电解液中Li2SO4对ZAlSi12合金微弧氧化膜特性的影响

采用微弧氧化技术在ZAlSi12合金表面制备氧化膜,研究了Li₂SO₄的加入对微弧氧化膜性能的影响.随着电解液中Li₂SO₄含量增加,试样表面氧化膜变厚且粗糙.X射线衍射分析表明,微弧氧化膜主要由Al₂O₃相和莫来石相组成.加入Li₂SO₄且经微弧氧化处理得到的试样耐腐蚀性能优于未经微弧氧化处理的试样.      

金属氧化物陶瓷涂层高温阻氘渗透性能研究

采用射频磁控溅射方法在316L不锈钢表面沉积了Al₂O₃,Cr₂O₃,Y₂O₃和ZrO₂(8%Y₂O₃)4种单层氧化物陶瓷涂层。选用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对4种氧化物陶瓷涂层相组成、微观组织结构进行表征,结果表明,Al₂O₃涂层为非晶态,其他3种氧化物陶瓷涂层均为晶体结构,且涂层沉积致密,无明显微观缺陷产生。采用气相氢渗透装置对各涂层的氘渗透性能进行测试,结果表明,受氧化物中金属离子与氧的结合能的影响,在973 K@80 kPa氢渗透压下,厚度约为250 nm的Al₂O₃,Cr₂O₃,Y₂O₃和ZrO₂(8%Y₂O₃)涂层氘渗透阻挡因子(DPRF)分别为103,46,112和256,表明4种氧化物陶瓷涂层均具有良好的阻氘渗透性能,其中Y₂O₃陶瓷涂层阻氘渗透性能最好。因此,以Y₂O₃陶瓷涂层为例,研究厚度对涂层阻氘渗透性能的影响,在涂层厚度为139~251 nm范围内,氘渗透激活能和D-PRF随着涂层厚度的增加而线性增大。随着Y₂O₃涂层厚度增加,氘渗透量减少,阻氘渗透性能提高。     

激光熔覆Ti基NiAlSi合金涂层的组织及高温抗氧化性能研究

通过激光熔覆工艺在Ti4合金表面生成了NiAlSi涂层,分析了涂层物相组成、显微组织结构及在860℃时的抗氧化性能。研究结果表明:Ti4合金和涂层的结合部位形成了熔合线,可以推断涂层和钛合金之间形成了良好的冶金结合状态,且在涂层的底部区域形成了众多的柱状晶,涂层中包含了Ti₅Si₃与Al₃Ni₂两种主要成分。涂层的耐高温氧化性能优于钛合金,经过40 h的高温氧化处理后,粉末涂层的质量增加值是2.19 mg·cm-2,比Ti4合金的耐高温氧化性能提高了12倍左右。在860℃下进行40 h氧化处理,涂层与氧化膜之间保持紧密结合状态,未看到有脱落情况出现,氧化膜的主要成分是Al₂O₃。     

铜含量对改良型T91钢高温氧化行为的影响

 为了研究铜元素对改良型T91钢抗高温氧化性能的影响,在650 ℃空气环境下,采用了高温氧化试验法和不连续称重法,获得了3种不同铜含量的高温氧化动力学曲线,并利用XRD、SEM、EDS对其高温氧化膜的物相、表面及截面形貌结构和特征进行了分析。结果表明,随着铜含量的增加,改良型T91耐热钢的抗高温氧化性能得到提高,表面氧化膜的晶粒增大,且更为均匀、致密;氧化膜为双层结构,外层为疏松多孔的Fe₂O₃“非保护性”氧化膜,内层则拥有连续致密的“保护性”氧化膜;铜元素在高温氧化过程中对铝、硅元素的扩散有一定的促进作用,可生成Al₂O₃和SiO₂保护性氧化膜,在与Cr₂O₃保护性氧化膜的共同作用下提高了试验钢的抗高温氧化性能。     

铝合金表面多功能膜的TiO_2溶胶封孔工艺及性能

对铝合金板进行阳极氧化与电解着色沉银处理,得到铝合金表面氧化膜涂层,然后用酞酸丁酯为主要原料制备的TiO2溶胶进行封孔处理制备多功能涂层。采用正交试验法,以涂层的耐蚀性和透明性作为评价标准来确定最佳封孔工艺。采用XRD、SEM、EDS对最佳工艺条件下封孔后的涂层结构、形貌及成分分布等进行表征,并对其耐蚀、耐擦拭性能、亲水性、光催化性及抗菌性等进行研究。结果表明:最佳封孔工艺为:按照V(酞酸丁酯):V(乙醇):V(醋酸):V(95乙醇)=10:40:8:30的原料配比制备TiO2溶胶,氧化膜在90℃溶胶中浸泡30 min烘干。TiO2封孔涂层为非晶体结构,主要分布在氧化膜表面,将着色的银纳米粒子封闭在孔底;经溶胶封孔后的氧化膜比基体具有更好的耐蚀性、抗菌性、自洁性与亲水性等特殊性能。     

铝对铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

 为了探究不同铝含量对X10CrAlSi18铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响,采用恒温氧化方法对0.63%Al 和1.06%Al(质量分数)两组钢在700 ℃空气下进行高温氧化研究,测定和计算了氧化增重和平均氧化速率,观察分析了氧化形貌与氧化物相组成。结果表明,两组钢均达到了完全抗氧化级别,但1.06%Al钢的氧化增重和氧化速率均小于0.63%Al钢,表现出较好的抗高温氧化性;两组钢氧化膜均由3层组成,内层为Al₂O₃和SiO₂,中间层为Cr₂O₃和Fe₂O₃,外层则为MnCr₂O₄和FeMn₂O₄;随着铝含量的增加,氧化膜较为连续、致密,且与基体之间附着性较好,同时内氧化明显减少。     

微波烧结工艺对6％Al2O3/Mo复合材料结构和性能的影响

以溶胶凝胶法制备的6% Al₂O₃/Mo复合粉末为原料，采用微波烧结技术制备了6% Al₂O₃/Mo复合材料.研究了微波烧结温度及烧结时间对复合材料的结构及性能的影响，并探讨了复合粉末的微波烧结动力学.结果表明:溶胶凝胶法制备的6% Al₂O₃/Mo复合粉末形貌呈平滑多边形和近球形；Al₂O₃/Mo复合材料的致密度及硬度均随着微波烧结温度及烧结时间的增加而增加；1 600 ℃下烧结30 min的6% Al₂O₃的复合材料致密度及硬度达到98.1%和2.969 GPa. Al₂O₃/Mo复合粉体微波烧结的致密化机制是体积扩散和晶界扩散共同作用结果，且随烧结温度升高，体积扩散逐渐占据主导地位，其微波烧结激活能在1 500~1 600 ℃范围内为201.93 kJ/mol.研究结果显示微波烧结是一种快速制备高致密Al₂O₃/Mo复合材料的有效方法.      

超音速等离子喷涂Al2O3与Al2O3-13%TiO2涂层热震性能

采用超音速等离子喷涂工艺在不锈钢基体上制备了FeAl/Al₂O₃、FeCrAl/Al₂O₃、FeAl/Al₂O₃-13%TiO₂、FeCrAl/Al₂O₃-13%TiO₂四种涂层，通过扫描电镜表征微观结构，图像分析技术测量孔隙率，多峰法计算α-Al₂O₃质量分数，并测试了涂层的抗热震性能和结合强度。结果表明：超音速等离子喷涂制备的Al₂O₃涂层中α-Al₂O₃的质量分数约为40.3%～42.5%，涂层孔隙率约为3.47%～3.52%，制备的Al₂O₃-13%TiO₂涂层中α-Al₂O₃的质量分数约为24.0%～29.7%，涂层孔隙率...     

TiN/Cr涂层锆合金包壳高温氧化与抗热冲击性能研究

为了研究TiN/Cr涂层锆合金的高温氧化性能和抗热冲击性能,采用磁控溅射制备了TiN/Cr涂层锆合金样品,分别开展高温氧化和抗热冲击性能试验,并对高温氧化和抗热冲击后的样品微观结构、物相及结合强度等进行表征。结果表明磁控溅射制备的TiN/Cr双层涂层之间存在明显界线,样品表面存在类圆形的团聚凸起,但涂层结构致密,无裂纹和孔隙等缺陷。高温氧化后,表面Cr涂层部分被氧化为Cr₂O₃,呈不规则的多面体结构,中间TiN涂层中Ti原子向表面扩散,与O结合形成TiO₂,呈长条状结构,且Cr₂O₃聚集区域呈鼓泡状。在涂层与基体界面处,向内扩散的Cr原子和向外扩散的Zr原子形成约5μm厚的Cr-Zr扩散层。同时,O原子持续向样品内部扩散,与基体中Zr原子结合形成ZrO₂。虽然TiN/Cr涂层锆合金的氧化增重小于无涂层锆合金,且样品保持相对完整,但是由于O原子的持续扩散,内部锆合金被氧化,说明TiN/Cr涂层无法为锆合金提供良好的长时抗高温氧化性。热冲击试验后,表面涂层依然...     

CaO–Al2O3–SiO2复合烧结助剂添加量对ZrO2/Al2O3复相陶瓷性能的影响

以Al(NO₃)₃·9H₂O、Ca(NO)₂·4H₂O、C₈H₂₀O₄Si为原料, 采用高分子网络法制备出成分均匀、粒度分布为3~7μm、高活性的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂; 将质量分数为3%、5%、7%、9%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂添加到Al₂O₃和ZrO₂原料粉体中, 经干压成型, 在1450℃烧结温度、保温4h的工艺条件下进行常压烧结制备得到ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷试样, 研究烧结助剂添加量对复相陶瓷力学性能和显微组织结构的影响。结果表明:当添加质量分数为5%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂时, ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷的综合性能最达到佳, 相对密度为94%, 显微维氏硬度为1204 MPa, 抗弯强度为321 MPa, 断裂韧性为4.52 MPa·m1/2。     

钼镧合金表面FeCrAl涂层耐腐蚀性能

采用非平衡磁控溅射工艺在Mo–La合金表面沉积FeCrAl涂层，研究所制备涂层的耐腐蚀性及涂层的腐蚀机理。结果表明：FeCrAl涂层样品在360℃、18.6 MPa、纯水的高压釜中腐蚀72 h，平均腐蚀速率为3.8 mg·dm_?²，低于同条件下锆合金以及未沉积涂层的钼镧合金的腐蚀速率，且涂层中的Al与外界环境介质中的氧发生反应，在涂层表面形成致密的Al₂O₃薄膜，在一定程度上减缓了涂层的腐蚀速度，有效保护了基体材料。FeCrAl涂层样品在1200℃、0.1 MPa的高温水蒸气环境下腐蚀8 h,Al₂O₃氧化膜厚度在4.0μm左右，涂层维持保护效果，钼镧合金基体未暴露在腐蚀环境中；经淬火后，Al₂O₃氧化膜厚度减小至2.5μm左右，涂层依旧维持结构完整性，没有出现贯穿性脱落，满足Mo–La合金表面耐腐蚀性的使用要求。     

镁合金微弧氧化层Al2O3溶胶后续处理的研究

通过溶胶-凝胶(Sol-gel)技术以异丙醇铝(AIP)为前躯体在微弧氧化处理的AZ91D镁合金基体表面制备了AI<,2>O<,3>,溶胶封孔涂层.采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、X-射线衍射(XRD)、能谱(EDX)和扫描电镜(SEM)对凝胶热性能和涂层的成分以及微观形貌结构进行了分析,并对封孔处理前后试样的...     

铝合金夹杂物基本性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算的方法研究了铝合金基体及常见夹杂物Al₂O₃、MgO、AlN、TiB₂、AlB₂、Al₄C₃的基本性质.形成热的计算结果表明Al₂O₃最容易形成,其次是MgO,AlB₂相对最难形成;Al₂O₃、AlN、TiB₂结合能的绝对值稍微大于其他物相,且TiB₂最稳定,AlB₂相对最不稳定;TiB₂粒子的切变模量、体模量、杨氏模量和硬度均最高,Al₄C₃与基体硬度最接近,表明TiB₂粒子对铝合金强度、刚度、加工性能的影响最大;AlN粒子的各向异性因子最大,其对铝合金各向异性的影响最大,AlB₂次之,Al₂O₃和TiB₂粒子对铝合金各向异性程度影响较小;TiB₂对铝合金韧性的影响最大,AlN次之,Al₄C₃对铝合金韧性的影响最小;Al₂O₃与铝基体之间的相对费米能级差较大,为1.4 eV,而AlB₂粒子最小,各夹杂物对材料腐蚀性能的影响大小顺序为:Al₂O₃>MgO>TiB₂>Al₄C₃>AlN>AlB₂.      

二次氧化过程IF钢中间包中夹杂物演变行为

 为了研究中间包二次氧化对IF钢洁净度的影响,针对中间包连铸过程不同时刻IF 钢钢液成分和夹杂物的性质进行系统的检测分析,结合热力学计算,揭示IF钢二次氧化过程中夹杂物的演变机理。发现开浇过程中的二次氧化主要是由于吸收空气造成的,使得夹杂物中的Al₂O₃夹杂物质量分数增加。这些增加的Al₂O₃一部分是均质形核导致钢中生成了更多小尺寸的Al₂O₃夹杂物;另一部分是非均质形核导致原来的Al₂O₃-TiO_x复合夹杂物表面形成了一层纯的Al₂O₃层,同时使得夹杂物尺寸变大。     

Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al₂O₃/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y₂O₃、La₂O₃稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al₂O₃/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.      

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数) NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al₂O₃组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.      

开浇过程二次氧化对铝脱氧不锈钢中夹杂物的影响

为了研究铝脱氧不锈钢开浇过程中二次氧化对钢水洁净度和夹杂物演变的影响，实现钢中夹杂物的有效控制，分别在LF精炼出站、开浇过程中不同时刻取样，采用扫描电镜、ASPEX自动分析仪、热力学计算等不同方法研究了铝脱氧不锈钢中夹杂物的形貌、成分、数量和尺寸分布，确定了铝脱氧不锈钢开浇过程中夹杂物的演变行为和对应机理。研究结果表明，开浇过程钢中氧氮质量分数、夹杂物数密度变化规律类似，20 min时分别增加至7.4×10?5、0.0674%、17.1 mm?2，此后随着浇铸过程进行逐渐降低；LF精炼出站时钙处理改性夹杂物效果较好，其类型主要为CaO?Al₂O₃?SiO₂?MgO，开浇过程中二次氧化降低了钙处理操作的作用效果，20 min时夹杂物类型转变为MnO?Al₂O₃?SiO₂?CaO复合夹杂物，浇铸约60 min时，连铸过程中钢水的洁净度基本达到稳定，此时夹杂物类型重新转变为CaO?Al₂O₃?SiO₂?MgO；二次氧化使得钢液中氧质量分数较高，促进了MnO?Al₂O₃-SiO₂?CaO夹杂物的生成，而钢中大尺寸的CaO?Al₂O₃?SiO₂?MnO?(MgO)夹杂物主要通过夹杂物间的碰撞聚合形成；凝固过程中随着温度的降低，促进了MgO?Al₂O₃尖晶石相和CaO?2MgO?8Al₂O₃相的析出，提高了夹杂物中Al₂O₃组分的含量。      

氧化时间对FeSiAl合金粉末组织与电磁性能的影响

以FeSiA合金粉末为原料，研究空气中500℃下不同氧化时间对FeSiAl合金粉末微观组织和电磁性能的影响。结果表明：随着氧化时间的延长，FeSiAl合金粉末颜色由深灰色向土黄色转变，表面微观形貌无明显改变。氧化5 h后，粉末表面出现Fe₃O₄，随着氧化时间进一步增加至10 h,Fe₃O₄逐渐转变为Fe₂O₃。FeSiAl合金粉末表面氧化层主要包含Fe₂O₃、SiO₂和Al₂O₃。粉末介电常数和磁导率的实部随着氧化时间的增加呈上升趋势，介电常数的虚部和磁导率虚部无明显变化。     

TC4钛合金微弧氧化膜层高温氧化性能研究

利用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面原位制备陶瓷膜层,并通过硅酸钠水溶液对膜层进行了封孔处理。采用X射线衍射仪(XRD)分析了膜层相组成,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了膜层表面形貌。通过粘结拉伸测试,比较了膜层在封孔前后与基体的结合强度。利用高温氧化实验,考察了TC4基体及膜层试样封孔前后的抗高温氧化性能。结果表明:微弧氧化膜层与基体间的结合强度较高,经封孔处理及高温氧化100 h后,膜基结合强度降低至4.29 MPa。与TC4基体相比,微弧氧化膜层的高温氧化增重量小,抗高温氧化性能得到了显著的提高。封孔处理提高了微弧氧化膜层的致密性,使其能更好地阻止氧透过膜层向基体内侵入,进一步提高了膜层的抗高温氧化性能。     

低发射率SiO2/Al2 O3纳米复合粉体的制备和红外隐身性能

采用溶胶-凝胶法制备非晶态和结晶态两种相结构的SiO₂/Al₂O₃纳米复合粉体,通过X射线衍射、透射电子显微镜等手段对纳米复合粉体结构和形貌进行表征,并利用傅里叶变换红外光谱仪研究纳米复合粉体的红外隐身性能.结果表明:两种相结构的SiO₂/Al₂O₃纳米复合粉体均呈不规则颗粒状,其中结晶态SiO₂/Al₂O₃纳米复合粉体的平均晶粒尺寸约为18 nm;结晶态SiO₂/Al₂O₃纳米复合粉体在2.5~25μm波长范围内的红外发射率均低于非晶态复合粉体,3~5μm内发射率平均值为45.65%,8~14μm内发射率平均值为46.19%,是一种低发射率的红外隐身复合纳米材料.