不同Si含量的Cu-Si合金在纯O_2中的高温氧化行为

为了研究Si的添加量对Cu高温氧化行为的影响,采用电弧熔炼（CA）方法制备2种成分的Cu-Si合金（CA Cu-0.15Si、CA Cu-1.3Si）,并研究它们在700℃和800℃纯O2中的高温氧化行为.结果表明：2种成分的Cu-Si合金氧化后均形成了CuO→Cu2O→Cu2O＋SiO2→内氧化区结构的氧化膜,均未形成连续的SiO2保护膜.随着温度的升高,相同成分的Cu-Si合金氧化速度明显提高.相同温度下随着Si含量的增加,Cu-Si合金的氧化速度明显下降.     

Si含量对熔炼Fe-Si合金高温氧化行为的影响

为了揭示Si元素含量对合金高温氧化行为的影响机制,采用电弧熔炼(CA)方法制备3种成份的Fe-Si合金(CA Fe-0.5Si、CA Fe-1Si和CA Fe-3Si),采用Zry-2P综合热分析仪研究了它们在900～1000℃纯O2中的高温氧化行为.动力学分析表明:随着温度的升高,相同成份的Fe-Si合金氧化速度明显提高;相同温度下随着Si含量的增加,Fe-Si合金的氧化速度明显下降.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明:3种成份的Fe-Si合金氧化后均形成了Fe2O,3→Fe3O4 FeO→FeO→FeO SiO2结构的氧化膜,均未形成连续的SiO2保护膜.     

Fe-Ni-Al合金在900℃时的氧化行为研究

为了提高Fe-Ni合金的抗氧化性能,采用熔铸法制备了50Fe-40Ni-10Al三元合金,采用增重法研究了其在900℃空气中的高温氧化行为.利用XRD、SEM和EDS对氧化膜进行了表征.结果表明:氧化过程满足抛物线规律;经过开始时的快速氧化后,在氧化膜底部生成了一层连续完整的Al2O3膜,阻止了Al的内氧化及其他金属的氧化,氧化速度显著降低;氧化产物以Fe2O3、Fe3O4为主,含有少量的Al2O3以及尖晶石型氧化物AlFe2O4;Fe2O3和Al2O3形成了固溶体;氧化进行过程中Al2O3的含量逐渐上升.所得合金具有良好的抗氧化性能,基本满足作为惰性阳极材料的要求.     

Cu含量对汽车车身板用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织的影响

采用金相、SEM/EDS、XRD等研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn（in wt.%）铝合金结晶相及合金板材晶粒的影响规律.结果表明：Al-1.0Mg-1.0Si-（0.1~0.7）Cu-0.6Mn合金中主要存在部分可溶的浅灰色不规则条块状Al8（FeMn）2Si和黑色条块状或骨骼状结晶相Mg2Si,及完全可溶的球状或椭球状主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3多相共晶产物;随着Cu含量增加,铸态合金中主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3的共晶产物数量逐渐增多,而Mg2Si和Al8（FeMn）2Si结晶相变化不明显;同时,固溶后合金板材的再结晶晶粒变得越来越细,尽管Cu含量对合金冷轧板的晶粒尺寸影响不明显.     

硅表面液相钝化膜及其界面的俄歇能谱研究

随着半导体技术的不断发展,新的工艺和技术不断出现,与此同时对新工艺及其结果有足够的认识也是十分必要的。本实验就是基于这一目的,对硅器件工艺中最新采用的液相钝化膜作详细分析,为了对其结构有足够深入的了解,我们同时分析了氧离子注入氧化膜,自然氧化膜,真空室制备的氧化膜,热生长氧化膜及离子溅射氧化膜,以便比较其结构上之差别。结果发现,无论是哪一种氧化膜,其Si—SiO_2界面层都不是单纯的SiO_2,而是SiOx(1≤x≤2)。除液相钝化膜外,其他各种界面过渡层均含Si(e~-O_3)及O_2—Si结构,而且热生长氧化膜和离子溅射氧化膜的过渡层中还存在Si—Si_4原子团。     

Y_2O_3对Ni-20Cr合金1000℃高温腐蚀行为的影响

研究加入不同含量Y_2O_3的MANi-20Cr合金在1 000℃时的高温氧化行为.研究表明:随着Y_2O_3含量的增加,MANi-20Cr合金晶粒更加细化,抗氧化能力明显增强,并在MANi-20Cr合金表面生成单一的Cr2O3氧化膜,Y_2O_3的加入有效地抑制了合金的内氧化.     

K438高温合金Al-Si涂层的高温氧化表面形貌分析

为提高航空发动机使用寿命,航空发动机涡轮机叶片表面均采用防护涂层技术,以提高基体合金的抗高温氧化腐蚀性能.采用热扩散的方法,在K438镍基高温合金表面制备了Al Si涂层.依据GB/T13303 91标准,对制备了Al Si涂层的K438高温合金进行了1 000℃×500h高温氧化性能试验.用XL 300FEG扫描电镜对氧化后的涂层表面进行观察分析,分析结果表明,K438高温合金表面的Al Si涂层,在高温氧化过程中已转变成连续致密的αAl2O3 氧化膜,该氧化膜无裂纹、剥落发生,可有效地阻止氧原子的渗入.涂层中Si元素的加入,能有效地阻止涂层元素与基体元素的互扩散,起到了扩散障的作用,延长了涂层的退化周期,使涂层获得了优良的抗高温氧化性能.     

10CrMo910钢在高温高压水蒸汽中形成的氧化膜的特征分析

利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射技术对某电厂高温高压水蒸汽工况下运行15万h的10CrMo910钢主蒸汽管形成的氧化膜进行形貌、结构、成分及物相分析,结果表明:氧化膜外表面形貌呈丘状或蘑菇云状,低倍下横断面呈石状,有明显分层,层间存在大量孔隙;内层氧化膜结构致密,外层氧化膜结构疏松,但无贯穿内、外氧化层的缝隙或孔洞链;氧化膜晶粒大多为纳米晶粒,少量为微米晶粒,部分晶粒之间存在较大尺寸的片状晶粒;在氧化膜横断面上,O、Fe的分布较为均匀;外层氧化膜中的Cr、Mo含量较低,且分布均匀;内层氧化膜中的Cr、Mo含量显著高于外层氧化膜,较外层氧化膜有一突变,且Cr、Mo分布存在浓度梯度,在靠近内层-外层氧化膜结合处,内层Cr、Mo含量最高,然后依次降低;Cr、Mo的分布特征与氧化膜的形成、元素扩散及其挥发有关;氧化膜产物为Fe3O4和FeCr2O4.     

Gd对挤压Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金氧化动力学行为的影响

为研究Gd对挤压Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金氧化动力学行为的影响.采用热分析天平和SEM、XRD、EDS等分析方法研究了Mg-xGd-5Y-0.5Zn-0.5Zr（w%）合金的氧化动力学规律,分析了氧化膜的表面形貌及组织结构,探讨了该合金的氧化机理.结果表明：随着Gd含量的增加,挤压态Mg-Gd-Y合金晶粒越细小;在相同温度下,随Gd含量的增大,氧化速率增大,随温度的升高,氧化速率增大;在400℃和500℃时,合金的高温氧化动力学曲线符合直线-抛物线规律;合金表面的氧化膜具有双层结构的复杂氧化膜,其中外层主要由Gd2O3、Y2O3和MgO组成,内层则由大量的金属Mg和MgO组成.     

Ti6Al4V合金表面纳米管阵列的制备

以氢氟酸和铬酸为电解液,采用阳极氧化法在Ti6Al4V合金表面制备高密度的纳米管阵列.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱对多孔氧化膜的形貌和结构进行分析,利用极化曲线和电化学阻抗谱研究了电解液中CrO3的作用机理.结果表明:电解液种类决定能否形成多孔氧化膜,而电解液的浓度影响多孔氧化膜的形貌和孔径大小;纳米管阵列氧化膜主要由大部分非晶态组织的TiO2,Al2O3和少部分晶态的Al2TiO5,Al3Ti5O2,Al2O3组成,氧化膜内的Al,Ti原子比高于基体中的Al,Ti原子比;CrO3浓度的高低会影响氧化膜的结构.     

Fe-23Mn-2Al-V合金的高温氧化行为研究

研究了Fe-23Mn-2Al-V低磁钢在不同氧化温度和不同氧化时间的氧化规律,分别使用金相显微镜、扫描电镜和电子探针对合金的氧化程度、氧化产物、氧化层结构、氧化层元素分布等进行深入分析.实验结果表明,较低氧化温度时,合金表面形成连续致密的氧化层,提高了合金的抗氧化性能.提高氧化温度和增加氧化时间,会加速合金的内氧化及晶间氧化,导致氧化层厚度和晶界氧化程度加重.高温氧化时,氧化层分外氧化层和内氧化层两个区域,内氧化层深度大于50μm,主要由α-Fe、ε-Fe、γ-Fe、MnAl2O4和AlN组成.热轧板表面微裂纹主要起源于表面严重的晶界氧化,并在热轧过程中开裂扩展.     

K44铸造镍基高温合金800 ℃氧化行为的研究

用静态增重法研究K44铸造镍基高温合金800 ℃氧化动力学.结果表明,K44合金的氧化动力学遵循抛物线规律,属于完全抗氧化级.利用X射线衍射、能谱分析确定K44合金氧化膜的组成以Cr2O3为主,含有NiCr2O4及TiO*TiO2.在高温氧化期间,K44合金发生了内氧化.     

合金元素对TiAl合金高温氧化行为的影响

研究了合金元素Nb、Cr、Ag元素对TiAl合金900℃在空气中的高温氧化性能的影响．高温氧化试验存热天平上进行．结果表明，Ti-46．5Al-5Nb合金在900℃形成的氧化膜具有与TiAl合金同样的分层结构，不同之处在于本研究合金形成连续的保护性Al2O3内阻挡层，从而使膜的增长速率相对TiAl合金有所下降．Ti-48Al-8Cr-2Ag在900℃氧化形成连续的保护性Al2O3层，它的抗氧化性优于Ti-46．5Al-5Nb从氧化机理分析了合金相同条件下氧化程度不同的原因．     

Na2SiO3含量对等离子体电解氧化Al2O3-ZrO2复合陶瓷层形成机制的影响

铸造Al-Si合金表面ZrO2陶瓷层可有效提高基体的隔热及抗高温氧化性能,采用等离子体电解氧化方法在Al-Si合金表面制备了氧化锆涂层.涂层的组成、结构通过SEM、XRD进行研究.结果表明:K2ZrF6体系成膜速度较快,30min膜厚可达92μm,膜层表面和截面没有明显的等离子体放电形成的微孔,大量聚集的Zr(OH)4在等离子体放电产生的热化学作用下分解为ZrO2,表面出现大量2μm～5μm的陶瓷颗粒.K2ZrF6复合Na2SiO3体系成膜速度较慢,30min膜厚仅为27μm,表面和截面存在较多喷射状孔洞,随着溶液浓度的增大,成膜速度均呈先增后减的趋势.K2ZrF6复合Na2SiO3体系中,陶瓷层主要由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al2(OH)3F3和m-ZrO2组成,α-Al2O3为陶瓷层的主晶相.K2ZrF6体系中陶瓷层的主要成分为t-ZrO2、m-ZrO2、α-Al2O3和γ-Al2O3,t-ZrO2为涂层的主晶相.涂层中m-ZrO2较少,而t-ZrO2含量高,表明生成的α-Al2O3起到稳定高温相t-ZrO2的作用.     

热处理后Zr-4合金高温氧化行为研究

为了了解马氏体态Zr-4合金的高温氧化性能,以热处理后马氏体态的Zr-4合金为研究对象,利用热分析天平,采用动态连续称重法对Zr-4合金分别在450℃水蒸气、500℃水蒸气和500℃空气条件下进行氧化试验,对其氧化动力学规律进行了分析,利用扫描电子显微镜和能谱分析仪对氧化层的形貌和成分进行了观察分析.试验结果表明:Zr-4合金在450℃水蒸汽、500℃的水蒸气和500℃空气条件下的氧化动力学符合抛物线规律y=a+btc,随着氧化时间的延长,氧化速度减慢;氧化温度升高,氧化速度增快.在氧化220h后会形成厚度均匀的氧化膜,厚度分别为10.8μm、35μm和47.7μm;氧化膜表面有部分破裂和脱落;氧化膜主要含Zr和O元素,从氧化膜外表面到基体,O元素含量逐渐降低,Zr元素含量逐渐增加.     

ZrO_2溶胶对Al-Si合金表面微弧氧化陶瓷层形成过程及性能的影响

为了提高Al-12Si合金在高温环境下的使用寿命,文中在外加ZrO_2溶胶诱导阳极放电的基础上,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层微观结构和物相进行分析,运用涡流测厚仪、自制的隔热温差测量装置和测量抗热震性的仪器对其厚度、隔热性能及抗热震性能进行测试.结果表明:微弧氧化层主要相成分为t-ZrO_2、α-Al_2O_3和SiO_2.ZrO_2溶胶显著提高了膜层的致密度和结合性,有效减弱了Si元素对PEO成膜的抑制作用,涂层厚度增大.ZrO_2溶胶改性的涂层具有良好的隔热性能和热冲击性能.     

一种含Ti镍基合金在950℃的恒温氧化行为

用热重分析法测定了氧化动力学曲线,并采用XRD和SEM/EDAX等手段,研究了一种镍基合金950℃的高温氧化行为。结果表明,在950℃氧化初期,合金的氧化质量增重较快,随着氧化时间延长,氧化质量增加的速率逐渐降低,氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化膜出现少量剥落。合金表面氧化膜由三层组成,外氧化层为TiO2,中间层氧化物为Cr2O3、NiCr2O4、CrTiO3和NiAl2O4,内氧化层氧化物为Al2O3.     

利用正交实验对直接氧化法制备陶瓷基复合材料

利用正交实验对直接氧化法制备Al2O3／Al复合材料的氧化增重进行研究,实验分析了烧结温度,时间,Mg含量和Si含量4个因素对合金的氧化反应增重的影响,使用光镜对烧结的陶瓷材料的微观组织进行观测,通过实验得到了反应增重效率高而且微观组织好的烧结工艺。     

Cu_2O/CuS复合光催化膜的制备及其性能研究

为了提高光催化剂在光催化过程中的循环效率,减少催化剂损失及二次污染,以硫脲为硫源、硫酸铜为铜源,以N,N-二甲基甲酰胺和乙二醇为溶剂,采用两步溶剂热合成法制备了Cu_2O/CuS复合光催化膜.通过扫描电镜(SEM)观察所得膜材料的形貌,用X射线衍射、透射电子显微镜等手段对膜材料的组成进行表征,并且探讨了溶剂热反应的最佳实验条件.以甲基橙(MO)为有机污染物,通过紫外可见吸收光谱考察Cu_2O/CuS复合光催化膜的光催化降解性能、循环利用性能及膜强度.结果表明,所得的复合膜材料由Cu_2O/CuS颗粒组成且均匀牢固地覆盖在基底表面,甲基橙的光催化降解效率可达100%.经过3次循环催化反应,复合膜光催化剂的催化效率依然在99.5%以上,具有良好的循环稳定性,对复合膜进行膜强度测试,催化效率均保持在99%以上,说明Cu_2O/CuS复合光催化膜具有较高的机械强度.     

Si对Ti-46Al-5Hf-0.6B合金凝固组织的影响

为研究Si对Ti-46Al-5Hf-0.6B(原子百分比)合金铸态组织的影响,将名义成分为Ti-46Al-5Hf-0.6B-xSi(x=0,0.5%,1.5%,3%)合金用电弧熔炼法在氩气保护下制成纽扣锭.合金宏观和微观组织的特征采用OM、SEM、XRD技术进行分析.结果表明:Si在合金中形成Ti5Si3相,Ti5Si3相的数量和形态随Si含量的增加而变化.当Si的原子数等于0.5%、1.5%、3.0%时,合金凝固组织分别为近片层的粗大柱状晶、细化的柱状晶和以块状和条状Ti5Si3为初生相的等轴组织.Ti5Si3为脆性相,Si的原子数应小于1.5%.