氧化石墨烯的表面羧基化与表征

采用丁二酸酰基过氧化物对氧化石墨烯(GO)进行表面羧基化,制得羧基化氧化石墨烯(GO—COOH),利用红外光谱、X射线电子能谱、热失重等手段对产物进行了表征,并对GO和GO—COOH在水中和甲苯中的分散性能进行观察。研究结果表明:丁二酸酰基过氧化物受热分解产生的端羧基自由基以共价键的方式接枝到GO表面;与GO相比,GO—COOH在水中的分散稳定性更好,而在甲苯中的分散稳定性变差,这一现象说明GO—COOH较GO引入了更多的极性基团。本方法为GO表面增加更多的活性点提供了一条新途径。     

石墨烯改性环氧树脂过程中快速纯化 功能化石墨烯的方法

利用电荷平衡原理,在功能化石墨烯改性环氧树脂的过程中,设计了一种通过添加少量电解质溶液破坏功能化石墨烯体系的电荷平衡,以加速功能化氧化石墨烯的沉降速率,从而在低速离心条件下快速去除双酚A(BPA)功能化石墨烯(BPA-GO)中存在的过量BPA的方法。同时,采用传统的透析法与之进行对比实验,选用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计对两种方法的纯化效果进行了分析,且采用离心分离法探讨了转速对所提方法分离效果的影响。结果表明,所提出的纯化方法对样品的结构没有产生影响,且所提方法相比于传统的透析法,不仅纯化效率较高、效果较好、对设备要求较低,而且具有适用于工业化生产的优点。     

电解水析氢电极材料的研究新进展

电解水是实现工业化廉价制备氢气的重要手段,为减小阴极过电位,降低能耗,研究具有高电催化活性的阴极析氢材料具有重要的意义。影响析氢材料电催化活性的因素主要有能量因素和几何因素,围绕着这两个主要因素,综述了电解水析氢电极材料的最新研究进展,并对析氢电极材料的发展趋势进行了展望。     

预合金粉为黏结剂的TiC钢结硬质合金组织演变与强韧性研究

采用水雾化法制备了Fe-xMo(x=1.5、3.0、4.5、6.0)预合金粉,以这种粉末为黏结剂,采用粉末冶金工艺制备了TiC高锰钢钢结硬质合金。研究了Fe-Mo粉的Mo含量对烧结合金组织演变和强韧性的影响。对球磨粉的粒度检验表明,由于Mo元素的合金化作用,提高了黏结相粉末的硬度,因此,可以将混合粉末破碎得更加细小,提高了粉末的活性,有助于合金的烧结和致密化。合金的组织观察表明,采用Fe-Mo预合金粉为黏结剂可以显著细化和球化TiC硬质相,组织均匀。当合金中Mo的质量分数为1.15%(即Fe-3.0Mo为黏结剂)时,合金的组织最好,强度和韧性达到最大值,分别为2 296 MPa和12.67 J/cm~2。之后,合金的晶粒尺寸随着Mo含量的增加而增大,强韧性逐渐降低。因此,采用成分合适的Fe-Mo预合金粉为黏结剂可以显著提高合金的强韧性。     

WC对碳化钛基高锰钢钢结硬质合金组织与性能的影响

以Fe-Mo、Fe-Mo-Cr预合金粉为粘结剂,加入WC以及Ni、Mn、C等合金元素,采用粉末冶金工艺制备了TiC基高锰钢钢结硬质合金,研究了WC对TiC基高锰钢钢结硬质合金组织与性能的影响。采用扫描电子显微镜对实验合金的组织进行了观察和分析,并对合金的物理力学性能进行了检验。结果表明,未加WC的合金中出现了黑芯-灰环和灰色粘结剂两种结构;添加WC的合金中观察到了黑芯-灰环、灰色粘结剂和其他多种复杂的结构。并且,随着WC含量的增加,合金组织的硬质相晶粒尺寸明显细化。结果还表明,随着WC含量的增加,合金的相对致密度、硬度一直增大,但抗弯强度和冲击韧性先增大后减小。当WC质量分数为15%时,合金的冲击韧性达到最大值12.2 J/cm2,相对致密度、硬度和抗弯强度分别达到98.5%、88.2 HRA、1 852 MPa。因此,这种合金(WC质量分数15%)可以用于代替硬质合金制造挖掘机装载机斗齿的镶嵌件以及采煤机截齿等在冲击条件下使用的耐磨零件。     

玄武岩颗粒增强7A04铝基复合材料的界面结构及力学行为

采用喷射成形技术制备7A04铝合金及玄武岩颗粒增强7A04铝合金复合材料,利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析复合材料微观组织和界面结构,对比研究复合材料的力学性能。结果表明:玄武岩颗粒在铝基体中弥散分布,并与铝基体形成强力结合界面,玄武岩颗粒边缘的SiO2不断被反应生成的Al2O3取代,形成一层几十纳米厚度的高温反应层,反应生成的Al2O3强化玄武岩颗粒与铝基体的结合界面;弥散分布的玄武岩颗粒促进基体中位错增殖、空位形成和析出相的析出,析出相主要以板状的η(MgZn2)相和亮白色条状或椭球状的T(Al2Mg3Zn3)相为主,结合界面、高位错密度及弥散分布的第二相显著提高复合材料的力学性能,添加玄武岩颗粒的7A04铝合金复合材料的屈服强度和极限拉伸强度分别达667 MPa和696 MPa,与未添加玄武岩颗粒的7A04铝合金相比分别提高10.4%和10.1%。     

转炉锰矿直接合金化生产实践

在100 t顶底复吹转炉上使用锰矿自还原压块进行直接合金化工业试验中,并对冶炼过程中钢水和炉渣进行取样分析。研究表明:在采用锰矿自还原压块进行转炉直接合金化时,金属锰的收得率平均为65.17%,但有较大波动;提高转炉终点[C],减少转炉渣量,降低炉渣氧化性可有效提高金属Mn的收得率;当按15 kg/t配入团块,转炉终点温度平均降低18℃,未对转炉的正常冶炼造成影响。     

生物质燃料混合喷吹时对燃烧率的影响

基于煤粉及煤粉与生物质炭的混合试样进行工业分析、热重分析。研究煤粉中占不同比例的生物质炭对煤粉燃烧率的影响。结果表明,随着生物质炭所占比例的增加,试样的着火点硫含量均降低,燃烧速度加快,燃烧率增加,有利于高炉的冶炼。     

5356铝合金焊丝组织与性能的试验对比研究

通过金相、扫描、硬度及拉伸试验等测试分析手段,对自制焊丝(1#)、国产焊丝(2#)和进口焊丝(3#)3种5356铝合金焊丝的表面质量、显微组织以及力学性能进行了对比分析研究。试验结果表明:由于成分配比、杂质含量、加工方法等原因,3#焊丝表面均匀光滑,无裂纹、划痕等显著缺陷,表面质量和力学性能最优;1#焊丝表面存在细微裂纹,晶粒细小均匀分布,表面质量和力学性能次之;2#焊丝表面粗糙,有凹坑及麻点等缺陷,表面质量和力学性能最差。