plasma sintering,SPS）技术制备了纳米ZrC颗粒弥散强化FeCrAl(ZrC-FeCrAl)合金，通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、透射电子显微镜（transmission electron microscope,TEM）、氧含量分析、粒度分析、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析、硬度测试、拉伸性能测试等方法，研究了球磨时间对粉末特性及合金力学性能的影响。结果表明，延长球磨时间有利于粉末颗粒细化，但氧含量过高会导致烧结材料力学性能恶化。当球磨时间为30 h时，粉末平均粒径为72.88μm，氧含量最低，为0.14%（质量分数）；球磨30 h的ZrC-FeCrAl合金具有较好的力学性能，其放电等离子烧结样品的极限抗拉强度、延伸率和维氏硬度分别为1046 MPa、12.1%和HV 349.9。结果证实，添加纳米ZrC可以有效强化FeCrAl合金，为其在耐事故燃料包壳材料中的应用提供了数据支撑。     

双尺度 WC-CoCr 涂层的组织结构分析

微纳米复合结构的碳化钨涂层的性能引人关注。以纳米碳化钨(≤200nm)、亚微米碳化钨(0.8μm)和微米碳化钨(2μm)为原料,制备了两种双尺度的微纳米复合结构碳化钨喷涂粉末,采用超音速火焰喷涂工艺制备了相应的涂层。利用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪和透射电镜对涂层的物相结构进行了分析。结果表明,纳米微米复合粉涂层中的碳化钨保留率为96.7%;纳米亚微米复合粉末制备的涂层碳化钨保留率为92.5%。两种涂层中,W_2C均分布在WC附近,大颗粒WC颗粒仍保持原来的尖角形,小尺度WC颗粒部分呈圆角形,纳米-亚微米涂层中Co_3W_3C相分散于WC与非晶相之间。     

陶瓷颗粒强韧化Fe基非晶合金复合涂层硬度的研究

通过大气等离子喷涂技术（APS）在Q235基体上制备了一种Al2O3-13%TiO2颗粒增强的Fe基非晶态合金涂层。利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计（MHT）和纳米压痕仪对该涂层的显微组织结构、相组成以及弹性模量等进行了研究。结果表明：采用APS喷涂技术制备的该涂层由...     

气相爆轰法制备纳米TiO_2-SiO_2复合氧化物及其表征

以H_2和O_2的混合气体为爆源、TiCl4和SiCl4溶液为前驱体,通过气相爆轰制备纳米TiO_2-SiO_2复合氧化物,探究了不同前驱体Ti/Si比值对爆轰产物的影响,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射透射电镜(TEM)及红外光谱仪(FTIR)等对爆轰产物的晶体结构、微观形貌和化学组成进行了观察分析。结果表明:在纳米TiO_2-SiO_2复合氧化物中,TiO_2为金红石型和锐钛型混晶形式,SiO_2则为无定型形式。TiO_2-SiO_2复合氧化物颗粒中存在Ti—O—Si键。所得TiO_2-SiO_2复合结构为无定型SiO_2附着于晶态TiO_2的外部,且随着前驱体Ti/Si比值的改变而发生变化。     

Fe2O3粉末表面非均匀成核法包覆

为解决氧化铁红在高温下呈现不稳定性的问题, 采用非均匀成核法使Si（OH）4和Al（OH）3均匀包覆在氧化铁红粉末颗粒表面, 用X射线衍射仪、透射电镜、 Zeta电位测定仪对包覆前后的Fe2O3粉末颗粒进行分析. 结果表明, 通过非均匀成核法可以制备出被SiO2和Al2O3包覆的Fe2O3复合粒子, 其技术的关键是如何控制反应溶液pH值和涂层物质沉淀的反应浓度, 以保持被覆颗粒稳定的悬浮特性.     

TiO_2纳米颗粒自清洁航空涂料的性能研究

以有机硅改性聚氨酯树脂为主要成膜物质,经氟硅烷进行表面改性后的TiO2纳米颗粒作为无机填料,制备具有自清洁功能的航空涂料。利用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)及接触角分析仪对氟硅烷的改性机制进行了分析,讨论了改性TiO2纳米颗粒的用量对涂层疏水性及其力学性能的影响,探讨了表面微观结构和涂层疏水性能之间的关系,并分析了有效改善涂层力学性能的技术途径。结果表明,氟硅烷分子水解后相互联结,在TiO2纳米颗粒表面形成一层氟硅烷分子包覆层,提高了TiO2纳米颗粒的分散性及疏水性。随着氟硅烷改性后的TiO2纳米颗粒添加量逐渐增多,制备的有机涂层表面粗糙度逐渐增大,疏水效果越来越明显。当改性TiO2纳米颗粒的用量为24%时,涂层具有超疏水性,水接触角为151.40°,涂层表面为微纳米双重粗糙结构。通过在基底表面刷涂一层质量分数为5%~15%的硅烷偶联剂(KH-550)乙醇溶液,可以提高涂层的力学性能,达到航空涂料的基本使用要求。     

非晶纳米Ni-P/PTFE合金镀层的晶化动力学及耐蚀性能

在化学镀Ni-P溶液中添加纳米聚四氟乙烯(PTFE)颗粒,沉积获得磷含量为9%(质量分数)的高磷NiP/PTFE合金镀层,以考察该合金的晶化动力学特性及其耐腐蚀性能。综合单晶X射线衍射及差热分析(DSC)的结果表明,获得的镀层结构为非晶态与纳米晶的混合结构,较非晶态合金的晶化活化能低。纳米PTFE颗粒的存在可能提高了该结构合金的晶化温度。热处理后的Ni-P/PTFE合金的耐腐蚀性能增强与其所形成的钝化膜有关。     

单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强铝基复合材料研究

通过真空热压工艺制备了单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强的Al-Si复合材料,研究了SiC颗粒的加入对复合材料的组织、致密度及硬度的影响。结果表明:纳米SiCp/Al-Si复合材料与基体合金相比晶粒细化,随着纳米SiC含量的增加,纳米SiCp/Al-Si复合材料的硬度、致密度都是先增大后减小,当纳米SiC含量为3%时硬度取得最大值64.4HV,较基体材料提高了28.8%;用扫描电镜对纳/微米SiCp/Al-Si复合材料的组织、形貌进行观察,发现微米SiC颗粒与基体合金结合紧密,界面无明显反应物生成。纳米SiC含量为3%时,随着微米SiC含量的增加,纳/微米SiCp/Al-Si复合材料的硬度、致密度都是先增大后减小,当增强颗粒含量为3%SiCnm+15%SiCμm时硬度取得最大值76.7HV,较基体材料提高了53.4%。     

超细晶W-Cu复合材料的热挤压与热处理

以水热共还原法制备纳米W-30%Cu复合粉末,通过真空烧结和包套热挤压制备超细晶W-Cu复合材料,并进行后续热处理。采用X射线衍射、高分辨率透射电镜、扫描电镜等观察和分析W-30%Cu复合粉体和合金的成分及组织形貌,研究热挤压及后续退火处理对材料致密度、电导率和硬度等性能的影响。结果表明:水热产物为纳米级(10~15 nm)规则的类球形结构,经煅烧及共还原后得到的W-30%Cu复合粉末粒度细小,呈特殊的W包覆Cu结构,颗粒分布均匀;复合粉末在1050℃真空烧结后相对密度只有91.5%,经热挤压后致密度提高到97.07%,布氏硬度达到223,组织细密,W相和Cu相分布均匀,钨颗粒细小(1~3μm),形成典型的钨骨架和铜网络结构。经过后续的退火处理,钨铜分布更均匀,钨粒径进一步减小,材料的致密度和电导率都更高,分别为98.82%和43.31%IACS,形成良好的综合性能指标匹配。     

纳米二硫化钼氧化石墨烯复合材料的制备及催化性能研究

采用鳞片石墨及四硫代钼酸铵为初始反应物,通过热分解方法制备纳米二硫化钼氧化石墨烯（Mo S2/GO）复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微镜对所制备的纳米Mo S2/GO复合材料进行了表征。结果表明：纳米Mo S2颗粒均匀分布在氧化石墨烯片层表面,形成纳米Mo S2/GO复合材料,增大了纳米Mo S2比表面积,同时减轻了纳米Mo S2的团聚。研究了纳米Mo S2/GO复合材料在煤加氢热解中的催化性能,结果表明：与纳米Mo S2颗粒相比,纳米Mo S2/GO具有更高的催化活性。     

超声-化学沉淀法制备WO_3纳米颗粒研究

采用超声-化学沉淀法制备了WO3纳米颗粒,通过X射线粉末衍射谱(XRD)、X光能谱分析(EDX)、透射电子显微镜(TEM)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等测试手段对产物进行了表征。结果表明,所制备的淡黄色WO3纳米颗粒纯度高,平均粒径在40nm左右,呈类球形;讨论了超声条件、无水乙醇的使用、沉淀的分离洗涤与干燥以及煅烧条件等因素对制备WO3纳米颗粒的影响。     

共还原工艺对W-25Cu纳米复合粉体及其挤压组织与性能的影响

以钨酸钠(Na2WO4·2H2O)和硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)为原料,采用水热-共还原工艺制备W-25Cu纳米复合粉末,包套热挤压工艺制备细晶W-25Cu合金。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析测试手段研究了共还原工艺对W-25Cu复合粉体及其挤压组织与性能的影响。研究结果表明:相比于一段还原工艺,两段还原过程中先还原出的Cu相能够通过增加异相形核细化晶粒,对后续W相的还原具有催化与细化作用。两段还原得到的W-Cu复合粉体微观组织呈典型的钨包铜结构,粒度达到纳米级,分散性良好。烧结热挤压后,制备的合金具有细密组织与良好性能,致密度达到99.52%,硬度提高到HB 272,导电率提高到52.8%IACS,抗拉强度达到282 MPa。