Si-Al-K掺杂钼丝研究综述

简要介绍了近年来Si、Al、K掺杂对钼丝再结晶温度的提高和高温力学性能的改善方面的研究,同时综合分析了Si、Al、K掺杂对钼的作用机理.     

复合掺杂钼丝的组织和性能研究

用SEM、DSC等研究了掺杂钼丝的再结晶温度、组织和性能。结果表明掺杂提高了丝材的再结晶温度,改善了再结晶后的组织和性能。在本实验条件下,复合掺杂1.9×10-4K和1.2×10-3La2O3的钼合金丝的综合性能最好。     

Si-Al-K掺杂对钼丝组织性能的影响

对纯钼及不同掺杂量的Si、Al、K掺杂钼的组织和性能进行了研究.利用金相显微镜观察了热分析以后的组织形貌,用透射电镜观察了烧结坯的精细结构.将掺杂钼在不同温度退火后测试其硬度,并对比分析了纯钼和掺杂钼的高温拉伸性能.发现经过加热到1600℃热分析以后,掺杂钼的晶粒比纯钼细小,而且掺杂量愈大,晶粒的长径比愈大;烧结态纯钼中没有第二相粒子存在,而掺杂钼的晶粒和晶界上分布着掺杂颗粒.掺杂样加热到一定的温度时硬度值都显著下降,随着掺杂含量的增加,硬度最小值出现的温度随之升高;掺杂钼条的高温抗拉强度和屈服强度都明显高于纯钼,并且随着实验温度的提高,强度的提高幅度增大.     

Si-Al-K掺杂钼加工工艺过程中掺杂元素的变化研究

以拉丝用MoO2、KOH、硅酸、Al（NO3）39H2O为原料，采用不同的掺杂配比进行相同工艺下的掺杂、还原和烧结实验，剖析和讨论了加工工艺过程中掺杂成分Si、Al、K的变化情况及其原因，同时也分析了氧含量随加工工艺的变化情况及其与掺杂元素含量之间的关系．结果表明，Si、Al、K含量在还原和烧结后都显著降低，最后只残留极少部分，其残留量随着原始掺杂含量的增加而增加；随着掺杂总合量的增加，还原和烧结后的O含量依次增加．     

掺杂La对钼丝组织和性能的影响

用粉末冶金工艺先制取掺杂稀土La的钼坯,再经旋锻、拉拔制成掺杂钼丝.通过力学性能实验和SEM观测,对掺杂钼丝与纯钼丝的性能和组织结构进行对比分析.结果表明,由于稀土元素La与Mo中的氧结合形成细小弥散分布的La2O3质点,强化了显微组织,使其再结晶温度较纯钼丝提高500℃左右,室温脆性显著改善,高温加工性能和室温弯折性能大幅提高.所研制的掺杂钼丝是制造高温加热元件和耐高温结构元件理想的材料.     

双组元掺杂钛硅再结晶石墨传导性能的研究

用煅烧石油焦作填料,煤沥青作粘结剂,钛粉和硅粉作添加剂,采用热压工艺制备了一系列双组元掺杂再结晶石墨.考察了不同质量配比的添加剂对再结晶石墨的热导率、电阻率和抗弯强度的影响以及微观结构的变化.实验结果表明,与相同工艺条件下制备的纯石墨材料相比较,掺杂15wt％钛粉再结晶石墨的传导以及力学性能有较大幅度的提高.在掺杂钛粉15wt％、硅粉<2wt％时,双组元再结晶石墨的常温热导率随着硅粉的掺杂量的增加有所提高.当掺杂钛粉及硅粉分别为15wt％和2wt％时,再结晶石墨RG-TiSi-152的常温热导率可达494W/m·K.但是当掺杂钛粉15wt％、硅粉>2wt％时,随着硅粉的继续增加,再结晶石墨的常温热导率反而降低.而双组元掺杂钛硅再结晶石墨的导电以及力学性能却随着硅粉的掺杂量的增加而降低.XRD分析表明,对于双组元掺杂钛硅再结晶石墨而言,钛元素最终在材料中以碳化钛形式存在,而硅元素则大都以气态形式被逸出,XRD物相图谱中未发现硅及其碳化物的存在.材料RG-TiSi-152的微晶尺寸La以及晶面层间距d₀₀₂分别为864和0.3355nm.     

氧化物掺杂钼丝中掺杂颗粒的特性

钼丝和钼箔广泛用于白炽灯作冷却芯杆、灯丝支架和箔封.掺杂钼具有很高的高温强度和再结晶温度,高温应用中已大量取代未掺杂的钼材.掺杂铝-钾-硅(AKS)的钼由于细小钾泡对晶界的钉扎作用,再结晶温度可达1 800℃(未掺杂的钼仅为1 200℃),而氧化镧掺杂的钼,再结晶温度更高.为了弄清掺杂剂的作用,美国通用电气环球研究所的L.E.Iovio等人对AKS掺杂钼丝和氧化镧掺杂钼丝中的掺杂颗粒的特性进行了研究,制作了直径为0.18 mm和0.41 mm的AKS掺杂钼丝,并分别用2 000℃,10 min和2 350℃,30 min的工艺制度进行再结晶热处理.还制作了直径为0.51 mm,0.62 mm和0.64 mm的氧化镧掺杂钼丝,分别用1 800℃,30 min和2 350℃,30 min的工艺制度进行再结晶热处理.用透射电镜(TEM)对两类掺杂钼丝的加工态和退火态进行了分析.     

掺杂与钽条和钽丝组织性能关系的研究

通过金相显微分析、扫描电镜观察、电子探针分析、密度测试、TEM观察和力学性能测试研究了掺杂与钽条和钽丝组织和性能的关系.结果表明:随着掺杂量的增加,钽条晶粒变细,且掺B比掺A细化晶粒的效果更加明显,但随着掺B量的增加烧结变得不充分,钽条密度偏低;随着掺杂量的增加,钽丝的再结晶温度升高,组织晶粒细化,其中掺B比掺A细化效果更加明显;随着掺杂量的增加钽丝室温抗拉强度增加,伸长率则随着掺A量的增加而降低,随着掺B量的增加而升高,且掺B较掺A强化效果明显,B的加入还起到了细晶韧化效果.     

镧掺杂Sr0.4Ba0.6TiO3材料的导热性能

研究了不同镧掺杂浓度下Sr0.4Ba0.6TiO3材料的导热性能,研究镧元素对其导热性能的影响,得到了不同掺杂量下钛酸锶钡材料的热导率,材料密度随烧结温度与成型压力的增加而增大;同时发现少量镧元素的掺杂,可以增加钛酸锶钡材料的热导率;当镧元素掺杂量较大时,降低了材料的热导率.钛酸锶钡材料的电子热导率随材料烧结温度的升高基本不变,声子热导率随材料烧结温度的升高而增加.     

(Mg2Si1-xSbx)0.4-（Mg2Sn）0.6固溶体合金的制备及热电输运特性

以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料,采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6(0≤x≤0.0625)系列固溶体合金.结构及热电输运特性分析结果表明:当Mg原料过量8wt%时,可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失,形成单相(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6固溶体.烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大;电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大,当样品中Sb掺杂量x≤0.025时,样品电阻率呈现出半导体输运特性,Sb掺杂量x>0.025时,样品电阻率呈现为金属输运特性.Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大;热导率κ在Sb掺杂量x≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低,在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率,但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率.实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率,提高中温区Seebeck系数绝对值;其中(Mg2Si0.95Sb0.05)0.4-(Mg2Sn)0.6合金具有最大ZT值,并在723 K附近取得最大值约为1.22.