TiO2的表面改性

综述了国内外TiO2的表面改性研究。TiO2改性主要是无机改性和有机改性，无机改性主要就如何提高或降低光催化活性方面开展工作，利用TiO2和Al2O3的水合化合物在TiO2表面形成致密包膜降低TiO2的光催化活性，而添加Ag^ ，Fe^3 离子溶液来提高TiO2的光催化活性。而有机改性主要是研究如何改善TiO2的分散性，利用添加有机改性剂加到TiO2溶液中发生反应，阻止TiO2粒子凝聚，改善其亲水疏油性。     

TiO_2表面致密包覆SiO_2膜研究

采用液相化学沉积法在TiO2表面包覆水合SiO2膜。利用SEM、FT-IR、EDS及TEM等测试方法对TiO2包硅样品进行表征,研究了包覆过程的温度、pH值、硅包覆量等对包硅效果的影响。结果表明:水合SiO2包覆膜与TiO2表面具有Ti-O-Si键,形成化学键合。控制硅包膜条件为pH=10、硅添加量3%、陈化时间为3h及温度为80℃时,TiO2表面水合SiO2包覆膜致密、均匀、表面光洁,随着包膜温度的升高膜的致密性和光滑度提高,高分辨率透射电镜照片显示包覆膜的厚度约为3nm,与理论计算膜厚一致。     

TA15钛合金高温氧化行为

研究TA15钛合金在750~950℃,空气中氧化1~150 h的氧化动力学规律,采用SEM、XRD及EPMA测试技术分析该合金氧化层的显微组织形貌、相组成和复合结构,并对氧化膜的生成机理进行探讨。结果表明:合金在750、850和950℃温度下的氧化行为均符合抛物线规律,但在950℃以上随氧化温度的升高和保温时间的延长,氧化质量增加值持续升高,并远大于750℃和850℃时的氧化质量增加。750℃和850℃下氧化150 h后,合金氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/基体;950℃下氧化150 h后合金的氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/Al2O3/TiO2/Ti3Al/基体。     

纯钛表面多步合成Ti-Al梯度抗氧化涂层

以TA2工业纯钛为基体材料,通过微弧氧化技术及磁控溅射技术在TA2基体表面分别制备了氧化钛薄膜和金属铝涂层,从而形成Ti/TiO2/Al结构试样,然后进行500℃×4 h的真空扩散热处理,研究了TA2纯钛基体表面Ti、Al元素梯度过渡的复合抗氧化涂层的形成机制,以及涂层在700℃下的循环氧化性能。结果表明,Ti/TiO2/Al试样中的金属Al涂层在500℃的真空热处理过程中,不仅能够扩散至Ti基体内形成Ti-Al系列金属间化合物,而且能与TiO2中间层发生化学反应形成TiAl3+Ti Al+Al2O3复合涂层。TA2纯钛基体表面形成Ti-Al梯度抗氧化涂层后,在700℃大气环境中循环氧化50次后的氧化增重仅为无涂层试样的1/10。     

Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯

在不同粒度的Al2O3微粉基体中加入SiO2纳米粉,通过特殊的粉体分散及热压铸方法制备出Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯.研究了物料组成对Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯烧制特性的影响.结果表明加入SiO2纳米粉后,改善了材料的流动性,并使陶瓷型芯的抗弯强度提高,烧结温度降低;在不同物料组成的纳米复合陶瓷型芯中,粗细物料搭配的基体其抗弯强度较高,并得到了最佳的物料组成及烧结制度.     

含钛不锈钢连铸浸入式水口结瘤的研究

为了解决含钛不锈钢连铸过程中浸入式水口的结瘤问题,采用扫描电镜和 X射线微区衍射等方法分析了AISI 321不锈钢连铸水口结瘤物的物相,探讨了浸入式水口的结瘤机理。结果表明:水口结瘤物中的物相主要有CaO·TiO2 -MgO·Al2O3 和金属,其中CaO·TiO2- MgO·Al2O3 主要来自于钢液中的夹杂物。喂钛线后吹氩搅拌过强使钢液面裸露和浇铸时的二次氧化会显著增加钢中CaO·TiO2- MgO·Al2O3 双相夹杂物的数量,导致结瘤层明显变厚。冶炼过程中采用低铝硅铁(ωAl=0 05%)还原,且不加铝、Ca- Si脱氧,或者在加 Ca Si后通过喂钛线前的吹氩弱搅拌尽可能排除钢中CaO- SiO2、CaO- SiO2 Al2O3 等夹杂物,严格控制二次氧化,可使喂入钛线后钢中CaO·TiO ·Al O 双相夹杂物数量明显减少,从而改善水口结瘤现象。     

Nb-Ti-Al合金及其硅化物涂层的高温氧化行为

采用电子束和真空自耗电弧熔炼法制备Nb-40Ti-7Al(质量分数,%)合金,利用料浆熔烧法在合金表面制备Si-Cr-Ti涂层,研究在1 400℃下合金与涂层的氧化行为。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针微区分析(EPMA)研究基体与涂层氧化前后的组织形貌变化及成分分布。结果表明:Nb-40Ti-7Al合金在1 400℃氧化1～11 h后,氧化产物均主要为TiNb2O7、TiO2、Al2O3;氧化前,涂层主要由(Nb,Ti,Cr,Al)Si2主体层与(Ti,Nb,Al)5Si3过渡层组成,高温氧化后涂层表面形成含有Al2O3、TiO2的SiO2阻挡层;合金与涂层的氧化行为均遵循抛物线规律,合金在1 400℃氧化11 h的单位面积质量增量为161.98 mg/cm2,而涂覆涂层后单位面积质量增量降至9.56 mg/cm2,表明Si-Cr-Ti涂层具备良好的高温抗氧化性能。     

退火对Ni80Fe20/Al2O3/Ag/Al2O3/Ni80Fe20平面自旋阀中自旋积累的影响

使用电子束蒸发镀膜方法在覆有掩膜板的SiO2/Si基片上制备了Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20结构平面自旋阀,研究了不同退火温度对Ni80 Fe20/Al2O3/Ag/Al2 O3/Ni80Fe20平面自旋阀中自旋积累的影响.使用非局域测量方法分别测量制备态以及300,400和500℃不同退火温度下Ni80 Fe20/Al2O3/Ag/Al2O3/Ni80Fe20平面自旋阀中Ag层中自旋积累信号的大小.实验结果表明:自旋积累信号在制备态下为1.3 mΩ;随着退火温度的升高,自旋积累信号也随着增大,并在500℃退火30 min后达到极大值(～14.5 mΩ),比制备态提高了一个数量级;进一步提高退火温度到600℃时,由于Ag层会凝聚成岛状结构而破坏Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中Ag层的连续性,使Ag层断裂,从而使测量到的自旋积累信号为0 mΩ.研究认为,Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中自旋积累信号的增强主要是高的界面自旋极化率以及长的自旋扩散长度共同作用的结果.Ni80 Fe2/Al2O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中的铁磁/非磁金属界面处Al2O3插层的平整度在退火后得到改善,有效地提高了界面自旋极化率;同时,样品表面的Al2 O3保护层退火后对Ag层中自旋电子的散射作用的增强,提高了Ag中自旋电子的扩散长度.     

Al2O3短纤维增强Al-Cu合金的微观组织结构和机械性能研究

为了研究铜元素含量变化对复合材料界面反应、微观组织结构和机械性能的影响，利用挤压铸造法制备了体积分数均为40％的Al2O3纤维增强纯铝和Al—Cu合金（1％，3％和5％）复合材料。采用X射线、TEM、SEM和拉伸实验手段，观察和测试了4种复合材料的微观组织和机械性能。结果表明，Al2O3纤维表面含有非晶SiO2成分，在高应力下易于开裂。铜元素的加入对材料的析出产生和机械性能有重要影响。铜元素引入后在复合材料中纤维表面处偏聚和富集，促进了界面θ相析出，并随基体中Cu含量提高而增加。当铜含量增加到5％后，基体内部也出现明显的析出相。拉伸实验结果表明随着Cu含量的增加复合材料的抗拉强度增高，Al2O3f/Al-Cu与Al2O3f／纯Al相比，抗拉强度分别增加了102％，146％和171％。SEM断口观察表明：基体合金的断口基本上都呈宏观脆性断口，具有低的展延性和撕裂纹理；大量的纤维从复合材料基体中拔出，一些纤维被拉断，这些特点与界面结合物和多晶的Al2O3纤维结构密切相关。     

原位反应法制备(Al_2O_3)_P/Al复合材料的研究

通过加入TiO2粉末原位制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料,分析了（Al2O3）p／Al材料的微观结构,测试了材料的布氏硬度和抗拉强度随所加TiO2粉未重量百分数的变化。结果表明：Mg的加入改善了颗粒与基体的浸润性,加入5％的TiO2时,复合材料具有最好的综合性能,随着Al2O3颗粒体积分数的升高,材料性能下降,Al2O3颗粒的偏聚是其主要原因。     

X-射线荧光光谱法测定铝质耐火材料中主次成分

介绍了熔融制样X-射线荧光光谱法测定铝质耐火材料中Al2O3,SiO2,Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,P2O5,K2O等组分的分析方法。采用国家标准物质和以标准物质为基体添加纯试剂合成标样制作工作曲线;研究讨论了熔剂体系及样品的稀释比例、样品的熔融制备、烧失量和基体增强吸收效应的校正。通过对比实验表明,该方法的测定结果准确,能满足耐火材料及其制品常见组分分析的需要。     

ICP-AES法测定铁矿石中SiO_2,CaO,MgO,Al_2O_3,MnO和TiO_2

采用电感耦合等离子体发射光谱法对铁矿石中SiO2 ,CaO ,MgO ,Al2 O3,MnO ,TiO2 的分析进行了试验研究。试液中10mg/mLFe存在时 ,基体效应明显 ,采用基体匹配办法消除铁的干扰。Ca ,Mg ,Al,Si,Ti,Mn ,Ni,Cr ,Cu ,Co ,Zn ,V ,Ba之间没有干扰 ;稀土元素对SiO2 的测定有干扰。Al,Ca ,Mg ,Mn ,Si,Ti的检出限分别为 0.5 ,0.12 5 ,0.0 5 ,0.0 5 ,0.2 5 ,0.0 0 2 5 μg/mL ,回收     

中间包永久层用浇注料性能的改进

本文简要叙述了中间包永久层用浇注料存在的问题，并通过调整Al2O3/SiO2比及水泥、微粉和膨胀性原料的用量，使其性能得到改善。     

液相沉积制备TiO_2/Al颜料及其在自清洁涂料中的应用

以硫酸氧钛和氢氧化钠为主要原料,采用液相沉积法在片状Al粉表面包覆TiO2,制备TiO2/Al颜料,并进一步制得含有该颜料的自清洁涂料。以油酸为污染模拟物,用油酸的分解率作为评价手段,考察反应pH、煅烧温度、涂膜厚度对该涂料自清洁性能的影响。通过XRD仪对颜料结构进行表征,并对颜料的分散性和耐腐蚀性能进行研究。结果表明:在pH为4.5、煅烧温度为600℃条件下TiO2/Al表面的TiO2晶型为锐钛矿型,因而具有最强的自清洁能力。当颜料涂膜厚75μm时,经紫外灯光照3 h后油酸的分解率达到91%。用752S型可见分光光度计于λ=420 nm处分别测得Al粉和TiO2/Al颜料的透光率,来表征其分散性,结果证明Al粉的透光率比TiO2/Al高30%;用浓度0.1 mol/L的HCl溶液进行腐蚀实验,TiO2/Al颜料的耐腐蚀性能显著提高。     

高炉渣的偏振化能量色散X射线荧光光谱分析

用带有Mo,Al2O3和HOPG3个次级靶的偏振化能量色散X射线荧光光谱仪,成功地分析了高炉渣中MgO,Al2O3,CaO,SiO2,S,TiO2,MnO和TFe。高炉渣中主要成分SiO2,Al2O3,CaO,MgO相互之间的干扰,使用Luscas Tooth和Price经验系数法校正。总的测量时间为600s,结果能满足冶金生产的要求。     

掺杂Nb2O5对RHP合成Al2O3-TiAl复合材料的影响

采用反应热压(RHP)工艺,利用Ti、Al、TiO2及Nb2O5之间的放热反应,在较低温度下制备了Nb2O5强化Al2O3/TiAl复合材料.借助XRD、OM及SEM等手段,考察了Nb2O5对Al2O3/TiAl复合材料的相分布及组织结构的影响.结果表明:材料产物由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的偏聚.Nb2O5的引入,使得γ-TiAl相含量减少,α2-Ti3Al相含量增大;基体晶粒有所细化,且分布逐渐趋于均匀.当Nb2O5的引入量(质量分数)为6%时,组织主要由α2-Ti3Al/γ-TiAl层片状晶团组成,出现了较完整的γ-TiAl晶粒,属于近片层(NL)组织结构,层片状晶团的尺寸小于50μm,γ晶粒尺寸小于5μm.力学性能测试表明,当Nb2O5的引入量(质量分数)为6%时,材料的抗弯强度达到最大值,约为593MPa,硬度为4.77 GPa;断裂韧度达到最大值,为8.93MPa·m1/2,具有可接受的力学性能.     

纳米TiO2-Al2O3复合粉体的电化学合成

用电化学合成方法制备了TiO2-Al2O3的复合粉体材料,借助化学热力学数据库软件系统对体系进行了热力学分析。所得到的TiO2/Al2O3的复合粉体中,氧化铝主要沉积在二氧化钛颗粒的表面,且二氧化钛的成分任意可调。对TiO2-Al2O3复合凝胶进一步高温处理,可获得纳米Al2TiO5。     

x射线荧光光谱测定镁质耐火材料的主次成分

采用高频感应熔融法制样，建立了镁质耐火材料中MgO、Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、CaO、SiO2、TiO2的x射线荧光光谱分析方法。考察了熔剂、熔剂试样比以及熔融温度和时间对熔片熔融效果的影响，验证了熔片的均匀性。本方法采用标准样品及人工合成样品共15个制作了各成分具有一定浓度梯度的标准曲线，用理论α系数法校正基体的吸收增强效应。本法分析结果与化学值的一致性较好，且具有较高的精密度。     

熔渣中BaO和TiO2对钢液氮含量的影响

 为了研究熔渣中BaO和TiO2含量对钢液氮含量的影响，选用CaO SiO2 Al2O3系碱性渣作为基本成分，在此基础上添加BaO和TiO2，观察它们对钢液氮含量的影响。结果表明：在渣中添加BaO和TiO2可促进钢液脱氮，且钢液中氮含量随渣中BaO和TiO2含量的增加呈线性下降。     

精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响

 为了研究精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响，采用渣/钢平衡的试验方法研究了MgO SiO2 Al2O3 CaO系精炼渣对Fe xMn高锰钢(x=10%, 20%)中非金属夹杂物的影响。结果表明，无顶渣情况下，高锰钢中夹杂物主要为MnO类和MnO Al2O3类2类。加入精炼渣后，夹杂物类型发生了变化，主要有 MnO类、MnO SiO2类和 MnO Al2O3 MgO类3类，其中MnO SiO2类数量最多。采用ASPEX扫描电镜对夹杂物的平均成分进行分析，无顶渣时高锰钢中夹杂物的成分主要是MnO，质量分数在95%以上，并含有质量分数为4%左右的Al2O3。加入精炼渣后，夹杂物中MnO质量分数降低，SiO2质量分数显著增加，MgO质量分数增加。热力学计算结果表明，加入精炼渣后，渣/钢间反应4［Al］+3(SiO2)=2(Al2O3)+3［Si］和2［Mn］+(SiO2)=2(MnO)+［Si］的吉布斯自由能均小于零，这说明在本试验条件下，钢液中的［Al］和［Mn］会还原渣中SiO2，生成的［Si］进入钢液，进而与钢液中的［O］结合，导致夹杂物中SiO2增加。