表面纳米化对渗锌过程的影响

热扩散渗锌过程是一种固态扩散反应,反应时间长、速度慢。表面纳米化技术作为一项新的表面处理技术应用于热扩散渗锌,可以降低渗锌温度和缩短渗锌周期。对表面纳米化处理以及添加剂对渗层厚度、保温时间、保温温度的影响进行了探索性试验。试验表明纳米化层对于扩散更加敏感,时间的影响对于纳米化层并不显著。同时结合其它渗剂的使用,表面纳米层对渗层的改善作用又有所提高,温度越高,渗层厚度增加越明显。     

粉末渗锌钢渗层的形成机理及影响因素研究进展

粉末渗锌工艺是一种热扩散表面改性技术,将渗锌剂与钢构件在高温条件下接触,利用原子扩散作用,在构件表面形成一层合金保护层。作为一种工艺简单、环境友好的高效表面防腐处理工艺,粉末渗锌技术可有效改善金属材料的耐磨、耐蚀和耐氧化等性能,具有广泛的应用前景而备受研究者的关注。首先分析了粉末渗锌层的形成机理,并重点讨论了渗层的组织结构;然后,综述了保温温度、保温时间以及合金元素等因素对渗层形成的影响。研究者发现,升高温度和延长时间有益于渗层厚度的增加,但要合理控制,温度过高或时间过长不仅使渗层性能变差,还会增加能耗和降低生产率。此外,通过调整渗剂中合金元素的添加量以及种类,能够改善渗锌层的性能,但各类元素的最佳添加量以及其对渗层的改性机理还有待于进一步探究。目前,粉末渗锌生产中存在效率低的问题,在渗锌工艺中应用机械能助渗技术和纳米技术,可有效提高渗锌效率、改善渗层性能。最后,结合当前的研究现状,对粉末渗锌工艺的研究方向进行了探讨。     

稀土对固体渗硼剂渗硼扩散激活能的影响

文章介绍一种新型固体渗硼剂，采用固体粉末法对T8钢进行渗硼试验，并分析了稀土元素对该固体渗硼剂渗硼扩散激活能的影响。结果表明，稀土能增大硼的扩散系数，降低硼的扩散激活能，具有显著的活化催渗作用。     

粉末渗锌工艺中锌扩散的数值模拟

目的采用数值模拟法预测粉末渗锌的扩散过程。方法通过分析粉末渗锌的机理及渗锌层的形成过程,基于Fick第二定律,采用有限差分法建立了以锌为主扩散元素的渗锌模型。采用该模型模拟计算一定温度范围、一定时间内的渗锌层厚度和Zn含量随时间和温度的变化,并与相同条件下的实验测量值进行对比,验证模型的可靠性。实验制备了在360、375、390℃下分别保温4、6、8 h的渗锌样品,通过扫描电镜-能谱仪以及Smile View软件测定了样品中合金层的各相厚度和Zn含量,并与数值模拟计算结果进行对照。结果实验测定的各相含量变化与计算结果吻合较好,合金层各相厚度及总厚度与计算结果接近。该模型能很好地反映渗锌层Zn含量及厚度随时间和温度的变化规律,可以计算模拟一定温度范围、一定时间内的渗锌层厚度及Zn含量变化。结论该模型能有效预测粉末渗锌的扩散过程,可以用来指导渗锌工艺。     

稀土元素La对金属表面粉末渗锌层组织结构和性能的影响

金属结构件表面经粉末渗锌后具有良好的耐腐蚀性能、渗锌层与基体的结合强度高等优点,但渗层结构及质量有待进一步提高。本文在金属结构件表面渗锌处理的渗锌剂中加入不同掺杂量的稀土元素La(质量分数分别为0 %,1.3 %,2.7 %,4.0 %,5.3 %),采用SEM观察表面形貌、XRD测定物相以及占比情况、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)生成超高分辨率的3D表面形貌图像以评估表面粗糙度特性、纳米压痕(Nano Indenter G200)研究渗层的硬度评估其机械性能。结果表明,渗锌剂中添加4.0 %稀土元素La可以更好地改善渗层的微观结构、增加渗层中柱状致密的δ相使渗层组织细化且致密、减少凹坑裂纹等缺陷的产生、提高渗层的均匀性,渗层在厚度方向上硬度有所提高,并且硬度分布更加均匀。通过测量材料开路电位(OCP)、极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)表明添加4.0%的La元素形成的渗层耐腐蚀性能更好。     

稀土盐浴渗钒的研究

研究了稀土对盐浴渗钒工艺及渗层某些(?)能的影响。结果表明,渗钒剂中添加稀土元素具有明显的催渗作用,渗钒速度约提高28%;稀土渗钒渗层的耐磨性、耐蚀性和抗氧化性均有所提高。稀土通过增大渗剂钒势、活化钢的表面、降低碳原子扩散激活能来提高渗钒速度。     

可节约资源的纳米粉末渗锌涂层防腐蚀新工艺

渗锌防腐蚀技术是将锌铝元素渗入钢铁构件表层形成保护层来达到防腐蚀目的的一门技术。采用锌作为保护涂层材料,是目前应用最广泛的工艺方法。而纳米复合粉末渗锌工艺采用改进的新型渗锌混合物,可获得更为有效的锌／铁（Zn／Fe）合金涂层。该新工艺的优越性在于：涂层厚度均匀性好、硬度高、耐磨损和抗划伤能力强,粉末渗锌层Zn／Fe合金是全部锌涂层中最硬的：与基体的结合强度高,粉末渗锌层为扩散冶金结合,只有用化学方法才能除掉;耐腐蚀性强,试验表明,在海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境下,涂层的耐腐蚀性高于电镀锌,     

稀土对40Cr钢固体渗硼过程的影响

采用一种廉价的新型固体渗硼剂对40Cr钢进行了渗硼工艺试验，研究了稀土对钢的渗硼过程、渗层组织和性能的影响，结果表明，采用该渗硼剂是可行的，稀土能提高渗硼速度和渗层的硬度，并能改善渗层的硬度分布。     

真空粉末机械渗锌技术

介绍了真空粉末机械渗锌这一新的表面防护技术的工艺特点，渗锌过程及镀层性能。并同热镀锌以及电镀锌作了比较。     

机械能助渗锌及其海洋环境防腐蚀效果

对机械能助渗锌的工艺、渗锌层的组织结构、渗锌层在海洋环境中的防蚀性能进行了分析,讨论了机械能对渗锌的作用及合金化对渗层耐蚀性的影响,认为机械能促进了渗层中Zn-Fe合金(主要为FeZn_4相)的形成,渗层中Zn-Fe合金化是其耐蚀性能优异的主要原因,并在与不锈钢对比试验的基础上,总结出机械能助渗锌是海洋环境钢铁紧固件有效的防腐蚀方法.     

稀土对真空机械粉末渗锌层的组织和性能的影响

研究了不同工艺参数和添加ＲＥ对渗锌层的影响,对经了渗层厚度、金相组织、显微硬度、尺寸增厚值、单位面积的增重、Ｚｎ的浓度分布和Ｚｎ渗层的形貌、渗层和基体交界面的冶金扩散层等。渗锌层主要由ＦｅＺｎ４和ＦｅＺｎ相组成。在相同的工艺条件下,添加ＲＥ能增加渗锌层的厚度。渗层中Ｚｎ的浓度分布和显微硬度略低。但相结构与不加ＲＥ的无明显的区别。     

稀土La对Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

利用机械合金化法结合放电等离子烧结制备Al2O3/Cu铜基复合材料,采用XRD、SEM、硬度、抗拉强度和电导率等测试研究La含量对Al2O3/Cu复合粉末和烧结材料组织及性能的影响。结果表明:添加0.05%的稀土La有利于机械合金化过程中Cu晶粒的细化和Al2O3颗粒的弥散分布,从而提高烧结材料的显微硬度和抗拉强度。烧结材料的导电率随着La含量的增加先升后降,当La的质量分数为0.10%时,Al2O3/Cu复合材料的导电率提高11.3%IACS。     

Cu-15wt%Cr复合粉末机械合金化及稀土掺杂研究

以Cu、Cr和稀土粉末为原料,采用机械合金化法制备Cu-15wt%Cr和Cu-15wt%Cr-RE复合粉末.利用X射线衍射仪、扫描电镜研究了球磨过程粉末的显微组织结构,测量不同球磨时间粉末的显微硬度.结果表明:随着球磨时间的延长,Cr在Cu中的固溶度显著提高,晶粒不断细化和微应变增加,导致粉末微观硬度的提高.在球磨过程中添加一定量的稀土可以促进机械合金化效果.     

活性模板法制备纳米镍粉体

采用活性模板法制备了高纯纳米镍(Ni)粉体。研究了影响纳米粉体性能的各种因素，通过X射线衍射(xRD)、透射电子显微镜(TEM)和激光粒度分析仪等手段对样品的成分、形貌、粒度及其分布进行了分析，探讨了活性模板的作用机理。结果表明：模板介质炭黑具有微反应器作用、空间位阻效应和较强的还原性，活性模板法制得的纳米Ni粉呈规则的球形链状分布，无明显团聚体，平均粒径为45．7nm，粒径分布窄，粒径范围在16．0nm～59．1nm。     

水热法制备稳定氧化锆纳米粉体

目的制备分散性好、粒径分布窄的稳定氧化锆纳米粉体。方法采用水热法制备氧化锆纳米粉体,考察水热时间、p H值、温度和有机添加剂丙三醇,对氧化锆粉体颗粒粒径、结晶度及稳定性的影响。通过XRD和SEM分析技术对不同条件下制备的样品进行表征。结果结晶度随着水热反应温度的升高而提高,形核速率在250℃时快速增加,粒径在150~250℃出现先长大后减小的规律。反应溶液的p H值影响样品的结晶度,通过调节溶液p H值可以减小粉体颗粒之间的团聚,改善粉体的分散性。水热反应进程越充分,样品的平均粒径越大。加丙三醇后,在反应条件为200℃、p H=10、t=12 h时制备钇掺杂量3%的氧化锆粉体,于1000℃煅烧12 h,得到分散性好、粒径分布窄的单立方相纳米氧化锆粉体颗粒。结论通过设定水热法反应温度、p H值、时间,可以制备粒径可控的稳定氧化锆纳米粉体,且钇掺杂可有效提高氧化锆的稳定性。加入丙三醇可以有效地改善粉体的分散性和稳定性,煅烧稳定氧化锆纳米粉体可以有效减小粉体粒径分布和提高粉体的结晶度。     

金刚石微粉表面的纳米硅烷化改性及其抗氧化性能

采用溶胶?凝胶技术和正硅酸乙酯（TEOS）的水解?缩合反应,在金刚石微粉表面包覆一层厚度为2～10 nm的富含活性氧基团的纳米氧化硅非晶凝胶膜,凝胶膜在加热至一定温度后,其二氧化硅可由非晶相向晶体相转变。金刚石微粉在空气中的初始氧化温度从原料金刚石的500 ℃提升到其TEOS覆膜改性后的550 ℃。在TEOS覆膜中添加纳米硅粉改性后,金刚石微粉样品在空气中的初始氧化温度可进一步提升至610 ℃;且经过800 ℃的热处理后,样品剩余量比之原料金刚石量大幅度提升,表明TEOS覆膜中添加纳米硅粉后可进一步提升金刚石微粉的高温抗氧化性能。TEOS覆膜中富含的活性氧基团能与树脂/陶瓷结合剂间产生化学反应,有利于提高结合剂对金刚石的把持力,可为制备高性能的树脂/陶瓷结合剂金刚石工具提供良好的功能化改性原材料。      

超细无粘结相WC基陶瓷的研究进展

综述了近年来国内外超细无粘结相WC基陶瓷的研究状况,无/少粘结相、晶粒的纳米化是研发高性能WC基硬质陶瓷的发展方向之一,其在硬度、高温强度、抗腐蚀、耐磨损等方面较传统硬质合金有明显的优势,具有广阔的应用前景。介绍了机械合金化法、快速碳热还原法、直接碳化法、等离子体化学合成法等超细WC粉末的制备方法,超细无粘结相WC基陶瓷的新型制备技术以及材料的复合改性等内容,并分析了该材料在研究应用过程中面临的困难,认为解决材料的工业化生产、纳米粉末的均匀分散等问题,建立碳氧含量对其性能影响的量化指标是现阶段的研究重点。     

MH/Ni电池用AB5型稀土系贮氢合金的研究进展

综述了AB5型稀土系贮氢合金最新的研究情况,总结了目前对提高AB5型稀土系贮氢合金综合性能所进行的探索,如成分优化设计,制备工艺,表面处理及微观机理的研究等,并就存在问题加以评述.认为我国稀土系贮氢合金的基础性实验研究已较为成熟,要有突破性进展还应侧重于微观机理的研究.稀土系贮氢合金在引入新型的制备工艺（如纳米技术、机械合金化等）及与其它高容量贮氢材料复合使用,仍具有较大的发展前景.     

稀土表面改性在改善高温抗氧化和耐蚀性方面的应用

稀土元素具有特殊的电子结构,对材料表面有着优异的改性潜力,在表面工程技术领域具有良好的应用前景.本文综述了在化学热处理、激光熔覆、离子注入、真空等离子体镀膜、热喷涂等技术中,稀土元素对工艺过程的影响和提高材料表面改性层高温抗氧化及耐腐蚀性能的效果.初步探讨了稀土元素在改性层中的作用机理.作者认为,稀土元素的微合金化作用,改变改性层中第二相或夹杂物的形态与性能,使改性层组织细化和结构因素,是稀土元素改善材料表面改性层高温抗氧化和耐腐蚀性能的主要原因.