Co-Cu-Zn三元系相平衡的实验研究

本实验通过采用电子探针显微分析和X-ray衍射分析方法实验研究了Co-Cu-Zn三元体系在800°C和1000°C时的相平衡。在这两个等温截面中均未发现三元化合物。在800°C等温截面,Co在β-CuZn相中的固溶度为32.36%,Cu在β1-CoZn相中的固溶度为5.28%。除此之外,γ-Co5Zn21和γ-Cu5Zn8具有相同的晶体结构,因此,它们之间形成了一个贯穿连续固溶体相。1000°C的等温截面中,β-CuZn相、β1-CoZn相、γ-Co5Zn21相、γ-Cu5Zn8相都消失了。随着温度从800°C上升到1000°C,液相区域增大。     

Ni-Co-Sn三元系相平衡的实验研究

本实验通过采用电子探针显微分析和X-ray衍射分析方法实验研究了Ni-Co-Sn三元体系在700°C和1000°C时的相平衡。在这两个温度截面中均未发现三元化合物。βCo3Sn2相和Ni3Sn2（h）相形成了一个贯穿连续固溶体相。Ni-Sn侧包含Ni3Sn（l）、Ni3Sn（h）和Ni3Sn4三个化合物相,它们中Sn的固溶度是有很大区别的。700°C时,Co在Ni3Sn（l）和Ni3Sn4中的最大固溶度在分别约为6.9 at.%和25.6 at.%,在1000°C时,Co在Ni3Sn（h）中的最大固溶度约为15.5 at.%。在700℃和1000℃下,Ni-Co侧的（αCo,Ni）相为一个贯穿连续固溶体相,并且Sn在（αCo,Ni）相中的固溶度约为1 at.% ~10.5 at.%。Ni在线性化合物CoSn相中的溶解度约为15.9 at.%。     

芒硝/蛭石复合材料蓄冷-释冷性能研究

采用真空浸渍法制备了芒硝/膨胀蛭石（EV）复合蓄冷材料（CPCM），其中9wt%的氯化铵为相变温度调节剂，3wt%的硼砂(Borax)为成核剂；经筛选得到，EV与相变材料的最大负载质量比为1：6。制备的CPCM相变温度为16.2℃，潜冷蓄冷量为105.98kJ/kg，因为EV载体材料提高了比热容，使总蓄冷量达到120.68kJ/kg。芒硝基相变材料(PCM)与CPCM因EV的负载导热系数有所提升，并有效改善了无机盐类相变材料所产生的相分离问题。搭建循环测试装置，确定了CPCM的最优工况，并对CPCM进行100次融化-凝固循环，循环后对CPCM片层进行了SEM测试。结果表明，CPCM热性能稳定，片层无明显破裂，无相分离发生。复合相变蓄冷材料在24℃进口温度时释冷效果明显。故所制备的复合蓄冷材料CPCM适用于空调冷能储存，提高用冷经济性。     

Ge元素的添加对Co-V-Si高温形状记忆合金的组织和热稳定性能的影响

本文对Co₆₄V₁₆Si₂₀形状记忆合金中的硅元素用锗元素取代进行了研究。系统研究了Co₆₄V₁₆Si_20-xGe_x (x = 2,4,6,8, at. %)系列合金在热循环过程中的组织、马氏体转变、热循环稳定性和微观结构演化。当x = 2时,合金为具有D0₂₂结构的单相马氏体组织。随着Ge含量增加到4 at. %和6 at. %,观察到(αCo)相和D0₂₂马氏体相的两相组织。当Ge含量达到8 at. %时,合金呈现(αCo)相 + D0₂₂马氏体相+ R相的三相组织。结果表明,与Co₆₄V₁₆Si₂₀基体合金相比,加入锗元素进行合金化可使可逆马氏体转变温度提高近50℃。虽然在热循环过程中伴随着(αCo)相或R相的析出,但是可逆马氏体相变峰仍然出现在十次热循环中。结果表明,锗元素的添加可以改善Co-V-Si高温形状记忆合金的热循环稳定性。     

三水合乙酸钠/蛭石复合相变蓄热材料性能优化研究

采用真空浸渍法将三水合乙酸钠（sodium acetate trihydrate,SAT）吸附在膨胀蛭石（expanded vermiculite,EV）微孔内,选择EV吸附SAT能力最佳的质量比为1:6。通过扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）观察复合相变材料（composite phase change material,CPCM）的微观结构,显示EV微孔几乎完全被SAT填充。X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）表明SAT与EV化学相容性较好,二者仅发生物理相互作用。通过差式扫描量热法（differential scanning calorimetry,DSC）测试EV在最大吸附能力下,复合材料的相变温度为57.6℃,接近SAT理论相变温度58.1℃;相变潜热为238.8kJ/kg。热重分析（thermogravimetric analysis,TG）结果显示复合材料热稳定性良好。因为EV负载体将SAT间隔为无数微单元,有效改善SAT相变过程中过冷和相分离现象,起到成核剂和悬浮剂的作用。实验研究结果表明,制备的CPCM具有较好的热物性以及稳定的热循环性能,有望成为相变蓄热材料应用于冬季供暖。     

掺杂Ce改善Mn基脱硝催化剂抗水抗硫性的模拟分析

本文通过密度泛函理论（DFT）在原子层面探索了载体类型、金属元素对催化剂抗水抗硫性的影响机制。研究发现,H2O分子在活性组分β-MnO2上的吸附为物理吸附,且相比于 γ -AI2O3载体,H2O分子在ZSM-5分子筛载体上更难吸附,ZSM-5分子筛作载体能提高催化剂的抗水性;掺杂金属元素Ce,不仅抑制了H2O分子在活性组分β-MnO2上的吸附,而且阻碍了SO2分子与活性组分β-MnO2的反应;当SO2和H2O分子同时吸附时,由于SO2的吸附能力更强会优先吸附且占用更多的吸附位,SO2分子会阻碍H2O分子的吸附。通过实验方式对模拟结果进行验证,实验结果与模拟结果一致,进一步证明了模拟结果的准确性。该研究为提高催化剂的抗水抗硫性提供了理论依据。     

Ni-Cr-W三元系富Ni侧fcc相的互扩散及原子迁移率参数研究

利用电子探针微量分析与Whittle-Green方法确定了在1200℃下退火72 h的Ni-Cr-W三元合金体系的互扩散系数。通过DICTRA软件包对实验互扩散系数进行评估以确定原子迁移率。通过全面分析比较模型预测的扩散特性和实验数据的良好一致性验证了原子迁移率的合理性。Ni-Cr-W三元体系中的扩散现象,如扩散路径和浓度-距离曲线可以通过获得的原子迁移率合理地描述,进一步证明了本研究所获得的原子迁移率参数的可靠性。     

Nd-Fe-B-Dy四元系热力学数据库的建立及其合金设计

本研究利用CALPHAD方法,采用合理的热力学模型,热力学优化和计算了Nd-Dy、Dy-B二元系和Fe-B-Dy、Dy-Fe-Nd、B-Dy-Nd三元系的相图,并利用文献报道的其他子二元系和三元系的热力学参数,充分考虑了热力学模型的统一性和参数的兼容性,建立了Nd-Fe-B-Dy四元系合金的热力学数据库,并应用该数据库,预测了Nd-Fe-B-Dy四元合金Nd16-xDyxFe77B7 (x≤5 at.%)的纵截面相图;同时还分析了一系列不同Dy含量的永磁合金在平衡凝固下各相相分数随温度的变化情况。这些计算信息对掺镝NdFeB永磁合金的组织设计以及制备工艺参数的选择具有重要的指导意义。     

Mo-Ti-Ru三元系相平衡的实验研究

本研究利用电子探针成分分析和X射线衍射分析等技术建立Mo-Ti-Ru三元系的1100°C和1300°C等温截面相图,实验结果表明：(1)在1100℃等温截面相图中存在三个三相区,而1300℃等温截面相图中存在两个三相区;(2)在1100℃等温截面中,由于Ti的加入,σ-Mo₅Ru₃相被稳定化并形成一个小单相区;(3)在1100℃和1300℃等温截面相图中,(βTi, Mo)相均从富Mo侧一直延伸至富Ti侧,并且具有较大的固溶度。Mo-Ti-Ru三元系相平衡的测定为Ti基合金热力学数据库的建立提供基础理论信息。     

Fe-Si-B-Cu体系中原位析出非晶/晶体复合粉末的制备与性能研究

本研究基于相图计算的CALPHAD方法和超音雾化技术,设计并制备了具有典型核/壳结构的(Fe0.75Si0.1B0.15)100-xCux(x=0,30,45,55,65,at%)非晶/晶体复合粉末。实验研究了该系列晶体/非晶复合粉体的显微组织,热稳定性,形成机理和磁性能。结果表明:本研究制备的复合粉体均由分布在核层的富FeSiB非晶相和壳层的富Cu相组成。磁滞回线结果表明,随着Cu含量的增加,饱和磁化强度呈线性关系逐渐降低,但对矫顽力的影响并不明显。该类非晶/晶体复合粉体的形成过程为:(1)高温下富Cu相和富FeSiB相的液相分离现象诱发形成核/壳组织;(2)由于富Cu相的玻璃形成能力远低于富FeSiB相,在超音雾化过程中,富FeSiB相从液态被冻结为非晶态,最终形成具有核/壳结构的非晶/晶体复合粉体。