纯钛粉放电等离子烧结致密化的动力学与组织演变行为

放电等离子烧结(spark plasma sintering, SPS)具有快速致密化的显著特点,然而目前对SPS快速致密化的动力学行为缺少深入理解与认识。考虑到纯钛的优异性质及广泛应用,本文以纯钛粉为典型材料,在压强20 MPa、温度为600~875℃条件下,进行纯钛粉的SPS烧结,获得了其在不同温度下的致密化过程与时间的函数关系,揭示了其快速致密化的动力学行为。并深入探讨烧结温度对其微观组织、孔隙度及力学性能的影响。结果表明：在低温阶段(600~725℃),致密化指数为1.5,扩散与高温蠕变共同作用实现样品的致密化;在温度较高时(800~875℃)致密化指数为2,此时主要为高温蠕变导致的致密,随温度升高,样品的维氏硬度增加,且温度越高增加速率越快,样品的力学性能提高。     

钙蒸气对氢化脱氢钛粉还原脱氧行为的影响

以金属钙在高温下生成的钙蒸气作为还原剂,对氧含量(质量分数,下同)为0.56%的氢化脱氢钛粉进行脱氧,然后分别用稀盐酸和蒸馏水充分洗涤,过滤干燥后得到脱氧钛粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和氮氧含量分析等手段,分析与表征粉末的物相组成、形貌和元素组成,研究还原温度和时间对脱氧效果的影响,并对钛粉的脱氧行为进行研究。结果表明,钛粉脱氧主要通过还原反应和原子间的扩散进行。还原温度与还原时间对脱氧钛粉的氧含量影响较大。在相同条件下,随还原温度升高,钛粉的氧含量降低,但当温度超过1 273 K时氧含量略有增加;最佳还原工艺为1 273 K温度下保温2 h,钛粉氧含量从0.56%降至0.14%,粉末颗粒形貌和粒度未发生明显变化。脱氧钛粉在室温下于空气中放置60 d,其氧含量变化不大。     

添加剂Pr2O3和Er2O3对电沉积Ni-S合金电极性能的影响

以氧化镨、氧化铒为添加剂,在泡沫镍基体上电沉积制备Ni-S镀层电极。对镀层的表面形貌、镀层结构、电沉积行为及镀层的电化学性能进行研究。结果表明：电镀液中添加稀土氧化物后电沉积过程的阴极极化增强,沉积层晶粒细化,比表面积增大,因而电极的析氢过电位降低;其中,添加Pr203的Ni-S镀层在250mA／cm2下碱性水电解时过电位降低达37mV,且该镀层电极在碱性介质下具有较高的析氢活性和耐腐蚀性能,在100h水电解实验中表现出较强的稳定性。     

TiB2含量对17-4PH钢熔覆层组织及性能的影响

目的 选择合适的TiB2添加量以提高17-4PH钢熔覆层的综合性能.方法 采用金属粉末注射成形技术制备17-4PH基体,在基体上通过激光熔覆含有不同质量分数TiB2(0.5％,1％,2％,3％,4％)的混合粉末制备样品,分析其物相及组织,测试材料显微硬度,并进行摩擦磨损与电化学腐蚀实验.通过对样品进行耐磨性与耐腐蚀性的实验,确定最佳TiB2添加量.结果 发现熔覆层与基体均为单相α-Fe,激光熔覆层与基体结合紧密,晶粒尺寸减小,孔隙率降低.TiB2的加入会引起熔覆层元素偏析,随着TiB2含量的增加,硬度先增大后减小.与基体相比,熔覆层的耐磨性能有显著提高,其磨损率随TiB2含量的增加而升高,耐腐蚀性随TiB2含量的增加而降低.当TiB2的质量分数为1％时,显微硬度最高可达626.6HV,磨损率为0.1341×10?4 mm3/(N·m).结论 通过在熔覆层中添加适量的TiB2可以提升17-4PH钢的综合性能,当TiB2的质量分数为1％时,材料具有最佳的力学性能和相对较好的耐腐蚀性能.     

激光熔覆Co-Cr-Ni-Mo涂层的粘塑性摩擦及组织演变行为(英文)

通过激光熔覆Co-Cr-Ni-Mo合金与WC-Co硬质合金之间的旋转摩擦变形实验,研究钴基合金的粘塑性摩擦及纳米组织形成机制。考察粘塑性摩擦过程的摩擦系数、界面温度及轴向缩短量随时间的变化关系。结果表明以上物理量首先进入快速上升阶段,然后进入稳态阶段,其中第一个阶段属于滑动摩擦,第二阶段属于粘塑性摩擦。粘塑性摩擦后,激光熔覆涂层从表面至内部可分为粘塑性变形区、热力影响区、激光原始组织3个典型区域。粘塑性变形可将原始组织中的网状M23C7相破碎为弥散分布的等轴形状纳米晶粒。粘塑性区的宽度为37～131μm,其典型组织特征为晶粒尺度小于50nm的M23C7相及α-Co相,甚至含有少量接近非晶态结构。因而,粘塑性摩擦将激光熔覆合金的硬度由HV600提高至HV997。     

电沉积制备Ni-S涂层电极的研究

以泡沫镍为基体电沉积制备了Ni-S涂层电极.通过对电流密度、电沉积温度、电沉积时间和镀液pH值等条件对涂层析氢性能影响的研究,确定了适宜的电沉积工艺条件;电极涂层的XRD、SEM测试结果表明涂层为非晶态结构、表面颗粒大小均匀且具较大表面积;电解过程中出现了Ni3S2由非晶态向晶态的转变,由于Ni3S2具有较强的吸附氢能力,是析氢反应的催化活性中心,电解过程中Ni3S2的出现降低了电极的析氢电位.模拟电解水实验结果表明泡沫镍基Ni-S涂层电极较Raney-Ni电极具有更好的析氢活性.     

氧化锆基金属陶瓷放电等离子烧结制备与性能研究

氧化锆陶瓷材料的脆性限制了其在某些领域的应用。文章首创在氧化锆粉末中加入316L不锈钢粉,通过放电等离子烧结制备氧化锆基金属陶瓷。试验通过不同的成分配比和不同的烧结温度进行对比研究,采用金相分析、XRD、SEM/EDS等测试方法,对材料的微观结构和宏观性能等进行了表征与分析。并通过断口分析,讨论了Zr O2·316L金属陶瓷的增韧机理。结果表明:采用放电等离子烧结制备出的材料随相组成的成分所占比例的改变,其致密度、弯曲强度、横向断裂强度、断裂韧性都随之呈现出相应的变化规律;316L相以片状均匀分布在氧化锆基体中,在材料断裂时起到了颗粒/纤维增韧的作用。同时氧化锆部分以亚稳相t-Zr O2的形态存在,也起到了相变增韧的作用。     

熔盐预电解脱水与电解时间对溶盐电解TiO_2脱氧行为的影响

以无水氯化钙作为熔盐,采用熔盐电解法对TiO2阴极片进行脱氧,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对TiO2电解产物的相组成、电极表面形貌与元素组成进行观察与分析,研究熔盐的预电解脱水与熔盐电解时间对TiO2电解脱氧行为的影响。结果表明,熔盐未经预电解时,TiO2阴极片不发生脱氧反应,电解产物只有CaTiO3相;熔盐经预电解脱水后,TiO2电解产物部分或全部为低价钛氧化物,预电解时间达到15h即可有效去除熔盐中的水分,从而获得较佳的熔盐电解脱氧效果,电解产物为氧含量较低的Ti2O。TiO2电解脱氧是分步进行的,随电解进行,先后出现Ti2O3、TiO、Ti2O,由于钛的化合价逐渐降低,所需分解压升高,导致脱氧效率逐渐降低。TiO2阴极的脱氧反应是由表面到心部进行,电解后的阴极片明显分层,表层为氧含量较低的Ti2O,中间层为CaTiO3和钛的低价氧化物,心部为CaTiO3。     

神经网络优化ITO废靶酸浸回收铟(英文)

以提高铟浸出率为目标,通过工艺实验结合神经网络研究ITO废靶酸浸的优化工艺。首先,固定其他工艺因素,进行单因素如残酸度、氧化剂加入量、酸浸温度及时间对铟浸出率影响的实验研究。结果表明,增大残酸度可提高铟浸出率;氧化剂的加入可明显提高铟浸出率,但增加到一定程度后浸出率提高不明显;升高温度可明显提高浸出率,但继续升高则会降低铟浸出率;延长浸出时间也可提高铟浸出率。通过反向传播算法的人工神经网络(BPNN)研究多因素的综合作用对铟浸出率的影响规律,预测值与实验值相差很小,表明所建立的BP模型铟浸出率能比较准确地预测。最终,通过BPNN预测以及实验验证,获得高达99.5%浸出率的工艺参数:残酸度50~60 g/L、氧化剂含量10%、浸出温度70°C和浸出时间2 h。     

泡沫镍基Ni-S-Co镀层的梯度电沉积

以泡沫镍为基体，通过提高镀液中硫脲浓度的方法梯度电沉积制备了非晶态Ni—S—Co合金镀层电极。用SEM观察镀层表面形貌，面能谱测试镀层的结果表明，随着镀液中硫脲浓度的升高，镀层中S元素的含量逐渐提高，钴元素的含量逐渐降低，镀层由内到外形成了S元素含量不断增加的梯度结构。电化学测试结果表明，与非梯度镀层相比，梯度镀层的极化电位在各电流密度条件下都显著低于非梯度镀层电极。