脉冲直流PCVD制备新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜

用工业型脉冲直流等离子体化学气相沉积（PCVD）设备,在高速钢（W18Cr4V）基材表面沉积新型四元Ti-Si-C-N复合超硬薄膜。结果表明：Ti-Si-C-N薄膜是由面心立方结构的TiN和TiC纳米晶、Ti（C,N）固溶体及存在于晶界的非晶Si3N4和α-C组成,形成TiN／TiC／Ti（C,N）／α-C／α-Si3N,复相结构,这种复相结构存在着[111],[220]和[200]混合择优取向。SiCl4和CH4流量变化是影响薄膜相组成和硬度变化的主要工艺参数。随Si含量的增加,薄膜的显微硬度先升后降,表面形貌由致密的细颗粒状变为粗大的枝条状;C元素的加入能抑制柱状晶的形成,对硬度影响较小。     

PCVD法制备的Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温氧化行为

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出Ti-Si-C-N超硬薄膜.XRD,XPS及HRTEM等测试表明,薄膜由纳米晶/非晶复合结构组成(nc-Ti(C,N)/a-Si3N4/a-C-C或nc-Ti(C,N)/h-Si3N4/a-Si3N4/a-C-C).Ti(C,N)显示(200)晶面择优取向.高温氧化实验显示:随Ti含量降低和Si含量增大,Ti-Si-C-N薄膜的抗氧化温度逐步提高;当Ti含量为8.7%、Si含量为17.8%时,薄膜中出现少量晶化的密排六方结构的h-Si3N4,弥散分布在非晶基体中,薄膜抗氧化温度达到900℃.Ti-Si-C-N薄膜的氧化过程分为增重和失重两个阶段,进入失重阶段后薄膜很快失效.     

Ti-Si-N纳米复合薄膜的结构与性能

用工业型脉冲直流等离子体增强化学气相沉积技术,在高速钢(W18Cr4V)表面沉积了Ti-Si-N复合薄膜,研究了Ti-Si-N复合薄膜的微观组织和力学性能.结果显示,薄膜相结构为纳米晶TiN和纳米晶或非晶TiSi2以及非晶相Si3N4;在Si含量为5.0 at%～28.0 at%范围内,薄膜的晶粒尺寸逐渐变大;Ti-Si-N薄膜的显微硬度相对于TiN有明显增加,最高硬度可达40 GPa;高温退火后,Ti-Si-N纳米复合薄膜的显微硬度与晶粒尺寸在800℃高温下仍然保持稳定.     

超硬薄膜研究的新进展

本文介绍了碳系列薄膜、纳米多层及纳米复合超硬薄膜近年来所取得的研究成果，重点是氮化物纳米多层与复合超硬薄膜的研究状况，并对纳米多层膜在应用中存在的问题提出了解决的思路，指出了超硬薄膜的发展趋势。     

PCVD制备新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜及其微观结构表征

用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积（PCVD）方法,在高速钢试样表面沉积出一种新型Ti-Si-C-N薄膜材料.研究了不同SiCl4流量对薄膜成分、微观组织形貌以及薄膜晶体结构的影响.X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）分析结果表明：Ti-Si-C-N薄膜是由Ti（C,N）/a-C/a-Si3N4组成的纳米复合结构,薄膜的晶粒尺寸在2-25 nm范围内;当Ti-Si-C-N薄膜中N含量很少时,Ti（C,N）结构转变为TiC,薄膜的表面形貌由颗粒状转变为粗条状.     

Ti-Si-N纳米复合超硬薄膜的高温热稳定性

用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积（PCVD）方法在高速钢（HSS）基体上制备了Ti—Si-N薄膜,重点从不同温度退火后薄膜相结构、晶粒尺寸和显微硬度的变化等方面,探讨了不同Si含量的Ti-Si-N薄膜的高温热稳定性。结果表明：Ti-Si-N薄膜在900℃以内退火处理后,晶粒尺寸和显微硬度并无明显突变,尤其是Si含量较低时,在800℃,晶粒尺寸和显微硬度几乎没有变化,表明Ti-Si-N薄膜具有非常良好的高温热稳定性,这可能与薄膜相形成在高温下仍为调幅分解有关。     

钛表面纳米复合Si-C-N超硬薄膜的结构与性能

采用电弧增强磁控溅射(AEMS)技术在钛表面制备纳米复合Si-C-N超硬薄膜,研究薄膜的显微结构、相组成、硬度、韧性、摩擦学行为和耐蚀性能。结果表明,薄膜形成了C–C、C=C、N–C以及Si–C非晶复合组织结构。薄膜的硬度为(38.2±4.1)GPa,断裂韧性为(3.68±0.32)MPa·m1/2。薄膜的摩擦系数为0.23左右,具有良好的抗摩擦磨损能力。沉积Si-C-N薄膜的TA2试样在25℃、3.5%NaCl水溶液中的腐蚀速率为0.000125mm·a-1,是纯TA2的12.5%,具有良好的耐蚀性能。     

Ni-W-P-CeO_2-SiO_2纳米复合薄膜材料制备

通过Ni、W、P和CeO2、SiO2纳米颗粒的脉冲共沉积,在碳钢基体表面制备出了Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料,研究了电解液中硫酸镍和柠檬酸浓度对纳米复合薄膜化学组成、沉积速率、显微硬度和微观组织的影响.结果表明:当硫酸镍和柠檬酸浓度分别控制在70 g/L,和120 g/L,时,纳米复合薄膜材料沉积速率(25.32 ìm/h)和显微硬度(6140 MPa)最高.增加硫酸镍浓度,纳米复合薄膜材料晶粒得到细化,但基质金属晶粒轮廓模糊,纳米颗粒在基质金属中分布不均匀.在适宜的柠檬酸浓度(120 g/L)下,纳米复合薄膜材料表面平整光滑、结构致密、晶粒细小,基质金属晶粒轮廓清晰,呈规则圆球型,CeO2纳米颗粒在基质金属中镶嵌均匀,但Si02纳米颗粒沉积量较少且分布不均匀.     

添加超硬纳米微粒复合镀层形成机理及耐磨性

在纯铜板上制备了Ni-SiC 纳米复合镀层,用SEM观察其表面形貌及微粒分布状态,对其沉积机理进行了分析.通过显微硬度实验研究了其耐磨性.同于纯镍镀层;且由于纳米颗粒的加入,     

聚酰亚胺-二氧化钛纳米复合薄膜的热稳定性

目的探究纳米颗粒对聚酰亚胺薄膜热稳定性的影响规律及影响机理。方法采用原位聚合法制备TiO_2含量不同的PI-TiO_2纳米复合薄膜,通过差热热重法分析复合薄膜的热稳定性,观察复合薄膜加热后的微观形貌,探讨复合薄膜的耐热机理。结果纳米颗粒的加入提高了薄膜的热稳定性,PI-5% TiO_2复合薄膜失重10%和50%时的温度分别较纯PI膜提高了19.3℃和20.7℃。复合薄膜的DTA曲线峰顶温度均高于纯PI膜,PI-5% TiO_2复合薄膜峰顶温度为637.8℃,较纯PI膜提升了40.1℃。随着TiO_2含量的增加,复合薄膜DTA曲线反应峰峰型逐渐变窄、增高且变得尖锐,复合薄膜的导热性能有所提高。结论纳米颗粒阻碍了聚酰亚胺分子的热运动,减缓了薄膜在分解过程中产生的空洞区域的扩散。聚酰亚胺基体中的纳米颗粒在薄膜中形成骨架结构,提高了薄膜的导热性和刚性。聚酰亚胺与纳米颗粒形成有机-无机相界面,界面层的聚酰亚胺分子具有更好的热稳定性,使得薄膜的反应热焓值增加。     

Fabrication of in-situ Ti-Si-C fine grained composite by the self propagating high temperature synthesis (SHS) process

An attempt has been made to synthesise a Ti-Si-C composite with fine TiC and Ti-Si phase dispersed composite, using titanium, silicon and carbon powders using SHS dynamic compaction. The Ti-Si-C bulk composite with a high hardness (22.50 GPa), with a homogeneous distribution of a softer Ti-Si phase having more than 99% density of theoretical value has been successfully synthesised by the SHS dynamic process. The composite was found to be consisting of titanium carbide and titanium silicide. SEM and EDX analysis showed uniform distribution of phases and an average grain size varying around 1-2 μm. Nanoindentation studies revealed modulus of composite about 400 GPa with an elastic recovery of 30%.     

氩离子溅射刻蚀对Ti-Si-C纳米复合薄膜XPS分析的影响

通过中频非平衡磁控溅射Ti80Si20复合靶在氩气和甲烷混合气氛中沉积Ti-Si-C复合薄膜。采用X射线衍射仪、Raman光谱和X射线光电子能谱分析薄膜微结构。结果显示:制备的薄膜为非晶碳(a-C:Si:H)包裹约10 nm TiC晶粒的复合结构,氩离子溅射刻蚀对XPS分析结果有显著影响。随氩离子刻蚀溅射刻蚀时间增加,薄膜表面C、O原子含量明显降低,而Ti、Si原子含量增加。氩离子溅射刻蚀导致薄膜非晶碳相发生石墨化转变,即sp3C-C(H)/sp2C-C比率减小,同时,C-Ti*/C-Ti和C-(Ti+Ti*)/C-C强度比明显增加。     

镍铁铬合金容器的焊接

重点阐述了镍铁铬合金N08810的焊接特性.针对在焊接过程中出现的问题进行了详细的分析,井采取措施对设备进行了热处理,确保了产品的制造质量.     

从废旧锂离子电池中分离回收钴镍锰

提出一种新型的从废旧锂离子电池中分离回收钴镍锰的工艺.该工艺采用物理擦洗-稀酸搅拌浸出的方法分离集流体与活性物质,采用H2SO4+H2O2为浸出剂对活性物质进行浸出,然后采用黄钠铁矾法去除浸出液中的铁,再采用N902萃取分离铜,通过水解沉淀法除铝,最后采用碳酸盐共沉淀法制备镍钴锰碳酸盐前躯体.结果表明:最优浸出条件为液固比10:1、H2SO4浓度2.5 mol/L、H2O2加入量2.0 mL/g(粉料)、温度85℃、浸出时间120 min;在此条件下,钴、镍和锰的浸出率分别达到97%、98%和96%;除去浸出液中的铁、铜和铝后,钴、镍和锰的损失率分别为1.5%、0.57%和4.56%;总体来说,废旧锂离子电池中钴、镍和锰的回收率均可以达到95%.     

经济型N80油管热处理工艺研究

为降低N80钢的生产成本,开发了一种经济型钢种,通过回火试验及力学性能试验,制订了该钢的热处理工艺.结果表明该钢的力学性能超过了API 5CTN80钢级的要求.     

高强度石油套管用钢N80的开发

介绍了本钢经铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸生产工序生产石油套管N80用热轧钢带的化学成分、实际生产工艺及成品带钢的机能和金相组织。介绍了西安管材所评定的N80钢板及钢管的结果。     

直缝ERW石油套管N80的研制

介绍了张家口海特钢管厂用本钢生产的N80板卷制造ERW焊管N80的情况。介绍了焊接工艺,钢管的金相组织、力学性能。介绍了西安管材所评定的N80钢板及钢管的结果。试验非常成功。     

B304N奥氏体不锈钢焊条电弧焊与钨极氩弧焊焊接接头的冲击性能比较

分别采用焊条电弧焊工艺和钨极氩弧焊工艺焊接B304N奥氏体不锈钢,并对焊接接头冲击性能进行测试,分析对比两者焊接接头焊缝、熔合线、热影响区的冲击性能.结果表明,钨极氩弧焊焊缝的冲击性能比焊条电弧焊焊缝的冲击性能要高一倍以上,其熔合线的冲击性能也好于焊条电弧焊,热影响区冲击性能接近.     

改变石灰添加点降低铝土矿拜耳法溶出碱耗的研究

拜耳法生产氧化铝过程中的碱耗在生产成本中占很大比例,引起碱耗的主要因素是大部分含硅矿物在溶出过程中生成钠硅渣。根据赤泥的钠硅比（N／S）可以判断碱耗的高低。石灰对铝土矿溶出赤泥N／S有着重大影响。本文试图改变石灰添加点来降低溶出赤泥N／S。试验研究结果表明,在溶出温度下添加石灰乳舛降低碱耗效果比较明显。在预热温度区添加石灰乳对降低碱耗有效果,但降低幅度不大,在闪蒸温度区添加石灰乳对降低碱耗没效果。甚至增加碱耗。     

冷轧301L奥氏体不锈钢的变形和应变硬化行为

研究了SUS301L和CN301L奥氏体不锈钢HT(high tensile,4/4H)和DLT(deadline tensile,1/4H)两个硬化等级冷轧板材的变形和应变硬化行为及其应变诱发α′马氏体转变.所有301L冷轧板拉伸试样近断口处都发生了85%以上的马氏体相变,轧制变形量增加,室温拉伸应变诱发马氏体转变开始的应变减小,但未增加马氏体转变饱和值.CN301L中C和N的含量高于相同硬化等级的SUS301L,导致它们变形和硬化行为不同.C和N的含量较高,对γ相和α′相的固溶强化效果增强,冷轧奥氏体不锈钢无需发生大量马氏体转变就能达到要求的高屈服强度,保证冷轧板材具有较好的塑性和一定的成型能力;此外,形成的应变诱发马氏体中,C和N的固溶度大,硬化效果增强,流变应力上升快,抗拉强度高;C和N含量较高,还增加奥氏体的稳定性,将拉伸过程中应变诱发马氏体转变推迟到较高应变发生,延长应变硬化行为的第二阶段,增强相变增塑效应.