喷涂工艺对Ta2O5原位复合钽基纳米晶涂层微观结构及摩擦磨损性能的影响

采用大气等离子喷涂制备了Ta₂O₅原位复合钽基纳米晶涂层,利用SEM、微束XRD、微动摩擦磨损实验机及非接触三维表面轮廓仪等技术手段并结合计算分析,考察了喷涂功率、主气(Ar)流量等对钽基涂层表面Ta₂O₅含量、晶粒尺寸、显微硬度和摩擦磨损性能等的影响规律及原因。在考察范围内,随喷涂功率增大,钽基涂层表面Ta₂O₅含量呈先减小后增大的变化,而涂层表面α-Ta的晶粒尺寸及点阵畸变则均呈先增大后减小的变化;随Ar气流量增大,涂层表面Ta₂O₅含量总体呈减小趋势,在流量为2.17×10^-3~2.33×10^-3m³/s时达到最低,α-Ta的晶粒尺寸与点阵畸变的变化呈负相关性;采用间断喷涂方法时涂层表面Ta₂O₅含量降低,α-Ta晶粒尺寸及点阵畸变均略有减小。通过对喷涂相关微观过程特点的分析,对这些规律作了阐释。涂层的显微硬度与其表面Ta₂O₅含量相关,高硬度涂层的表面Ta₂O₅含量相对较低;干摩擦条件下晶粒较大、Ta₂O₅含量较少的涂层抵御硬质陶瓷低速刻划的能力较差;边界润滑状态下硬度较高的涂层表现出更优的抗磨减摩性能;采取间断喷涂可获得摩擦学性能最佳的涂层。钽基涂层的机械性能与其微观结构特征显著相关;除显微硬度外,涂层晶粒尺寸、点阵畸变及表面Ta₂O₅含量的相对值可用作质量控制的重要指标。     

Al2O3/TiB2/Al复合材料的微观结构和高温力学性能

以细雾化铝粉和TiB₂颗粒为原料,通过粉末冶金和热轧制制备微米TiB₂和纳米Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料。室温时,由于TiB₂和Al₂O₃的综合强化作用,Al₂O₃/TiB₂/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为258.7 MPa和279.3 MPa,测试温度升至350℃时,TiB₂颗粒的增强效果显著减弱,原位纳米Al₂O₃颗粒与位错的交互作用使得复合材料的屈服强度和抗拉强度达到98.2MPa和122.5 MPa。经350℃退火1000 h后,由于纳米Al₂O₃对晶界的钉扎作用抑制晶粒长大,强度和硬度未发生显著的降低。     

用于钯催化载体的P改性高孔隙率γ-Al2O3/α-Al2O3泡沫(英文)

提出了一种新方法来制备用于钯催化剂的P-γ-Al₂O₃涂层改性的α-Al₂O₃泡沫。采用聚氨酯模板法,通过优化工艺参数,使陶瓷泡沫的显气孔率达到90.28%,体积密度达到0.45 g·cm^-3,且该泡沫具有可使用强度。将掺有P元素的γ-Al₂O₃涂层涂覆在α-Al₂O₃泡沫上,然后通过超声波辅助浸渍法来装载活性催化相(Pd)。结果表明,含P涂层增加了惰性泡沫的比表面积和弱酸性位点,同时减少了强酸性位点的占比。与无涂层的泡沫相比,改性的泡沫更容易装载活性相,且装载的金属Pd不容易被氧化,CO的催化转化温度(T₅₀,T₉₀)降低了50℃左右。该研究证明了低成本改性α-Al₂O₃陶瓷泡沫在钯催化剂生产中具有极大的应用潜力。     

热变形温度和预变形对(TiB+Y2O3)/近α钛基复合材料硅化物析出行为的影响(英文)

基于热压缩试验，研究变形温度和预变形对(TiB+Y₂O₃)双增强相近α钛基复合材料显微组织演变的影响。结果表明：热变形时析出的硅化物的尺寸随变形温度的升高而增大，但其析出数量呈先增加后减少的趋势。预变形使硅化物的析出位置由α/β界面或β块扩散到整个基体组织。动态再结晶是复合材料晶粒细化的主要原因，由预变形引入的位错加速连续动态再结晶的进程。在变形时，位错在断裂的TiB_w和富集的Y₂O₃增强相周围大量增殖和聚集，推动局部晶粒的细化。不同于TiB_w和Y₂O₃对晶粒细化的影响，根据其分布位置的不同，纳米硅化物分别通过钉扎晶界和阻碍位错运动促进α晶粒的动态再结晶。     

纳米Al2O3掺杂酚醛/环氧复合涂层的耐腐蚀性能

以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为基体,将硅烷改性的纳米Al₂O₃掺杂其中,制备了纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层。利用红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对复合涂层进行了表征。结果表明：硅烷改性的纳米Al₂O₃和PF与EP之间发生了化学反应,酚醛固化涂层的抗渗透性和交联密度提高;纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层的耐腐蚀性能优于EP涂层和PF/EP涂层,且掺杂3%(质量分数)纳米Al₂O₃的PF/EP复合涂层,其耐腐蚀性能最优;硅烷改性的纳米Al₂O₃与PF/EP之间的分散性和稳定性提高,涂层变得更致密,阻碍了腐蚀性介质的扩散,从而提高复合涂层的耐腐蚀性能。     

CeO2/ZrO2-Y2O3纳米结构热障涂层的高温稳定性及耐腐蚀性能

采用等离子喷涂方法（APS）在GH30高温合金表面分别制备了纳米ZrO₂-8%Y₂O₃（YSZ,质量分数）和掺杂25%（质量分数）纳米CeO₂的三元CeO₂/ZrO₂-8%Y₂O₃（CSZ）热障涂层.使用FESEM和XRD分析了涂层的微观组织,研究了CSZ涂层在1100℃加热条件下分别保温不同时间及固定加热时间10 h,改变加热温度时涂层晶粒尺寸的变化情况,测试了2种涂层在高温下的耐Na₂SO₄熔盐腐蚀能力.结果表明,CSZ涂层在高温长时间加热时,平均晶粒尺寸从喷涂态的45 nm增至63 nm,变化较小,在900℃,Na₂SO₄熔盐腐蚀条件下长时间加热无m-ZrO₂相析出,耐蚀性能要高于YSZ涂层.     

福州开元寺铁佛的XPS分析

福州开元寺铁佛是国内外现存的最大古代铁佛像。应用X射线光电子能谱技术，对该铁佛近表面和近心部区域样品Fe的2p和C的1s谱线进行分峰拟合，确定了铁佛表面存在的α–Fe、Fe₃C、石墨、α-Fe₂O₃和Si C的摩尔含量。鉴定了铁佛表面的腐蚀产物为α-Fe₂O₃，确认了其近表面和近心部区域分属白口组织和麻口组织，其中的Si C来自抛光剂，并计算获得了渗碳体的石墨转化率R，分别为5.45 mol%和21.7 mol%。分析了铁佛的金相组织特点与成因，讨论其显著抗腐蚀的原因，阐述了XPS用于铸铁(特别是铁器文物)研究的优势，企望本文的分析方法可资参考。     

Al2O3颗粒直径对1 vol%的Al2O3/Cu基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法+热压工艺制备了不同Al₂O₃颗粒直径的1 vol%Al₂O₃/Cu基复合材料，使用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察了复合材料的显微组织，利用电子拉伸试验机测试了复合材料的力学性能。基于弹/塑性理论推导出了复合材料中颗粒周边的弹性区宽度的表达式。结果表明：Al₂O₃颗粒直径对Al₂O₃/Cu基复合材料强度及基体晶粒尺寸有着较大的影响；Al₂O₃颗粒直径越大，Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度、屈服强度越小；当Al₂O₃颗粒直径为5μm时，Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为207和90 MPa,是铜试样的95.8%和95.7%。     

Hf含量对湿化学法制备超细W-Y2O3复合材料显微组织与性能的影响

本文在现有W-Y₂O₃材料基础上,引入微量Hf⁴⁺掺杂入Y₂O₃,调节Y₂O₃与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y₂(Hf)O₃复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y₂(Hf)O₃复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明：掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y₂O₃粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_0.2,致密度为97.6%。在钨基材料中...     

溶胶-凝胶/高温氢还原工艺制备Mo-Al2O3-La2O3复合粉末

Al₂O₃协同La₂O₃强韧化的钼及钼合金具有优越的综合力学性能，通过粉末冶金方法制备钼及钼合金的关键在于获得超细或纳米Mo-Al₂O₃-La₂O₃粉末。本文以仲钼酸铵、硝酸铝、硝酸镧和柠檬酸为原料，采用溶胶-凝胶-煅烧-高温氢还原工艺制备Mo-Al₂O₃-La₂O₃复合粉末，利用XRD、SEM、EDS和TEM等分析手段对粉末的微观组织结构进行表征。结果表明：当水浴温度为85℃、p H=1、柠檬酸与钼酸铵的质量比为1.7时，形成了网状结构大分子交联的络合物前驱体，这有利于在后续高温还原过程中制备超细或纳米Mo复合粉末。前驱体粉体在550℃煅烧3 h后，粉末主要由MoO₃和Al₂(Mo O₄)₃组成。采用一步高温氢还原时，还原3 h后MoO<...     

微米γ-Al2O3高压相变制备亚微米α-Al2O3

采用微米γ-Al₂O₃为原料,利用国产铰链式六面顶压机,在5 GPa压强下,经不同的温度和保温时间,实现了由γ-Al₂O₃向α-Al₂O₃的相转变。X射线衍射分析结果表明,得到的粉体和块体材料中均仅含α-Al₂O₃单相;扫描电镜结果显示合成的α-Al₂O₃最小晶粒尺寸为80 nm。在5 GPa压强、800 ℃条件下合成的样品平均晶粒尺寸为340 nm,实现了用微米γ-Al₂O₃高压相变制备亚微米α-Al₂O₃。与常压烧结方法相比,采用高温高压烧结,可在600 ℃实现γ-Al₂O₃向α-Al₂O₃的转变,显著降低α-Al₂O₃材料的合成温度。      

热处理对Y2O3掺杂WC-Co硬质合金显微组织及性能的影响

采用固液掺杂法和放电等离子烧结制备了WC-Co-Y₂O₃硬质合金，随后对其进行了不同温度的退火处理。采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等研究了热处理前后WC-Co-Y₂O₃硬质合金的显微组织和力学性能。结果表明：氧化钇的加入可以细化WC-Co-Y₂O₃合金中的WC晶粒，提高了合金的维氏硬度和断裂韧性；随着退火温度的升高，WC-Co-Y₂O₃合金的维氏硬度逐渐降低，断裂韧性先升高后降低；WC-Co-Y₂O₃合金在500℃退火时拥有最佳的综合性能，维氏硬度为(1377±15) HV30,断裂韧性为(13.0±0.4) MPa·m^1/2。     

钕的添加对V2O5-MoO3/TiO2平板式脱硝催化剂性能的影响

本研究制备了一系列不同Nd含量的V₂O₅-MoO₃-Nd₂O₃/TiO₂平板式脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、XPS、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD和红外光谱等表征手段对催化剂进行分析。结果表明:适量的Nd2O3(0.25%、0.5%,质量分数)可以增强V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂的还原性能,增加了催化剂的Oα/(Oα+Oβ)比率,从而提升了催化剂的脱硝活性。然而,过量Nd₂O₃(0.75%、1%)的添加,会导致催化剂酸性性能的显著降低,造成催化剂脱硝性能的下降。此外,过量Nd的添加还会对催化剂的耐磨性能有负面影响。各催化剂中,VMoN d(0.5%)/Ti催化剂显示了最佳的脱硝活性。并且,该催化剂还显示了优良的抗SO₂、H₂O性能。     

ZrO2(Y2O3)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO₂(Y₂O₃)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料高温氧化性能的影响，利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO₂(Y₂O₃)含量为0～10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料，研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明：复合材料在800℃时均发生显著氧化，质量损失持续增加；随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加，氧化质量损失速度降低，复合材料的抗氧化能力提升；低ZrO₂(Y₂O₃)含量(0～2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性；高ZrO₂(Y_...     

纳米级和微米级稀土氧化物掺杂W-La2O3-Y2O3-ZrO2 阴极尖端的组织和性能

使用粉末冶金法将纳米级(70–80 nm)和微米级(500–600 nm)稀土氧化物(La₂O₃,Y₂O₃)与钨粉混合,随后通过冷等静压、中频感应烧结、旋锻、拉拔等一系列工艺制备了W-1.5La₂O₃-0.1Y₂O₃-0.1ZrO₂(质量分数,%)材料。对含有纳米和微米尺寸稀土氧化物的阴极样品使用相同的焊接电流,分别进行了0.5、1、2 h的氩弧焊。结果表明,具有纳米级稀土氧化物的样品在焊接过程中表现出更高的工作稳定性,烧损同比降低了近85.4%。此外,随着工作时间的延长,阴极尖端不同区域的稀土氧化物聚集度显著增加。结合COMSOL Multiphysics温度模拟发现,第二相的扩散活化能降低了近34%。这是因为更为细小的第二相有效地控制了钨基体组织的演变,保留了大量晶界作为通道,促进了活性物质在电子发射过程中的扩散。     

镍基单晶高温合金N5及其纳米晶涂层在900℃下O2和O2+20%H2O气氛中的氧化行为

以镍基单晶高温合金N5为基体,采用磁控溅射技术在基体表面沉积与其成分相同的纳米晶涂层,并对比研究合金及其纳米晶涂层在900℃下O₂和O₂+20%(体积分数) H₂O气氛中的氧化行为。结果表明,水蒸气加快了合金和涂层的氧化速率,促进合金表面氧化膜的剥落,并且影响了氧化膜的组成和结构。在O₂和O₂+H₂O环境中,合金表面氧化膜都由外层NiO、中间层NiAl₂O₄和内层Al₂O₃组成;但在O₂+H₂O环境中,合金氧化速率较大,外层氧化膜发生剥落。纳米晶涂层显著提高了合金的抗高温氧化性能,在O₂气氛中表面形成Al₂O₃,而在O₂+H₂O气氛中表面氧化膜主要为NiAl₂O₄。同时,纳米...     

Nb2O5/TiO2微弧氧化复合膜层微观组织和高温性能的研究

为了研究Ti6Al4V钛合金微弧氧化膜层的抗高温氧化性能,在硅酸钠电解液中添加纳米铌(Nb)颗粒制备了Nb₂O₅/TiO₂复合膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构和相组成。结果表明：随着纳米Nb浓度增加,膜层表面微孔直径增大、数量减小,膜层中Nb元素含量逐渐增加至5at%,膜层厚度由42.28μm增加至55.48μm;膜层由锐钛矿型TiO₂、金红石型TiO₂、Al₂TiO₅、Nb₂O₅及Nb-Ti化合物组成,金红石型TiO₂峰值和Nb₂O₅峰值逐渐上升;试样增重由基体10.25 mg/cm²降低至Nb浓度为6 g/L制备膜层的2.281 mg/cm²,平均氧化速率由2.8472×10^-5 mg·cm^-2     

Al2O3f/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织及时效行为

采用维氏显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了Al₂O_3f/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织和时效行为。结果表明：复合材料的组织主要由α-Mg、Al₂O₃、β-Mg₁₇A1₁₂、Mg₂Si、MgO、Al₂Nd、Al₂Gd以及Al₁₁Nd₃相组成。Al₂O₃短纤维的引入加速了基体合金的时效动力学，使基体合金的时效峰值时间由32 h显著缩短至24 h。时效过程中，β-Mg₁₇Al₁₂相主要以连续析出和非连续析出两种形式析出，连续析出和非连续析出的生长呈竞争关系，随着时效时间的增加，非连续析出相逐渐长大并由晶界向晶粒内部推移，过时效阶段晶粒内部出现成片的非连续析出相。     

ZK60合金表面含纳米Y2O3微弧氧化涂层的体外降解、磨损性能和生物相容性(英文)

为了进一步降低镁合金微弧氧化(MAO)涂层的降解速率并提高其耐磨性能，通过在电解液中加入纳米Y₂O₃的方法，制备含纳米Y₂O₃的镁合金MAO涂层，并借助显微结构观察、磨损实验、电化学实验、浸泡实验和细胞毒性实验对其进行研究。结果表明，微弧氧化涂层中主要含有Ca₈YMg(PO₄)₇和Y₂O₃颗粒，Ca₈YMg(PO₄)₇能稳定涂层，纳米Y₂O₃能封闭微孔，从而降低涂层的降解速率，并提高其耐磨性。在Hank’s溶液中，涂层的降解速率从0.14 mm/a降至0.06 mm/a。在相同摩擦距离下，涂层体积损失从0.46 mm³降至0.27 mm³。MAO涂层具有良好的生物相容性，细胞相对增殖率(RGR)超过90%。含纳米Y₂O...     

(Y,Gd)2O3:Eu3+纳米粒子制备过程中的合成动力学

采用反向滴定共沉淀法制备出（Y,Gd）₂O₃:Eu³⁺前躯体,再在不同温度下煅烧,获得（Y,Gd）₂O₃:Eu³⁺纳米粒子,用XRD和SEM对样品物相组成及形貌进行了表征;用TG-DTA获得了佯品在不同升温速率下的热分解曲线.结果表明,前躯体在煅烧过程中的物相变化分为3个阶段,用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算出各个反应阶段的表观活化能,其平均值分别为191.54,557.05和236.58 kJ·mol^-1并建立了动力学方程;（Y,Gd）₂O₃:Eu³⁺晶粒生长活化能是35.58 kJ.mol^-1,纳米粒子形核过程中的晶粒长大由晶界扩散控制.