VSi_2嵌锂性质的第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算Li嵌入VSi_2的各种可能反应的嵌Li形成能、理论比容量和体积膨胀率,从热力学上证实VSi_2可以与Li反应,并得到最有可能的反应路径为:Li嵌入VSi_2中首先生成V_5Si_3和Li_(13)Si_4;然后Li_(13)Si_4与Li反应形成Li_(21)Si_5;V_5Si_3不再与Li反应;最终态为V_5Si_3和Li_(21)Si_5。通过对嵌Li路径的分析,得到Li-Si-V三元系0K相图。进一步计算VSi_2和V_5Si_3的电子结构和弹性性质,发现嵌Li前后硅化物的导电性质没有改变,但嵌Li产物V_5Si_3的导电性和延展性优于基体VSi_2。计算结果表明:VSi_2在嵌Li过程中生成的V_5Si_3,可以作为缓解体积膨胀的缓冲相和具有更好导电性能的导电剂,从而提高其脱嵌Li的循环性能。     

弹塑性应力作用下X80管线钢的菌致开裂行为

目的 揭示硫酸盐还原菌（SRB）在管线钢表面裂纹萌生中的作用。方法 采用恒载荷实验装置施加弹性和塑性应力,通过XPS和EDS分析产物成分,利用SEM观察微生物膜形态、管线钢腐蚀形貌,研究弹性和塑性应力作用下管线钢的微生物致裂裂纹萌生和扩展行为。结果 弹性和塑性应力对SRB生长无明显影响。不管是在弹性应力还是塑性应力作用下,SRB生理活动均改变了腐蚀产物的结构,增加了腐蚀产物的硫含量,提高了管线钢局部腐蚀敏感性。与弹性应力作用相比,塑性应力和SRB协同作用对管线钢微裂纹萌生和扩展的影响更大。塑性应力作用下,灭菌和接菌环境中管线钢表面均产生了微裂纹分叉。结论 弹性应力和塑性应力均促进了管线钢的微生物腐蚀过程。塑性应力作用下管线钢菌致开裂更加剧烈,裂纹扩展过程与SRB生理活动有关。     

锌浴中Ni-Bi协同作用对铁硅合金热浸镀锌层中间相组织的影响

目前,对热镀锌浴中加入Ni,Bi后的协同作用研究不多,且认识不一致。利用光学显微镜、SEM-EDS研究了锌池中的Ni和Bi的协同作用对Fe-Si合金基体热浸镀锌中间相组织的影响。结果表明:对于纯铁基体,Ni或Ni-Bi的协同作用可以减缓Fe-Zn反应速度;对于含硅量为0.1%(质量分数,下同)的基体,Ni能完全控制硅反应性;对于高硅合金基体,Ni只能部分控制其硅反应性,而Ni-Bi协同作用对硅反应性的控制效果明显;对于含硅钢镀锌,为了控制硅反应性,在锌浴中加入0.1%Ni+0.5%Bi效果较理想。     

Ti对Fe-Cr-Ni-Al合金抗氧化性能的影响

采用增质(质量增加)法研究Ti对显微组织为γ-Ni+γ′-Ni3Al的Fe-Cr-Ni-Al镍基合金和显微组织为α-Fe+β-NiAl的Fe-Cr-Ni-Al铁基合金在900℃下的高温氧化行为的影响。利用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射对氧化物的形貌、成分和相组成进行分析。结果表明:Fe-Cr-Ni-Al合金在900℃下氧化的质量增加遵循抛物线规律;当Fe-Cr-Ni-Al镍基合金中加入Ti后,合金表面形成一定的保护性较差的TiO2,随Ti含量增加,TiO2增多,发生严重的内氧化,导致合金抗氧化性能变差;而Fe-Cr-Ni-Al铁基合金中加入适量Ti时,合金表面形成保护性良好的Al2O3氧化膜,且Ti在晶界偏析,生成的TiO2将连续的外氧化膜和基体钉扎在一起,增加氧化膜的附着力,从而改善合金的抗氧化性能。但随Ti含量提高,Ti的偏聚程度增加,晶界上形成较多的TiO2,导致一定程度的内氧化,使铁基合金的抗氧化性能降低。     

硅对45钢热浸镀铝层真空扩散处理显微组织的影响

利用扫描电镜和能谱分析手段研究了铝池中的硅对热浸镀铝层在真空高温扩散处理过程中的显微组织演变的影响。确定了扩散层的组成相,研究了镀层的生长动力学,讨论了扩散层空洞带的形成机理。研究表明,铝池中的硅能减少热浸镀铝层的厚度。在同样的扩散条件下硅的添加抑制了Fe2Al5的生长,促进了FeAl和富铝α-Fe层的生长。扩散处理时从含硅的Fe2Al5中容易析出τ1-（Al,Si）5Fe3相或FeAl相。硅的加入使得FeAl层和富铝α-Fe层间的空洞或晶间裂纹易于早期出现,但随着扩散时间的延长,又逐渐减小或消失。空洞的形成与消失与硅在FeAl层中的富聚有关。由于Fe2Al5相与其中析出的τ1-（Al,Si）5Fe3相发生包共晶反应,即：τ1＋Fe2Al5L＋FeAl,形成了不连续的外侧FeAl层。     

Al-Fe-Sn三元体系的相平衡（英文）

利用平衡合金法,采用扫描电镜-能谱仪和X射线衍射方法对Al-Fe-Sn三元系973和593 K等温截面的相关系进行实验测定。实验结果表明:在此两个截面上均未检测到三元化合物;973 K时液相中Fe的最大固溶度为1.6%(摩尔分数),而593 K时Fe和Al在液相中的最大固溶度分别为0.6%和5.1%(摩尔分数);在973和593 K等温截面上,Sn在Fe-Al化合物中的最大固溶度分别为4.2%和2.3%(摩尔分数);Fe-Al化合物均能与液相保持平衡。     

T91钢在5.0% NaCl中性盐雾中的腐蚀行为

通过腐蚀质量损失分析,宏、微观腐蚀形貌观察及腐蚀产物分析等方法研究了T91钢在5.0%(质量分数)NaCl中性盐雾中的腐蚀行为。结果表明:在盐雾腐蚀过程的前75h,T91钢的腐蚀速率较低,表面腐蚀产物生长缓慢,75h后T91钢的腐蚀速率急剧增大,表面腐蚀产物快速增多增厚;T91钢表面的腐蚀产物主要为Fe和Cr的氧化物;T91钢表面首先产生局部腐蚀,进而发展成腐蚀斑,最后腐蚀斑底部产生新的局部腐蚀。     

Fe-C-Ta三元系相关系的实验测定与热力学计算

采用差热分析(DTA)测定了Fe-C-Ta三元系中Fe-XC-0.1Ta和Fe-XC-0.5Ta 2个垂直截面,并选取Fe-2.93C-0.1Ta和Fe-2.31C-0.5Ta 2种合金,对其相变过程进行了分析。利用CALPHAD方法,并结合实验数据对该体系的相关系进行了热力学优化。结果表明,计算结果与实验结果符合较好。该体系富铁角的液相面投影存在4个四相恒温反应:Liquid+bcc?fcc+Ta C,Liquid?bcc+Fe_2Ta+Ta C,Liquid?Fe_3C+Ta C+fcc,Liquid+Ta_2C?Ta C+Fe_2Ta,反应温度分别为1443.26、1413.90、1122.42及1508.64℃。Fe-XC-0.1Ta合金和Fe-XC-0.5Ta合金在726.6℃发生共析反应。     

Co-Mo-Cr-Si四元系1000℃相关系的实验研究

通过扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)以及X射线衍射仪(XRD)对平衡合金进行分析,测定Co-Mo-Si三元系富钴角1 000℃的相关系;结合相消失法,实验确定Co-Mo-Cr-Si四元系70%Co(摩尔分数)的1 000℃等温截面。结果表明:在1 000℃时,Co-Mo-Si三元系富钴角存在3个三相区,富钴相均和Co Mo Si相平衡;在Co-Mo-Cr-Si四元系70%Co的等温截面中存在一个成分范围很宽的(Co)+Co_3Mo_2Si两相区,还有一个(Co)+Co_3Mo+Co_7Mo_6+Co_3Mo_2Si四相区。和800℃等温截面相比,(Co)+Co_3Mo_2Si两相区明显增大。Cr在(Co)、αCo_2Si、Co_3Mo、Co_7Mo_6和Co_3Mo_2Si中的最大溶解度(摩尔分数)分别为25.5%,3.8%,1.5%、9.9%和16.7%,Si在(Co)、Co_3Mo和Co_7Mo_6中的最大溶解度(摩尔分数)分别为17.8%,0.3%和2.6%。     

钴对含硅钢镀锌层的组织和生长动力学的影响

利用扫描电镜及波谱,研究锌浴中的钴对Q235和Q345钢热浸镀锌层组织及其生长动力学的影响.结果表明:锌浴中含0.075%(质量分数)钴时,能完全抑制Q235镀层组织发生硅反应性;而对于Q345,则需要在锌浴中加入0.3%钴才能部分抑制硅反应性;在锌浴中加入少量的钴后,镀层组织中疏松ζ层转变成与液相直接接触的富钴ζ相和由消耗δ相生成的致密ζ相;致密的ζ相层阻止液相和δ相的直接接触;富钴ζ相可容纳大约0.25% Si,避免在固-液界面产生硅的富集,液相通道消失,从而抑制含硅钢热浸镀锌过程中硅反应性的产生.