高性能混凝土微裂缝与显微结构的研究

本文从宏观性能和显微结构两方面进行试验研究后发现，高性能混凝土内部微裂缝的产生是混凝土耐久性降低的主要原因。减水剂、掺合料及引气剂的掺入，可使孔结构细化，并通过火山灰效应和孔内的填充效应显著改善混凝土的耐久性。     

扫描电镜在无机非金属材料研究中的应用

扫描电镜作为一种有效的显微结构分析工具，可以对各种材料进行多种形式的表面形貌的观察与分析。它具有分辨率高、景深长，成像富有立体感等优点。利用扫描电镜的图像研究法分析显微结构，其内容丰富、方法直观。随着现代生活对新型建材的需求不断增长，扫描电镜显微测试在无机非金属材料学科领域中的应用也日益广泛。     

锆合金表面Mo/Al/Cr复合涂层的抗高温水蒸气氧化性能

锆合金是重要的核燃料包壳材料,在包壳表面沉积抗高温水蒸气氧化涂层是在失水事故中避免核泄漏的有效途径,然而涂层在高温氧化过程中存在氧化产物不稳定及界面扩散问题。用磁控溅射的方法在Zr-4合金表面沉积Mo/Al/Cr复合涂层,拟利用Al层生成氧化铝提升抗氧化温度上限,利用Mo层阻挡Al与Zr-4基体的扩散。用SEM表征涂层的表面及横截面形貌,利用XRD分析涂层物相结构,用纳米压痕的方法评价涂层的力学性能,用管式炉连接水蒸气发生器来评价涂层的抗高温水蒸气氧化性能。结果表明：在锆合金表面制备的Mo/Al/Cr复合涂层与基体结合良好,结构完整,界面清晰,硬度高于Zr-4合金基体。在高温水蒸气氧化试验中,复合涂层中的Al会发生熔融,导致涂层结构的破坏而不能生成连续致密氧化铝膜。在Cr层、Al层失效的情况下,Mo层可以有效阻挡Al及O元素向基体内部扩散。探讨了Al作为抗氧化层及Mo作为扩散阻挡层的可行性,试验结果可为核燃料包壳涂层的设计选材提供借鉴和支撑。     

超声振动辅助激光熔覆IN718-Hf涂层的抗高温氧化性能

目的 基于航天航空领域对IN718合金的抗高温氧化性能需求,通过活性元素(RE)掺杂与物理场辅助,提升IN718合金的抗高温氧化性能。方法 采用超声振动辅助激光熔覆工艺,在IN718合金表面制备IN718-Hf熔覆层,研究涂层的微观结构演变,以及在800℃下长达100h的氧化行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)研究涂层的显微组织、氧化膜结构和元素分布。通过X射线衍射仪(XRD)分析物相。结果 在不同Hf含量(均以质量分数表示)的涂层中,IN718-Hf(0.3%)涂层中的氧化层最薄、最均匀。Hf的高化学活性使得它很容易与其他元素发生反应,增加了成核粒子数量,使涂层中的微观结构细化。超声振动的施加提升了熔池的过冷程度,同时打碎了熔池中粗大的柱状枝晶,从而达到了细化晶粒的目的。晶粒细化有利于形成致密均匀的氧化层,从而增强材料的抗高温氧化性。氧化层具有双层结构,外层为Mn Cr₂O₄尖晶石,内层为Cr₂O₃。Hf的掺杂和超声振动的施加促进了Mn Cr₂O...     

Y2O3对高热导率Si3N4陶瓷显微结构和性能的影响

以氧含量相对较高的“平价”Si₃N₄粉体(氧含量1.85%(质量分数))为原料,Y₂O₃-MgO作为烧结助剂,制备低成本高热导率Si₃N₄陶瓷,研究Y₂O₃含量对Si₃N₄陶瓷致密化、显微结构、力学性能及热导率的影响。结果表明,适当增加Y₂O₃的加入量不仅可以促进Si₃N₄陶瓷的致密化和显微结构的细化,还有助于晶格氧含量的降低和热导率的提升。Y₂O₃含量为7%(质量分数)的样品在1 900 ℃烧结后的综合性能最佳,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和热导率分别为99.5%、(726±46) MPa、(6.9±0.2) MPa·m^1/2和95 W·m^-1·K^-1。     

X80管线钢不同组织形态的显微结构特征研究

现代管线钢是一种控轧、控冷状态的低碳微合金化钢。由于低碳、超低碳和多元的微合金化设计,以及在控轧、控冷过程中温度、变形量、冷却速度等不同工艺参数的变化,管线钢的显微组织形态呈现多样性和复杂性。在对西气东输二线工程中不同厂家生产的X80管线钢显微组织大量分析的基础上,总结出来X80管线钢显微组织类型、形成机理、形貌特征和鉴别方法。为便于从事研究开发和检验的人员对管线钢的组织进行分析和鉴别,文章简要介绍X80管线钢几种主要组织形态的显微结构特征。     

预烧温度对MnZn功率铁氧体显微结构及磁性能的影响

采用传统氧化物陶瓷工艺制备Mn_(0.777)Zn_(0.133)Fe_(2.09)O_4铁氧体材料,研究了预烧温度对材料微结构和磁性能的影响。结果表明,随着预烧温度的升高,材料的密度(d)、起始磁导率(μi)和饱和磁感应强度(Bs)均先升高后降低,材料的损耗(Pcv)先降低后升高。当预烧温度为910℃时,材料具有最大的烧结密度、饱和磁感应强度、起始磁导率以及最小的磁芯损耗。     

TiO2加入量对MgO-TiO2熟料性能和显微结构的影响

以w(MgO)=96.14%的轻烧氧化镁和w(TiO2)>99.0%的分析纯TiO2为原料,分别加入质量分数0、5%、10%、15%、20%的TiO2,混合均匀,压制成型为30 mm×5 mm的试样,分别在1 500和1 600℃保温3 h烧结,制备得到MgO-TiO2熟料,并研究了熟料的体积密度、显气孔率、抗水化性能、物相组成和显微结构。结果表明:由于TiO2和MgO间的固溶和尖晶石反应,使得方镁石晶粒逐渐长大,反应过程中生成的Mg2TiO4分布在方镁石晶粒周围,降低了试样的显气孔率,提高了熟料的抗水化性能;TiO2添加量为5%(w)时熟料最致密,继续增加时,由于生成的Mg2TiO4体积膨胀,显气孔率有所增大;随着煅烧温度升高,熟料致密度提高,当温度为1 600℃时,能够获得抗水化性能良好的致密熟料。     

VN复合渗层的制备及对45#耐磨性能的影响

目的对45~#强化处理,提高其强韧性和耐磨性。方法采用热反应扩散法(TRD)对45~#基体进行了3种不同的处理,分别为单渗钒、先渗氮后渗钒及先渗钒后渗氮处理。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪进行了微观形貌和物相组成的分析,采用维氏硬度计和旋转摩擦仪对渗层的硬度及耐磨性能进行分析。结果 TRD法处理后,在45~#表面形成一层均匀致密的渗层,其中单渗钒层的厚度为3.86μm,先渗氮后渗钒渗层(先渗氮层)厚度为6.02μm,先渗钒后渗氮渗层(先渗钒层)厚度为8.44μm。单渗钒层的硬度值在1306.6HV左右,而氮化钒渗层的硬度在1549.2~1710.4HV左右,均比处理前试样的硬度(295HV)有明显提高。单渗钒层是由α-Fe和VC相组成,而复合渗层是由VN、α-Fe、Fe_3N和Fe_2C相组成。渗层与基体之间的界面明显,且存在过渡层。单渗钒层试样的平均摩擦系数为0.22,先渗氮层的平均摩擦系数为0.18,先渗钒层的平均摩擦系数为0.20,均小于45~#基体的摩擦系数(为0.29)。结论 TRD法处理后形成的VC、VN渗层能提高钢基体的表面硬度和耐磨性,且钒元素和氮元素渗入的先后顺序对渗层的力学性能有影响。先渗氮层试样效果最佳,往复摩擦实验表明,试样的耐磨性顺序为:先渗氮层先渗钒层单渗钒层45~#基体。     

钢的渗铝工艺技术及性能研究进展

钢材渗铝是通过化学和物理的方法将铝原子渗入钢材表面形成微合金层,改变钢材的表面化学成分和特性的热处理工艺。渗铝处理可以提高钢材耐氧化性能、耐腐蚀性能和硬度,作为一种简单有效的表面化学热处理工艺得到研究者的关注。简要介绍了当前常见的渗铝工艺,如热浸渗铝、热喷涂渗铝、粉末包埋渗铝、料浆渗铝,总结了常见渗铝工艺的特点与不足,随后介绍了研究人员开发出的新型渗铝工艺,如机械辅能助渗铝、电场辅助渗铝、流化床气相沉积渗铝和离子电镀渗铝。论述了渗铝钢的显微结构和渗层的生长机理,对渗铝后的渗铝钢具有耐氧化、耐腐蚀性能的机理进行了讨论说明。最后,对渗铝工艺的发展趋势进行了探讨和展望。