三辊研磨剥离鳞片石墨制备低碳含碳耐火材料用微/纳米石墨薄片

对三辊研磨剥离技术在低碳含碳耐火材料中的应用进行理论分析的基础上,以鳞片石墨(FG)为原料、酚醛树脂(PF)作为研磨介质,采用三辊研磨机差速剥离得到微/纳米石墨薄片(GNP),研究了剥离次数对剥离产物结构和形貌的影响。以乙醇为溶剂,对FG经三辊研磨剥离得到的产物进行浸泡、超声清洗以排除PF后再干燥,并对产物进行了XRD、SEM、TEM和粒度分析等表征。研究发现,尺寸～150微米级、厚度为几微米级FG在剥离过程中厚度不断减薄,尺寸也有所减小,当剥离次数逐渐增加到8次甚至16次时,剥离得到了尺寸为10～30μm、厚度达30～100 nm的GNP。相关技术能够应用到低碳、超低碳耐火材料工业以降低碳含量,以及推广到航空工业树脂基碳纤维复合材料中以改善树脂界面结合强度。     

16Mn钢表面组织超细化研究

利用表面机械研磨方法对16Mn钢进行了表面组织超细化处理，利用TEM分析研究了样品表面的微观组织形貌．并测试了沿厚度方向的硬度变化。结果表明，16Mn钢经表面机械研磨处理后，其表层组织得到了细化，由表及里依次为纳米和亚微米级晶粒、微米级晶粒和正常基体；硬度沿厚度方向逐渐减小，且表层硬度远远高于内部基体的硬度。     

表面机械研磨诱导AISI 304不锈钢表层纳米化Ⅰ.组织与性能

采用表面机械研磨处理(SMAT)在AISI 304不锈钢上制备出纳米结构表层,研究纳米化行为及其对硬度的影响.结果表明:经过SMAT后,样品表面形成了厚度约为30μm的纳米晶层,显微组织由平均晶粒尺寸约为10 nm的单一马氏体相演变为尺寸稍大的双相组织;在距表面30-300 μm的范围内,显微组织由以亚微米级的奥氏体多系孪晶为主逐渐演变为单系孪晶.表面纳米化是晶粒碎化与纳米尺度新相形成共同作用的结果.与心部相比,表面硬度显著提高.     

表面机械研磨诱导AISl 304不锈钢表层纳米化I.组织与性能

采用表面机械研磨处理(SMAT)在AISl 304不锈钢上制备出纳米结构表层，研究纳米化行为及其对硬度的影响．结果表明：经过SMAT后，样品表面形成了厚度约为30μm的纳米晶层，显微组织由平均晶粒尺寸约为10nm的单一马氏体相演变为尺寸稍大的双相组织，在距表面30—300μm的范围内，显微组织由以亚微米级的奥氏体多系孪晶为主逐渐演变为单系孪晶．表面纳米化是晶粒碎化与纳米尺度新相形成共同作用的结果．与心部相比，表面硬度显著提高．     

采用抗坏血酸液相还原法制备微纳米铜粉

研究以抗坏血酸为还原剂、采用液相还原法制备微纳米铜粉过程中pH值、混合方式和混合速率对铜粉形貌和粒径的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成产物进行表征。结果表明:液相反应溶液体系的pH值对反应产物的物相及其形貌有决定性的影响;当p H值控制为3~8时,还原产物为纯铜相;当p H为9~12时,产物是金属Cu与Cu_2O混合相;当p H值高于13时,还原产物为Cu_2O相;反向滴定即CuSO_4溶液向抗坏血酸溶液中滴定时制备的铜粉颗粒粗大呈微米级,正向滴定获得的铜粉细小呈亚微米级;以快速倾倒方式获得的铜粉颗粒尺寸分布窄且分散性良好,以慢速滴注获得的铜粉的尺寸与形状与前者的相近,但分布不均匀。     

磨料尺寸对固结金刚石聚集体磨料垫研磨石英玻璃加工性能的影响

石英玻璃的研磨加工是其超光滑抛光加工的前道工序,对其加工效率和最终表面质量影响甚大。针对石英玻璃的硬脆特性,采用固结金刚石聚集体磨料研磨垫,对其高效低损伤研磨加工工艺进行了研究。探索了金刚石聚集体磨粒的一次颗粒尺寸、二次颗粒尺寸、研磨压力和研磨液流量4因素对研磨石英玻璃加工性能的影响,综合优化得到加工效率高和表面质量优的工艺参数。实验表明:采用固结金刚石聚集体磨料研磨垫,当一次颗粒尺寸和二次颗粒尺寸分别为1.0~2.0 μm和20~25 μm,研磨压力为14 kPa,研磨液流量为60 mL/min时,材料去除率达到2.64 μm/min,平均表面粗糙度值R_a为54.2 nm。      

13×4.50B车轮轮辋辊压成形工艺关键技术及数值模拟

针对13×4.50B车轮轮辋的结构特点,利用有限元软件ABAQUS/Explicit对车轮轮辋辊压成形工艺及关键工艺参数进行数值分析,并进行试验验证。模拟分析了轮辋辊压工艺中的辊压成形次数n、变形系数M、轮辋标定直径D和轮辋标定宽度A等参数对辊压成形的影响;介绍了车轮轮辋关键尺寸的计算方法;通过模拟分析得到了轮辋的扩口应力和厚度关系云图、第一至第三辊压应力和厚度云图,并进行辊压过程准静态分析等。模拟结果表明:变形系数M为关键工艺参数,标定宽度尺寸A和轮辋标定直径D在各道次中基本保持一致,D的扩张余量为1%较合理,试验结果与模拟结果相符合。     

表面机械研磨处理对316L不锈钢组织和性能的影响

对2.8mm厚的316L不锈钢板的上下表层进行机械研磨处理(SMAT),对经过不同时间的SMAT后的样品的表层组织进行金相观察,并测量SMAT不同时间的样品的硬度、抗拉强度.结果表明,经过表面机械研磨处理不同时间后,在316L不锈钢板表层获得了不同厚度的表面强化层,强化层组织为沿厚度方向由纳米晶层向微米晶层过渡的梯度组织;随着SMAT时间的增加,总的强化层厚度增加;表面组织的变化导致了表面硬度明显增加,整体材料的屈服强度增加;表面机械研磨处理时间对性能的影响并非线性增加,表面硬度和整体材料的屈服强度在处理5min时增加显著,处理时间继续增加到15、30和60min,它们的增加速度很小.拉伸断口表面形貌的扫描电镜观察表明,经过5min处理后的样品,表层的剪切唇变形区域面积增加,断口微观特征为长条状的韧窝,但是随着处理时间的增加,剪切唇区的尺寸并没有继续增加,而是开始下降,表面硬化区域的增加造成了塑性变形能力的下降.     

Effect of Nanocrystalline Surface and Iron-containing Layer Obtained by SMAT on Tribological Properties of 2024 Al Alloy

采用表面机械研磨处理技术,选用陶瓷球和钢球作为弹射介质,在 2024 铝合金表面分别制备出纯净的纳米晶层和含铁纳米晶层。表面机械研磨处理前后2024铝合金摩擦磨损性能在载荷为1.5 N的条件下与直径为 5 mm 的 GCr15 钢球对磨进行了研究。结果表明,表面机械研磨处理 30 min 后,陶瓷球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸达到 49.2 nm,钢球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸细化到 52.1 nm。此外,采用钢球作为弹射介质进行表面机械研磨处理在纳米晶表层引入了厚度约为 5 μm 的含铁层。在晶粒细化、硬度增加和含铁层的润滑作用共同作用下,2024铝合金的耐磨性能得到显著改善     

生物约束成型与化学沉积制备Cu微米杆材料

采用微生物法和化学沉积法在直径为0.4-0.6μm的诺卡氏(Nocadia)菌体表面成功沉积了厚度约为200 nm、晶粒尺寸约为20 nm的Cu镀层,制备出新型Cu微米杆材料.在相同条件下,十二烷基苯磺酸钠对菌体的分散效果好于焦磷酸钠.在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和机械搅拌联合分散下,菌体均匀分散在前处理溶液和镀铜液中.施镀过程中,菌体保持原有形状,得到了纳米Cu晶粒组成的微米级杆状金属材料.     

成分及工艺因素对球墨铸铁石墨漂浮的影响

采用金相观察法研究了成分及工艺参数对球墨铸铁石墨漂浮程度的影响规律。结果表明,石墨漂浮带的深度将随碳当量增加（尤其是碳量的增加）和铸件壁厚、浇注温度的增加而增大。碳当量高是引起石墨漂浮的主要原因。石墨漂浮的出现有一个临界碳当量值,但这个临界值不是固定的,它还与铸件厚度和浇注温度有关,碳当量对石墨漂浮的影响对壁厚很敏感,铸件壁厚越大,随碳当量增加石墨漂浮增加的幅度越大。     

Tribological behaviors of Ag−graphite composites reinforced with spherical graphite

Two kinds of Ag−graphite composites reinforced with spherical graphite (SG) and conventional flake graphite (FG) were prepared by powder metallurgy technology. The effect of graphite morphology on the tribological behavior for the Ag−SG and Ag−FG under the dry sliding wear was investigated with a pin-on-disk tribometer at a load of 3.0 N in atmosphere condition. The results indicated that the minimum wear rate of 3.5×10⁻⁵ mm³/(N·m) for Ag−FG was achieved and it reduced by nearly an order of magnitude, reaching 1.6×10⁻⁶ mm³/(N·m) for the Ag−SG. The obviously different tribological behaviors between the Ag−SG and Ag−FG were closely related to the formation of cracks in the sub-surface. The stress concentration tended to generate at the edges of flake graphite during sliding process, which resulted in the cracks and severe delamination wear of Ag−FG. However, no cracks were found around the spherical graphite in Ag−SG. The spherical graphite can effectively inhibit the initiation and propagation of cracks, achieving high wear resistance.     

聚四氟乙烯高分子复合碳纤维浸渍石墨生产工艺与应用

高分子复合碳纤维—聚四氟乙稀乳液浸渍石墨,是特殊树脂浸渍石墨材料中的一种,它不仅具有优良的热传导性能,更具有优越的耐腐蚀性、耐高温性能。本文介绍了我公司在聚四氟乙稀高分子复合碳纤维浸渍石墨生产中的工艺及应用。     

蠕墨铸铁批量化生产的刀具选型及其加工参数研究

蠕墨铸铁以其良好的强度、耐热性、耐磨性和抗疲劳性逐步取代了发动机缸体和缸盖传统使用的灰铸铁材料。实践表明,在蠕墨铸铁加工时,刀具磨损的速度是加工灰铸铁的10~20倍,机床功率也会增大10%~30%,较低的加工效率和高昂的加工成本严重阻碍了蠕墨铸铁的批量化生产。根据现场生产经验,结合刀具提供商的推荐,选用了4款不同涂层厚度和不同槽型的硬质合金刀具,在线速度100~200 m/min的范围内进行多组切削试验,结果表明,化学气相沉积方法(CVD)制备的厚涂层PM槽型硬质合金刀具,在线速度190 m/min时,表现出最好的刀具寿命。小批量生产验证,与试验结果基本一致。本文研究成果对蠕墨铸铁的批量化生产起到了重要指导作用,大幅降低流水线上的换刀、调刀频率,在保证加工质量的同时,有效提高了企业的生产效率。     

薄壁灰铸铁件中的蠕虫状石墨

研究３ｍｍ的薄壁灰铸件的石墨形态，特别是蠕虫状石墨的形态。这种蠕墨呈单片或空间相互联结的多个蠕墨片；尺寸非常细小，其长度和厚度为蠕墨铸铁件中的蠕墨的１／３－１／１０。     

电磁场辅助HFCVD制备高场发射性能薄膜

目的提高碳素薄膜的场发射性能。方法在热丝化学气相沉积(HFCVD)技术的基础上,针对不同的甲烷浓度(体积分数,全文同)1%和5%,通过施加外场(电场、磁场以及电磁耦合场)分别调控出不同组织结构的薄膜。采用SEM观察薄膜的表面形貌,用Raman检测薄膜的成分,用场发射测试装置来表征薄膜的场发射性能。结果外场作为革新传统工艺的手段,可以影响HFCVD沉积过程。磁场的主要作用是降低晶粒尺寸,电场能够有效促进sp~3相向sp~2相转变,电磁耦合场在此基础上,还可以有效调控出高长径比的表面形貌。甲烷浓度为1%时,制备了金刚石薄膜,开启电场为11.2 V/μm,加入电场或电磁耦合场后,薄膜表面被刻蚀,发生金刚石向石墨的转变,开启电场降低到6.75 V/μm,场发射性能提高。甲烷浓度为5%时,加入磁场、电场制备的薄膜,开启电场由12.75 V/μm依次下降为11.5、9 V/μm,电磁耦合场的刻蚀作用可以获得尖锥状的形貌,且石墨相含量高,开启电场最低(5.65 V/μm),场发射性能最好。结论采用外场(电场、磁场以及电磁耦合场)辅助HFCVD的方式可以制备出多种薄膜,电磁耦合场在较高甲烷浓度时,不但可以提高石墨相含量,还可以获得高长径比的表面形貌,可有效提高薄膜的场发射性能。     

聚四氟乙烯浸渍剂在石墨设备中的应用

本文在介绍了酚醛树脂、呋喃树脂做石墨材料浸渍剂的性能及特点的基础上分析了聚四氟乙烯做石墨材料浸渍剂的必要性及以前所取得的成果及存在的问题，通过实验提出了解决这些问题的可能性，并成功实现了聚四氟乙烯浸渍石圣的新的工艺路线。     

Growth of Free-standing Diamond Films on Graphite Substrates with Ti Interlayers

DIAMOND has many remarkable chemical andphysical properties,such as extreme hardness,highthermal conductivity,high electrical resistively andexcellent optical transparency and so on.For diamond,approximately5.5ev is required to excite an electronfrom the valence band to the conduction band,compared with1.1ev for Si and0.7ev for Ge m.Therefore,Diamond is a wide band gap material.Furthermore,due to the high vibration energy of carbonatoms in diamond,the frequency of infrared absorptionis abn…     

锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料,日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。概述了锂离子电池的工作原理和石墨嵌锂机制,针对石墨负极材料理论比容量(372 mA.h/g)较低和电解液兼容性较差等问题,总结了近年来石墨负极材料的改性手段,主要分为表面改性和结构调控等2类,其中表面改性技术包括氧化和卤化处理,特点是通过调控界面化学性质,可增强石墨结构的稳定性,促进稳定SEI膜的形成,但对于石墨储锂容量的提升非常有限;结构调控包括剥层法和缺陷构筑法,特点是通过扩大石墨层间距、降低石墨维度及在石墨结构上构筑缺陷,从而增加锂离子的活性位点,提供更多锂离子扩散通道,缓解循环过程中的体积变化,改善石墨与电解液的相容性,显著提升石墨的储锂性能。最后对石墨负极材料的未来发展趋势进行了展望。     

球墨铸铁石墨球核心组成及形核机制的研究

通过浇注相同球化剂、不同孕育剂处理的球墨铸铁楔形和激冷试样,采用FE-SEM对石墨球核心的形貌、尺寸、物相组成进行分析,对核心物质与石墨的失配度进行计算.结果表明,石墨球核心形状各异,主要有球形、锥形以及片状.核心的尺寸为0.6～7μm.核心物质主要由硫化物、氧化物、碳化物等组成.石墨球异质核心既有单个核心结构,也有双重和多重核心.大部分核心物质与石墨的失配度6低,可以直接成为石墨形核衬底,但SiO2与石墨失配度高,需要SiC结合才能间接成为石墨形核衬底.