温度和氮掺杂对钛表面热氧化层形成的影响

将纯钛置于真空管式高温炉中,分别通入氧气和不同比例的氧气和氮气在500-800℃进行热处理,得到氧化层和氮掺杂氧化层;研究了氧化温度和氧氮比对形成钛表面氧化层的组织成分和相结构的影响。结果表明,纯钛经500-800℃热氧化处理后,表面均生成金红石二氧化钛薄膜,且随着温度的升高,表面氧化层厚度增加。与只通入氧气比较,同时通入氮气可促进金红石二氧化钛薄膜的生成,氮以固溶体的形式存在于二氧化钛薄膜中,无钛氮化合物生成。氧元素含量在膜层中呈梯度分布,生成的二氧化钛膜与基体有较好的结合强度。     

制备金属离子掺杂二氧化钛纳米线及其可见光催化

采用二次阳极氧化工艺制备了高度有序的多孔氧化铝模板,通过模板法与溶胶.电泳沉积法结合的组装技术,合成了具有高比表面积的糖葫芦状M/TiO2(M=La3 ,Fe3 )纳米线阵列体系.采用SEM对样品进行了表征,测试结果表明Ti02纳米线阵列保持了模板的有序性,直径分布均匀一致,为70 nm左右,长为15μm左右,取向性很好.以甲基橙为目标降解物,在可见光下考察该金属离子掺杂纳米线的催化活性,结果显示此纳米线阵列体系具有非常优良的可见光催化性能,与同条件下制备的薄膜试样相比可见光催化活性可以提高4倍以上.     

钛及钛合金热氧化行为的研究现状

在对钛及钛合金的热氧化行为国内外研究现状调研的基础上,分析了钛与钛合金在多种环境中的热氧化进程,以及相应的氧化产物,深入分析此类氧化现象的具体影响要素,并且对实际的热氧化行为研究前景进行了展望.     

钛及钛合金热氧化工艺的研究现状

钛及钛合金具有良好的综合性能,但是由于本身的磨损性能差、生物活性低等缺点限制了其在某些方面的应用,而热氧化处理是近年来一种简单有效的提高钛及钛合金表面性能的改性方法。本文介绍了热氧化处理的基本原理和工艺,概述了纯钛及钛合金的热氧化处理工艺现状,分析了影响热氧化工艺的因素,并对纯钛及钛合金的热氧化工艺前景作了展望。     

钛基热氧化对钛阳极组织与性能的影响

将工业纯钛TA1在400～800 ℃热氧化1 h,然后用热分解方法制备RuO230%-TiO270%涂层.通过XRD、SEM分析了热氧化处理后钛基体及所制备电极的组织结构和形貌特征,采用极化曲线和循环伏安两种方法评定电极的电催化性能,用强化测试研究了这几种电极的稳定性.结果表明,随着热氧化温度的升高,基体表面的组织结构和形貌会发生变化;对应于制备的电极的电催化活性和稳定性也发生明显的变化,600 ℃以下热氧化基体制备的电极各项性能较好,500 ℃是最好的热氧化温度,制备的电极电催化活性和稳定性最好.     

Ti-6Al-4V合金表面的热氧化/真空扩散处理

利用热氧化后真空扩散处理工艺在Ti-6Al-4V合金表面制备了与基体结合良好的硬化层，并在空气和真空条件下分别进行了摩擦磨损试验。结果表明，硬化层由表面氧化物薄层和氧扩散区组成，硬化深度可达60μm。经840℃真空扩散后，在表面硬化层中发现有Ti3A1相形成，使沿层深方向的硬度下降趋势变缓。热氧化／真空扩散处理可有效地降低在空气和真空中的Ti-6Ai-4V合金与GCrl5钢的干摩擦因数，提高Ti—6A1—4V合金在空气和真空中的的磨损抗力。     

泡沫钛生长二氧化钛纳米管的制备及研究

本文主要研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式,通过高温真空烧结法,制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性,通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析,对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究,同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。     

碳化硅纳米线增强钛基复合材料的制备与性能研究

采用球磨法将Ti60合金粉末与碳化硅纳米线(SiCnw)混合,通过放电等离子活化烧结工艺制备SiCnw/Ti60复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能力学试验机研究复合材料的组织形貌、物相结构和力学性能。结果表明,在Ti60合金中添加SiCnw后,基体晶粒尺寸显著减小,当SiCnw添加量为0.1%(质量分数)时,SiCnw/Ti60复合材料的晶粒尺寸较Ti60合金下降42%,抗拉强度提高2.7%,为1037 MPa。SiCnw在晶界处的均匀分布可起到钉扎效应,在拉伸过程中SiCnw承担了基体间的载荷传递,从而提高了SiCnw/Ti60复合材料的拉伸强度。     

热氧化处理钛表面渗氧层的组织与性能研究

商业用纯钛在空气炉中700℃～900℃,1h～4h进行热氧化处理,得到由氧化层和渗氧层构成的表面结构.通过金相观察、显微硬度测试、X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析,研究了渗氧层的结构和性能.结果表明,经一定温度及时间处理,试样渗氧层被一条连续的界线分为内渗氧层和外渗氧层,在光学显微镜下观察,内外两层渗氧层形貌无差别,但在扫描电镜下观察可发现在较高温度形成的外渗氧层较疏松,内渗氧层则仍致密.随着热处理温度的升高、时间的延长,渗氧层厚度和含氧量增加,晶格常数c伸长,表面硬度显著增大.     

真空碳热还原法制备碳化钛粉末

采用XRD、SEM、XRF以及激光粒度分析仪等分析手段,研究真空条件下碳热还原TiO2制备的碳化钛粉末。热力学计算和实验结果表明：真空条件下容易获得碳化钛,且随温度逐渐升高得到的产物顺序为：Magneli相（Ti4O7）、Ti3O5、Ti2O3、TiCxO1-x和TiC。当物料配比为1：3.2-1：6时,在1550℃保温4h的条件下可获得单相TiC粉末;物料配比为1：4和1：5时,产物粉末为标准化学计量的TiC1.0粉末;物料配比为1：4时,得到的产物为单相低杂质超细碳化钛粉末（D50为3.04μm）、SEM观察表明在产物块体表面存在分布均匀、团聚小、结构疏松的结构。     

钛合金阳极氧化法制备自组装纳米多孔结构薄膜

钛及钛合金在含有F-离子的电解液中阳极氧化,可自组装制备出有序TiO2纳米多孔或纳米管阵列薄膜,这类纳米阵列膜材料具有极大的内比表面积和优异的电子传输性能,可以用作纳米结构制备模板、高灵敏度传感器、染料敏化太阳能电池等。以TLM钛合金为阳极氧化的基片,通过改变阳极氧化电压、钛合金相结构,找到了制备纳米多孔阵列的参数,通过条件试验发现,在恒电压小于30V时,经时效处理的TLM钛合金表面可以制备得到合金元素掺杂的TiO2纳米多孔结构薄膜。     

热蒸发法制备金属碲纳米线

在真空管式炉内,以Bi2Te3为蒸发源,在蒸发温度560 ℃,保温时间2h条件下,采用热蒸发法在涂有Au溶胶的石英基片上制备出了大量碲纳米线。通过XRD、SEM、HRTEM等仪器对碲纳米线的组织结构和微观形貌进行了表征与分析。结果表明,制备出的碲纳米线为沿（101）方向取向生长的三方单晶碲纳米线,直径范围在40~100nm之间,生长机制符合VLS生长机制。蒸发源材料和Au溶胶是热蒸发法制备碲纳米线的关键因素。     

钛合金阳极氧化法制备自组装纳米多孔结构薄膜的研究

以TLM钛合金为阳极氧化的基片,通过改变阳极氧化电压、钛合金相结构,找到制备纳米多孔阵列的参数,通过条件试验发现,在恒电压小于30 V时,通过时效处理的TLM钛合金表面可以制备得到TiO2纳米多孔结构薄膜     

Thermodynamic analysis of Ti powder synthesized by SHS thermitreaction

According to the thermodynamics theories, the reactive Gibbs free energies, the reactive adiabatic temperature, the melting rate of Ti and the gasification mass of Mg in the Mg-TiO2 and AI-TiO2 systems were theoretically calculated and analyzed respectively. The results show that the reactions of Mg-TiO2 and AI-TiO2 are very easy to take place and the reaction of producing various suboxides of Ti may occur in Mg-TiO2 and AI-TiO2 reaction system; the adiabatic temperature of Mg-TiO2 becomes lower with increasing mass fraction of Mg. The adiabatic temperature is below 1 800 K when the mass fraction of excessive Mg exceeds 25%; The adiabatic temperature of AI-TiO2 also becomes lower with increasing mass fraction of AI, but it becomes higher with the preheat temperature increment. The adiabatic temperature plateau is the result of Ti melting endotherm; owing to the gasification of a great deal of Mg in Mg-TiO2 reaction process, Mg should be properly excessive in order to get Ti.     

真空高温固相法合成LiFePO_4/C纳米复合材料

以可溶性锂盐、铁盐及有机碳源为原料,通过真空高温固相合成法,同时得到两种LiFePO4/C纳米复合材料(分别来源于直接固相合成和气相沉积)。采用XRD、SEM、TEM及电化学工作站对复合材料的结构及电化学性能进行分析和研究。结果表明:来源于气相沉积的LiFePO4/C复合材料具有良好的结构和电化学性能,LiFePO4颗粒大小为50~200nm,碳膜的厚度为5~10nm;在0.05C倍率下放电比容量为170mA·h/g,接近LiFePO4材料的理论比容量;以1C、2C、5C倍率放电,放电容量分别是理论容量的83%、77%、62%;1C倍率下进行充放电循环50次后,容量衰减只有0.27%,表明材料具有良好的倍率放电性能和循环性能。     

二步煅烧法合成Li4Ti5O12材料的性能

采用超声活化对原材料Li2CO3和TiO2进行预处理,并采用二步煅烧方法制备Li4Ti5O12材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜和电池充放电测试仪研究二步煅烧条件对材料结构、形貌及电化学性能的影响,并得到二步煅烧的最佳工艺。结果表明:采用600℃预烧温度制备的材料具有较高的纯度和结晶度;800℃高温煅烧温度下制备的Li4Ti5O12材料具有均一分散的颗粒结构;超声活化制备Li4Ti5O12的最佳煅烧工艺是600℃预烧8 h后800℃高温煅烧10 h,制备的材料在0.1C倍率下首次放电容量达170.6 mA.h/g,0.2C倍率下20次循环后的放电比容量由152 mA.h/g降至150 mA.h/g,容量保持率为98.7%。     

Structural dependence of the piezoelectric properties of KNbO3 nanowires synthesized by the hydrothermal method

Because of the presence of OH^? and H₂O in the KN unit cell, tetragonal KNbO₃ (KN) nanowires were formed when the synthesis was carried out at 120 °C for 48 h. However, when the fabrication was conducted at high temperatures (?150 °C) or at 120 °C for a long period of time (?72 h), orthorhombic KN nanowires were formed. Moreover, the KN nanowires synthesized at 120 °C for 60 h showed a morphotropic phase boundary (MPB) structure in which both tetragonal and orthorhombic structures coexisted. Tetragonal, orthorhombic and MPB KN nanowires were also grown on the Nb⁵⁺-doped SrTiO₃ substrate, and their d₃₃ values were measured for the first time. A tetragonal KN nanowire exhibited a d₃₃ value of 23.5 pm V^?1, which is larger than that of the orthorhombic KN nanowire (11.6 pm V^?1), probably because of the softening effect of the metal vacancies. The MPB KN nanowires exhibited a larger d₃₃ value of 40.0 pm V^?1. The d₃₃ values of KN nanowires increased to 104.5, 137.1 and 146.0 pm V^?1 for the orthorhombic, tetragonal and MPB KN nanowires, respectively, after the KN nanowires were poled along the [1 0 0] direction by application of a DC voltage of 10 V.     

Transformation of metal nanowires into metal nanotubes by a sequential thermal process

The simple, low-cost and scalable transformation of metallic nanowires to metallic nanotubes was demonstrated by employing sequential thermal treatments.

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Hydrogen storage properties of Mg-doped Ti_(1.2)Fe alloys synthesized by mechanical alloying

1　INTRODUCTIONHydrogenstoragematerials ,usedinhydrogensourcesystemsforfuelcellshavebeeninvestigatedduetotheirhighvolumetricdensity ,safety ,easyminiaturizationandconvenientoperation .Consider ingallkindsofhydrogenalloysasawhole ,AB typeTiFealloysareknowntobemuchmoresuitableforusingin portableormobilePEMFCbecauseofitshighreversiblehydrogenstoragecapacity ,whichismuchhigherthanthatofAB5 typealloys.Ontheotherhand ,theactivationpropertiesoftheTiFeal loysare poor .Forexample ,typically ,…