三氯氢硅除硼工艺研究进展

重点介绍了目前去除SiHCl3中硼杂质的先进方法,主要有萃取法、络合物法、吸附法、部分水解法和精馏法,并展望了后续SiHCl3的除硼工艺,指出应将不同的提纯工艺优化结合,建立严格科学的痕量杂质全过程技术管理控制体系,进一步优化杂质监测分析技术,才能高效、经济地去除SiHCl3中的杂质。     

工艺参数对燃烧合成硼粉的纯度和粒度的影响

以B2O3粉为原料,Mg粉为还原剂,采用燃烧合成法制备硼粉,研究了不同的工艺参数(反应物量、反应配比和压片压力)对燃烧合成制备的硼粉纯度和粒度的影响,并确定了最佳工艺参数。通过扫描电镜(SEM)和能谱对产物进行分析,结果表明,反应物量为100g时产物粒度最小,硼元素的含量最高;反应配比(摩尔比)为1时粒度最小并且硼元素的含量最高;压片压力为5MPa时粒度最小,10MPa时硼元素的含量最高。     

硼粉型含能微囊乳化炸药的制备及其爆轰性能研究

针对传统乳化炸药高能敏感问题,采用悬浮聚合法设计了一种利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）包覆硼粉的含能微囊。利用该硼粉型含能微囊作为添加剂制备了乳化炸药。通过激光粒度分析仪和扫描电镜,对硼粉型含能微囊的微观结构进行了表征;利用同步热分析仪、爆热弹和空中爆炸测试系统,研究了硼粉型含能微囊对乳化炸药热稳定性、爆热以及冲击波参数的影响。实验结果表明:硼粉能够提高乳化炸药的冲击波特征参数和爆热,其中,冲击波峰值压力和爆热分别提高了29%和42%以上;而微囊包覆技术可以增加含硼乳化炸药的初始分解温度和活化能,改善其热稳定性。利用微囊包覆含能添加剂的方法,可以在不影响乳化炸药安全性的前提下提高其做功能力,改善工程爆破和爆炸加工效果,为研制安全高能乳化炸药提供了新的思路。     

收尘粉混酸法正交试验提纯

采用HF-HCl混酸法对预焙阳极生产环节中产生的髙灰分收尘粉进行了除灰提纯研究。以碳含量作为评判提纯效果依据,通过正交试验,考察了液固比、HF体积含量、浸出温度、搅拌时间对提纯效果的影响,确定了收尘粉提纯的最佳试验参数及影响碳含量的主要因素。结果表明,影响浸出率各因素的重要性依次为:液固比>氢氟酸体积含量>浸出温度>搅拌时间。当混酸与收尘粉的液固比为4.5mL/g,氢氟酸体积含量为40%,浸出温度为40℃,搅拌时间为30min时,提纯后的收尘粉碳含量最高,达到96.56%。     

硼酚醛/杉木粉复合材料的制备与性能

以杉木粉为原料、硼酚醛预聚体为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了硼酚醛/杉木粉复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热失重等分析方法,研究了该复合材料的结构和相关性能。结果表明,木材中的羟基与硼酚醛预聚体上的羟基发生了缩合反应,形成了比较稳定的B-O-C键,木材纤维素的结晶被破坏,介观空隙消失;木粉用量的增加会导致复合材料缩合反应程度下降,木材纤维素结晶遭破坏程度降低。缩合反应生成的强化学键显著提高了复合材料的耐热性能,使失重10%时的热分解温度从270℃(木粉)提高到547℃。复合材料的吸水率远小于木材,而冲击强度、拉伸强度均呈现随木粉用量的增加先增大后降低的趋势。     

超细高能燃料无定形硼粉的自蔓延制备与表征

采用自蔓延高温合成(SHS)法,用高活性金属Mg粉还原B2O3粉,通过镁热还原反应B2O3 3Mg→2B 3MgO制备出超细高能燃料无定形硼粉,研究镁热还原工艺对还原产物的影响.采用X射线衍射仪对盐酸溶浸后的还原产物进行物相分析.结果表明:还原过程中生成的酸不溶物MgB6、BxO、Mg2SiO4、FeB49是影响硼粉纯度的主要杂质.利用费歇尔粒度测试仪(F.S.S.S)检测无定形硼粉的平均粒径和比表面积.通过优化制备工艺,在B2O3/Mg(质量分数,%)为3.0、反应体系温度为850℃的条件下,可制备出纯度高于94%、比表面平均粒径为0.5～0.7μm、比表面积达4～6m2/g的超细无定形硼粉.     

硼掺杂对碳纳米管形貌和磁性能的影响

以碳纳米管为原料,利用真空封管技术在高温下用硼粉对碳纳米管进行掺杂处理,获得了碳化硼纳米管(纤维).利用透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和磁性测试设备对样品的形貌、结构、组分和磁性能进行了表征.结果表明,掺硼后的碳纳米管(纤维)不仅在形貌上有很大改变,而且其磁性能也有了很大的改变.     

AlN原料的钨网炉高温提纯

商品氮化铝粉料中含有高浓度的氧、碳及金属杂质,需经过高温提纯处理后才能用于物理气相法氮化铝晶体生长。与感应加热相比,钨网电阻加热可有效避免碳、氧等的二次沾污,势必具有良好的提纯效果。本文采用钨网炉对AlN原料进行高温烧结提纯处理,通过X射线能谱仪(EDS)、气体分析技术(IGA)和辉光放电质谱仪(GDMS)对烧结处理后AlN的杂质含量进行了测试分析,结果表明经钨网炉高温烧结处理后,AlN原料中杂质含量明显降低,其中的氧、碳去除效果显著。还进一步分析了杂质挥发、原料损耗随温度、时间变化的规律。     

硅中硼的SIMS定量分析

硅中硼的定量分析是二次离子质谱学中的一个典型基础研究课题。９０年代中，国际标准化组织选定它作为ＳＩＭＳ领域要建立的第一项国际标准。参照近十余年来清华大学与国内外有关实验室合作开展的ＳＩＭＳ定量研究情况，本文介绍并评述了硅中硼ＳＩＭＳ定量分析的进展，讨论了相对灵敏度因子法、硅中硼参考物质、影响定量分析的因素、巡回测试结果及参考物质在标定ＳＩＭＳ仪器检测限的应用。在第一次国际标准化组织巡回测试中，世界     

碳化硼涂层显微结构和性能研究

本文研究了碳化硼等离子喷涂涂层的显微结构和电导率．发现涂层中存在多种显微结构,颗粒状和板状的碳化硼相为主相;涂层中金属Ｆｅ杂质相的存在是涂层电导率出现异常的决定因素;碳化硼涂层中还发现了由Ｂ、Ｏ和Ｆｅ三种元素组成的杂质相,其显微硬度比碳化硼低,这是碳化硼涂层显微硬度同碳化硼陶瓷相比要低的一个重要原因．     

少量硼对钛合金组织影响的研究进展

硼作为一种显著影响钛合金组织的元素,已经在钛合金应用研究领域引起材料工作者的广泛关注。国内外近几年的研究工作主要围绕少量硼对钛合金的晶粒尺寸、组织稳定性以及相变点的影响展开。对含硼钛合金研究的最新进展进行了综述,分析了硼显著改变钛合金组织的机理,并提出了当前研究存在的不足以及今后潜在的发展方向。     

硼基材料在表面工程上应用的潜力

全面阐述了硼基材料适于表面工程上应用的各种潜在性能与特点，并分析了其在表面工程上的各种应用前景。     

微量硼添加对镁合金组织和性能影响的研究进展

在21世纪的今天,由于石油、煤炭等资源的过度开发与使用,人们对节能减排的重视程度越来越高,轻质结构材料也因此受到越来越多的关注。镁合金作为最轻的金属结构材料,具有良好的阻尼减震特性、电磁屏蔽性以及比强度、比刚度高等优点,在航空航天、3C产品、汽车等领域表现出了极大的应用潜力。但是镁合金的综合力学性能和耐腐蚀性能还有待进一步提高。晶粒细化可以同时提高金属的强度和塑性,因此开发出一种高效、低成本的晶粒细化剂是改善镁合金综合性能的重要途径。现在常用的镁合金晶粒细化剂通常有Zr、Si、稀土类元素以及含碳变质剂等。其中Zr与Al共存会恶化其晶粒细化作用,因此Mg-Al系的合金不能采用Zr作为晶粒细化剂,Zr的应用极为有限;Si的大量使用则会使Mg合金中生成粗大的Mg_2Si相,恶化其力学性能,即使少量加入,也会大大降低镁合金的耐腐蚀性能;稀土通常开采成本较高,密度较大,不仅大大增加了使用成本,而且会削弱镁合金的轻量化优势,因此阻碍了其应用推广;含碳变质剂通常对大多数Mg-Al系合金有着较好的细化晶粒的效果,但是诸如CCl_4、C_2Cl_6等会造成一系列环境问题,而且碳的引入会加剧镁合金的腐蚀速率。B作为轻元素,其本身具有密度小、熔点高以及耐腐蚀性强等特点,早在铝合金中就常用作孕育剂和晶粒细化剂。近些年来,有许多研究者对硼化物进行深入的研究,发现B可以与绝大多数金属形成化合物,且晶格类型大多为密排六方结构,且与镁合金的亲和度较强,有潜力成为镁合金中的异质形核剂并有效细化其晶粒。不同含B合金的添加形式对镁合金组织和性能的影响不尽相同,据笔者所知,目前并未有人总结过微量B的添加对镁合金组织和性能的影响及其机理。本文对不同B的添加形式对镁合金组织和性能的影响进行了全面系统的总结和深入探讨,分析了B元素在镁合金中的晶粒细化机制和强韧化效果,最后对B在镁合金中的合金化改性作用前景进行了探讨和展望。认为B是一种在镁合金的开发中有较大研究和应用价值的元素,尤其是在Mg-Al系合金中表现出优异的晶粒细化作用。     

B_4C陶瓷摩擦学性能研究现状与分析

碳化硼陶瓷以其独特的结构和性能广泛应用于诸多工业领域,其中作为一种耐磨或减磨材料,碳化硼陶瓷的摩擦学性能备受关注。总结了近年来国内外关于碳化硼陶瓷的摩擦学性能的研究报道,并从摩擦温度、负载、湿度、速度、磨程和配副材料等多种影响因素出发,讨论了碳化硼陶瓷的摩擦学特性。从实验结果可以看出,碳化硼陶瓷的摩擦学性能随实验条件的差异而出现较大范围的波动,摩擦因数在0.95～0.02之间。通过分析碳化硼陶瓷的摩擦与减磨机制,分析和讨论了碳化硼的摩擦学性能,并提出了改善其摩擦学性能的方法和建议。     

硼含量对碳硼化合物结构、力学影响行为研究

利用低压化学气相沉积技术, 以BCl₃-C₃H₆-H₂为反应气体制备了不同掺硼量的热解碳薄膜B_xC_1-x(x=0.05, 0.10, 0.16, 0.30, 0.50), 并研究了硼含量对B_xC_1-x微观结构及力学性能的影响。B_0.1C_0.9展现了高度结晶的类石墨结构, 其中大部分B取代石墨层中的C。随着B含量上升, B主要形成B-C键, B_xC_1-x结构向无定型转变。纳米压痕测试结果显示, B_0.1C_0.9的弹性模量和硬度较低, 载荷位移曲线显示其力学变形接近弹性变形, 随着B含量增加, 碳化硼生成量增加, 其弹性模量和硬度显著提升, 载荷位移曲线表现出典型的脆性材料力学行为。     

硼与稀土对镁合金作用的研究进展

镁合金作为最轻的工程材料,显示了镁合金在工业中的重要地位。针对硼、稀土在镁合金中的应用,根据国内外的研究现状,分别从硼、稀土对镁合金的细化晶粒、净化合金和耐腐蚀性等作用,探讨了镁合金的力学性能。展望了硼与稀土对镁合金作用的研究方向和发展趋势。     

高硼铸钢的研究进展

高硼铸钢是以B为主要合金元素的新型耐磨材料。围绕高硼铸钢组织中的Fe_2B,简单介绍了合金元素对高硼铸钢组织及力学性能的影响。然而,除耐磨以外,高硼铸钢在耐高温熔体(Zn、Al)腐蚀方面也展现出优异的性能。结合笔者已有的研究成果,重点介绍了新型高硼铸钢的耐铝液腐蚀及耐铝液腐蚀-磨损性能,硼化物对改善高硼铸钢的耐铝液腐蚀及耐铝液腐蚀-磨损性能起到了非常重要的作用。富Cr和富Mo的Fe_2B在铝液腐蚀过程中表现出不同的行为:富Cr的Fe_2B与铝液反应生成周期性层片结构,而富Mo的Fe_2B则是发生断裂、剥落;在铝液腐蚀-磨损过程中,初生富Cr的Fe_2B发生Fe元素的优先溶解,之后在磨损的作用下开裂、剥落,但相关机理还需深入研究。最后,对高硼铸钢的研究进行了展望。     

High-Temperature Properties of Liquid Boron from Contactless Techniques

The density, surface tension, and spectral and total hemispherical emissivities of liquid boron obtained with contactless diagnostics are reported for temperatures between 2360 and 3100 K. It is shown that, contrary to previous expectations, liquid boron is denser than the solid at its melting point. It is also shown that the high total emissivity of 0.36 is not consistent with that of a liquid metal as recently claimed. Finally, good agreement is found with previously reported surface tensions and spectral emissivities of liquid boron.