球磨方式对纳米晶Mg2FeH6储氢材料合成与放氢性能的影响

分别应用Uni-Ball-Mill 5和XQM-4变频行星式球磨机将Mg粉和Fe粉在氢气中直接球磨合成三元储氢相Mg2FeH6。采用球磨罐中的氢压降、X射线衍射谱、扫描电镜、热分析、吸放氢测试等测试手段研究了不同球磨方式对纳米晶Mg2FeH6储氢材料的合成结果。结果表明,XQM-4变频行星式球磨机球磨150 h,Mg2FeH6相的产率（质量分数）接近70%;在100 kPa氢压下,380℃放氢量为2.66%,粉末呈片状,晶粒在7 nm以下。而采用Uni-Ball-Mill 5球磨机P2方式球磨270h,Mg2FeH6相的产率仅为39.1%,100 kPa氧压下,350℃放氢量为1.15%,粉末呈球状。两者的差别可能源于前一种球磨方式具有更高的球磨合金化效率。     

Hydrogen sorption properties of nanocrystalline Mg2FeH6-based complex and catalytic effect of TiO2

The diversities of hydrogen sorption properties of Mg₂FeH₆-based complexes with and without TiO₂ were investigated. Mg₂FeH₆-based complexes with and without TiO₂ were synthesized respectively by reactive mechanical alloying, and hydrogen sorption properties of the complexes were examined by Sieverts-type apparatus. The results show that the sample without TiO₂ releases 4.43 % (mass fraction) hydrogen in 1.5 ks at 653 K under 0.1 MPa H₂ pressure and absorbs 90% of the total 4.43 % (mass fraction) hydrogen absorbed in 85 s at 623 K under 4.0 MPa H₂ pressure. But for the sample with TiO₂ addition under the same condition, it only needs 400 s to release all of the stored hydrogen and 60 s to absorb 90% of the total hydrogen absorbed. The activation energies for desorption process of the samples with and without TiO₂ are determined to be 71.2 and 80.3 kJ/(mol·K), respectively. The improvement in hydrogen sorption rate and and reduction in activation energy can be attributed to the addition of TiO₂.     

陶瓷基高温自润滑复合涂层的制备及摩擦学性能研究进展EI北大核心CSCD

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继承陶瓷相优异的高温稳定性及强度,另一方面提高在常见摩擦环境下的润滑性能,因此被广泛应用于船舶、航空航天、生物科技、高速列车等领域,受到研究人员的广泛关注与探索。本文以陶瓷基高温自润滑复合涂层为中心,首先阐述复合涂层及固体润滑材料的基本分类;其次综述不同制备方法的最新研究进展,重点关注工艺参数对制备陶瓷基高温自润滑涂层性能的影响及改善方法;然后归纳改善陶瓷基高温自润滑复合涂层表面摩擦学性能的关键因素,探讨了提升减摩耐磨性能的可行性和研究潜力;最后总结目前陶瓷基高温自润滑复合涂层存在的问题,主要有以下2点:(1)对复合涂层的物相分析仍以解释现象为主,没有完整的理论基础;(2)对不同制备工艺下复合涂层结构和摩擦学性能的改善手段较单一。因此提出相应的解决办法以及未来可能的发展方向:(1)研究陶瓷基体和不同润滑相、附加组元、高温环境的协同作用机理,建立系统的理论基础;(2)针对不同制备工艺的成型机理,重点研究工艺参数的协同作用对复合涂层微观结构形成的影响,扩展制备工艺的改善方法。     

并流共沉淀法合成Dy_(2)O_(3)-ZrO_(2)纳米粉体EI北大核心CSCD

采用并流化学共沉淀法合成了Dy_(2)O_(3)掺杂ZrO_(2)(DySZ)纳米粉体材料,系统研究稳定剂掺杂量、阳离子浓度、反应系统pH值和煅烧温度对粉体材料物相组成、晶体结构和微观形貌的影响。结果表明:不同合成工艺条件下,DySZ粉体材料均具有纳米尺度特征,球形颗粒尺寸为10~30 nm,Dy_(2)O_(3)的掺杂可以起到稳定晶型的作用;稳定剂掺杂量对DySZ粉体的物相组成具有明显影响,掺杂量为10%(质量分数)时可合成单一四方相结构的DySZ粉体;DySZ粉体材料的四方度和微观形貌对稳定剂掺杂量、阳离子浓度、反应体系pH值和煅烧温度均不敏感,但其平均晶粒尺寸随稳定剂掺杂量、阳离子浓度和反应体系pH值的升高略有降低,随煅烧温度的提高而显著增加。     

激光制备自润滑复合涂层及摩擦学性能研究进展∗

运动部件在润滑油脂失效或无润滑介质时磨损加剧,通过激光技术在部件表面制备自润滑复合涂层是一种有效的解决途径。 介绍了通过激光技术制备自润滑复合涂层的质量评价指标,对自润滑复合涂层基体材料进行了详细的分类,从金属基、陶瓷基、高分子自润滑三种基体复合涂层进行系统分析,根据前人的理论研究和实践应用指出自润滑复合涂层目前存在的问题。 自润滑复合涂层对基材耐磨减摩性能的提升是明显的,不同涂层材料体系间的研究方式和进展存在差异,总结了该领域的研究进展,对未来激光制备自润滑复合涂层的研究方向进行了展望。     

La_2O_3和Y_2O_3掺杂ZrO_2复合材料的高温相稳定性、抗烧结性及热导率

采用化学共沉淀煅烧法制备不同La2O3掺杂量的La2O3-Y2O3-ZrO2(YSZ)复合陶瓷粉末,研究该复合陶瓷粉末的高温相稳定性、抗烧结性及热物理性能,并与传统应用的YSZ陶瓷粉末进行对比,以探讨La2O3-YSZ作为热障涂层材料应用的可能性。采用XRD分析陶瓷粉末的晶体结构和物相组成,研究La2O3掺杂量对YSZ高温相稳定性的影响。采用SEM观察陶瓷烧结体的微观形貌,研究La2O3掺杂对YSZ抗烧结性的影响。采用激光脉冲法测定热扩散率,通过计算得到材料的热导率。结果表明:YSZ和不同La2O3掺杂量的La2O3-YSZ均由单一的非平衡四方相ZrO2(t′-ZrO2)组成。经1 400℃热处理100h后,YSZ中t′-ZrO2完全转变为立方相ZrO2(c-ZrO2)和单斜相ZrO2(m-ZrO2),在0.4mol%~1.4mol%La2O3掺杂范围内,La2O3-YSZ的相稳定性均优于YSZ,其中1.0mol%La2O3掺杂的YSZ(1.0mol%La2O3-YSZ)经热处理后无m-ZrO2生成,表现出良好的高温相稳定性。此外,1.0mol%La2O3-YSZ较YSZ具有较高的抗烧结性和较低的热导率。在室温至700℃范围内,1.0mol%La2O3-YSZ的热导率为1.90~2.17 W/(m·K),明显低于YSZ的热导率(2.13~2.33 W/(m·K))。     

粘结剂种类及用量对预混合钢粉粉末性能影响的研究

将钢铁粉末中的合金元素进行粘结处理制备成预合金钢粉末是一种减少粉末在操作过程中扬尘和成分偏析的新技术.研究了不同粘结剂种类和用量对预混合钢粉粉末流动性、松装密度、合金元素粘结率的影响.发现粘结处理大幅改善了预混合钢粉的性能,而不同粘结剂对预混合钢粉性能的影响各不相同.当使用0.1%(质量分数)的粘结剂时预混合粉对C的粘结率达到76%～90%,对Cu的粘结率达到38%～72%;粉末的流动性为21.7～24.6s/50g,且不随放置时间增加而发生明显的改变.粘结剂加入量增加时预混合钢粉中合金元素粘结率和粉末流动性继续提高,粘结剂加入量为0.2%(质量分数)时对C和Cu的最高粘结率分别达到94%和80%,粉末流动性达到约21s/50g,粉末的松装密度可以通过改变石蜡加入量进行调节.     

热障涂层用La2O3、Y2O3共掺杂ZrO2陶瓷粉末的制备及其相稳定性

采用反向化学共沉淀法制备了热障涂层用La₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂（LaYSZ）原始复合粉末, 将原始粉末团聚造粒和热处理后得到适于等离子喷涂的团聚粉末. 采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、扫描电子显微镜（SEM）、霍尔流速计、X射线衍射（XRD）等方法分别对LaYSZ的化学组成、微观形貌、流动性和松装密度、高温相稳定性进行了研究. 结果表明: LaYSZ团聚粉末室温呈四方ZrO₂结构, 在1150℃热处理2h后为致密的球形或近球形颗粒, 粉末流动性较好, 适于等离子喷涂. LaYSZ团聚粉末在1300℃热处理100h后仍保持单一的四方ZrO₂晶型, 而8YSZ中有12mol%的四方相转变为单斜相; LaYSZ在1400℃热处理100h后, 单斜相含量为2mol%, 而8YSZ中单斜相含量达到47mol%, 表明La₂O₃、 Y₂O₃共掺杂稳定ZrO₂较单一Y₂O₃ 稳定ZrO₂具有更好的高温相稳定性.     

Sc_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2纳米复合陶瓷粉末的制备

以ZrOCl2·8H2O、Y(NO3)3·6H2O和Sc2O3为原料,聚乙二醇(PEG)为分散剂,无水乙醇/水(醇水体积比为5∶1)为溶剂,氨水为沉淀剂,采用正、反向共沉淀方法,控制体系pH=10,反应陈化12 h,凝胶干燥24 h,经600℃煅烧制得4.5 mol%Y2O3-ZrO2(YSZ)和0.6 mol%Sc2O3-YSZ纳米复合陶瓷粉末。通过透射电镜、X-射线衍射等表征,讨论分析以醇水为溶剂反向滴淀制备的ScYSZ粉末团聚程度低、粒径细小的原因。研究结果表明:以醇水为溶剂时,采用反向滴淀方式制备的粉末的粒径约为20 nm,粉末团聚较松散;采用正向滴淀制备的粉末粒径约为30 nm,粉末形成硬团聚体。