清洗工艺对GH4099蜂窝夹层结构钎焊性能的影响

目的 研究激光清洗和离子轰击对GH4099蜂窝夹层结构钎焊性能的影响,优化GH4099蜂窝夹层结构焊前清洗工艺。方法 分别用400#砂纸、不同激光功率(60~200 W)、不同离子轰击时间(1~2 h)对GH4099带材表面进行了砂纸打磨、激光清洗和离子轰击试验,分析了激光清洗和离子轰击对GH4099表面形貌、O元素含量、BNi2钎料润湿性的影响,测试了不同清洗工艺下蜂窝夹层结构钎焊接头的拉伸性能。结果 随激光功率从60 W增加到100 W,GH4099表面O含量逐渐降低,表面粗糙度逐渐增大,钎料润湿面积百分比增加到83.5%,润湿性增加。当激光功率大于100 W时,表面残留网状分布的氧化物,导致钎料润湿性降低。当激光功率进一步增加到200 W时,氧化物网状分布现象减轻,润湿性随之增加,粗糙度也有所降低;随离子轰击时间从1 h增加到2 h时,带材表面氧化皮逐渐去除干净,钎料润湿性随之增加,钎料对离子轰击2 h的表面的润湿面积百分比达到91.2%,与400#砂纸打磨的相当。经离子轰击2 h、1 020 ℃-15 min钎焊获得的夹层结构等效抗拉强度为11.9 MPa。结论 与激光清洗相比,离子轰击可以同时去除蜂窝型面及附近侧壁部分的氧化皮,能更有效地改善钎料对蜂窝基体的润湿性。     

增材制造GH3536合金的高温拉伸及疲劳裂纹扩展性能研究

采用选区激光熔化技术制备GH3536合金试样,经热等静压和固溶处理后对合金试样的显微组织、高温拉伸性能和不同应力比下的裂纹扩展性能进行了分析。结果表明,经热等静压和固溶处理后合金试样内部存在2种不同大小的等轴晶粒,在晶间存在连续片状分布的M₂₃C₆和M₆C碳化物。合金试样的拉伸性能随着温度的升高而不断下降,断裂方式由室温下的韧性断裂转变为900℃下的脆性断裂。在不同应力比下,合金试样的裂纹扩展方式主要为穿晶扩展,裂纹扩展速率随着应力比的不断上升而提高,在高应力比下合金内部的疲劳裂纹更倾向于在取向差较小的晶粒内部扩展。     

GH3230合金焊接板材长期热暴露后组织和性能研究

研究了GH3230合金焊接板材在经过不同温度(700～1000℃)、不同时间(1000～2000 h)的长期热暴露处理后显微组织和力学性能的变化。结果表明：热暴露处理后熔化区铸态组织的枝晶成分偏析程度显著降低,并且随着热暴露温度的升高,降低效果更明显,逐渐形成晶粒组织。在800℃以上长期热暴露后,室温抗拉强度和屈服强度有所降低,延伸率逐渐上升,主要是由于热影响区小颗粒状(CrW)₂₃C₆碳化物回溶和W₆C碳化物粗化导致的。随热暴露温度升高,高温持久断裂时间明显降低,而持久塑性有所升高,母材晶粒尺寸较小和碳化物粗化是焊接板材断裂在母材处的原因。     

离子筛MnO_2·0.4H_2O的固相法制备及特性研究

以单水氢氧化锂和四氧化三锰为原料,用固相法制备出锂离子筛锰酸锂,改变n(锂)/n(锰)之后,用同样的方法制备出另一物质Li1.33Mn1.67O4,经硝酸洗涤脱锂后制备了锂离子筛MnO2·0.4H2O。测定了酸洗时前驱体的锂洗脱率、锰溶损率,研究了锂离子筛MnO2·0.4H2O的饱和吸附量、稳定性、pH滴定曲线。结果表明,前驱体Li1.33Mn1.67O4经硝酸二次酸洗后,锂洗脱率和锰溶损率分别为62.7%和6.0%。在含0.1 mol/L氢氧化钠和10 mmol/L氯化锂的溶液中,经固相法制备的锂离子筛MnO2·0.4H2O对锂离子的饱和吸附量达到24.6 mg/g,并且具有较好的稳定性,pH滴定曲线表明锂离子筛对锂离子具有很好的选择性。     

石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12的改性研究现状

固态电解质是高安全性、高能量密度的全固态锂电池的核心部件,其典型代表Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)具有高离子电导率、高机械强度、高电化学稳定性、低界面阻抗以及对锂金属负极良好的稳定性等优势,是科研人员重点关注的对象之一,但与液态电解质相比,目前LLZO仍存在低离子电导率和与电极固-固界面接触等问题。本文主要简介了LLZO的晶体结构、改性方式等对其离子电导率及界面阻抗的影响,同时对LLZO现存的问题进行了总结,对LLZO的未来发展方向进行了展望,为探索全固态锂电池的实际生产应用提供理论指导。     

锂铝硅透明微晶玻璃析晶动力学研究

本文利用经典方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了非化学计量的锂铝硅Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-ZrO₂-P₂O₅透明微晶玻璃的析晶动力学,采用DSC、XRD和SEM研究了晶化温度对玻璃析晶行为的影响。结果表明:在较低的起始析晶温度下Li₂Si₂O₅和Li₂SiO₃析出,随晶化温度的升高,主晶相转变为LiAlSi₄O₁₀,Li₂SiO₃晶相消失,晶体尺寸变小,在550 nm处微晶玻璃透过率由89.3%升高到90.6%;利用Kissinger方法计算出的Li₂Si₂O₅和LiAlSi₄O₁₀的析晶活化能分别为349.5 kJ/mol和184.2 kJ/mol,平均晶体生长指数分别为3.05和1.42。     

Investigation of the effect of ytterbium doping on photoluminescence and photocatalytic activity of Li4Ti5O12

This work reports the combined effect of the morphology and crystallization to investigate the role of Yb³⁺ as an additive in Li₄Ti₅O₁₂ crystals on its photocatalytic and photoluminescence (PL) properties. With the pure phase, the synthesized samples have a spherical morphology and spherical structure with good crystallinity and uniform particle size distribution. Li₄Ti₅O₁₂ doped with ytterbium (Yb³⁺), were obtained by a new optimized hydrothermal approach. The crystal properties and surface morphology of the synthesized compounds were examined by X-ray diffraction method and field emission scanning electron microscopy. Bond structures and surface areas were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy and Brunauer-Emmett-Teller analyses. Finally, the excitation and emission spectra were obtained by a PL spectrophotometer. The PL results show that room-temperature PL of Yb³⁺ doped Li₄Ti₅O₁₂ phosphor has an emission peak at 710 nm which can be attributed to Li₄Ti₅O12 crystal defect emission. Moreover, it has been found that Yb doping resulted in enhancement of photocatalytic activity, evaluated by monitoring the degradation of methylene blue solution. Note that, 0.01% Yb doped lithium titania phosphor exhibited excellent photocatalytic activity.     

粉末循环老化对GH4169激光熔覆修复组织和性能的影响

目的 探究激光熔覆修复工艺中,循环使用对粉末造成的老化效应及其对组织和性能造成的影响,为粉末循环工艺提供相关理论依据和指导。方法 针对GH4169高温合金,进行了粉末循环利用的实验,将激光熔覆制造过程中的残余粉末再次投入送粉器,进行多次回收循环制造过程。使用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、万能力学试验机等设备,研究了粉末在循环使用过程中的演变,以及循环使用前后熔覆修复组织的微观形貌、维氏硬度、弯曲强度性能的差异。结果 随着回收循环次数增加,粉末粒径增大,表面出现熔融现象,粉末的成分出现了变化,其中Nb元素含量显著上升。在回收粉末中发现了具有磁性的杂质颗粒。相比于使用新粉末,使用回收粉末得到的熔覆组织中的Nb元素偏析程度增大,晶粒组织粗化。经过4轮循环后,熔覆层硬度自325.13HV下降至282.81HV,修复试样弯曲强度自785.85 MPa下降至739.41 MPa,下降幅度约为5%。结论 循环工艺对粉末产生了明显的老化影响,这一老化行为从能量和成分两个方面导致了激光熔覆修复GH4169合金组织和性能的劣化。     

镍基高温合金GH4282的凝固和偏析行为

采用差示扫描量热（DSC）分析、显微组织观察和热力学计算相结合的方法对镍基高温合金GH4282的凝固过程和元素偏析行为进行研究,得到了合金的凝固顺序以及元素偏析特征。结果表明,GH4282合金的凝固顺序为：γ基体、MC碳化物以及少量的硼化物。由DSC测得的合金GH4282合金的固-液相温度范围为1316~1367 ℃,MC、M6C型碳化物和γ′相的溶解温度分别为1338 ℃、1092 ℃和1003 ℃。热力学计算结果表明,GH4282合金在凝固过程C、B、Ti和Mo偏聚于枝晶间,Al偏析于枝晶干,Cr、Fe和Co几乎不发生偏析,这与铸态组织观察到的元素偏析特征是一致的。     

等离子喷涂制备MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层的高温氧化行为

以高能球磨法制备的纳米MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合粉末为喷涂材料,利用等离子喷涂技术在GH4169合金表面沉积了MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层,并研究了GH4169基材和复合涂层合金试样在900°C静态大气环境下的循环氧化行为。结果表明：复合涂层表现出较好的抗高温氧化性能,其氧化速率仅为1.23×10<sub>-7</sub> mg<sub>2</sub>.cm<sub>-4</sub>.s<sub>-1</sub>,这归因于MoSi<sub>2</sub>在氧化早期形成了SiO<sub>2</sub>相,可以自封氧化膜。氧化后期SiO<sub>2</sub>的脱落,Mo<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>相的再次氧化生成MoO<sub>3</sub>和MoO<sub>2</sub>气相,以及MoSi<sub>2</sub>的内氧化直接气化,会降低涂层的抗氧化性能。