高比表面积环状阵列TiO2的制备及光催化性能研究

采用胶体晶体模板技术,配合溶胶-凝胶和磁控溅射工艺,制备了高比表面积环状阵列结构锐钛矿TiO_2薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等分析测试手段对样品的结构和光催化性能进行了表征。实验结果表明:TiO_2环状阵列薄膜1h催化降解亚甲基蓝的降解率为80.2%,明显优于TiO_2薄膜。环状阵列结构具有大比表面积特征,可显著提高反应物与活性位点的接触几率,因此使光催化活性显著提高。     

物相组成对硅酸镱涂层显微结构和耐蚀性能的影响研究

陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composites CMCs)被视为新一代航空发动机热端部件的主要候选材料。然而,陶瓷基复合材料在服役过程中会受到高温水蒸气腐蚀,从而导致材料性能急剧下降。在CMCs表面制备环境障碍涂层(Environmental barrier coating,EBC)可有效解决这一难题。稀土硅酸盐具有高熔点、与CMCs匹配的热膨胀系数和良好的耐蚀性能等特点,是最具应用潜力的环境障碍涂层材料。大气等离子体喷涂技术是制备稀土硅酸盐环境障碍涂层的常见方法。本文通过固相反应法制备了不同物相组成的硅酸镱粉体,并采用大气等离子体喷涂方法制备了富Yb_2O_3(YS0.75)和富Yb_2Si_2O_7(YS1.25)两种涂层,比较研究了涂层的相组成、微观结构和耐高温水蒸气腐蚀性能。研究发现,YS0.75涂层主要由Yb_2O_3和Yb_2SiO_5相组成,结晶度较高,层状结构明显,涂层内有较多裂纹。YS1.25涂层主要由Yb_2SiO_5和Yb2Si2O7相组成,结晶度较低,片层间结合紧密,涂层含有较多球型气孔。不同物相组成的硅酸镱涂层经1400oC高温水蒸气腐蚀后表面均生成Yb_2SiO_5层。富Yb_2O_3涂层具有更好的耐水蒸气耐蚀性能。     

渗碳处理对等离子喷涂 TaC 涂层结构和物相组成的影响

TaC 涂层在还原气氛下能耐酸、碱、盐等物质的腐蚀，是优异的表面防护涂层材料。本文结合喷雾干燥与等离子球化技术制备TaC粉体，并采用真空等离子喷涂技术制备TaC涂层。采用真空碳管炉对涂层进行渗碳处理，比较研究不同渗碳温度对涂层结构和物相组成的影响。结果发现，相较于喷雾造粒，等离子球化处理的 TaC 粉体呈致密球形，该粉体制备的涂层较为致密，孔隙率较低。此外，喷涂过程中 TaC 发生脱碳产生 Ta2C 相，而渗碳反应可以将喷涂过程中产生的 Ta2C 相转化成 TaC 相。Ta 2C 与 C 反应生成 TaC 的过程受动力学控制，当渗碳温度超过 900 ℃时，几乎完全转化为 TaC 相。