NH4HF2 氟化Al2O3 制备无水AlF3 研究

采用热重-差热分析（TG-DTA）方法对不同NH₄HF₂/Al₂O₃质量比的Al₂O₃+NH₄HF₂混合物的热行为进行了分析,确定了DTA曲线的临界温度。进一步分析了各临界温度前后直接热处理所得产物的形貌和物相。结果表明,质量比对临界反应温度和反应过程没有影响。氟化反应在室温下以(NH₄)₃AlF₆的形成开始,在162.3~162.8 ℃时占主导地位,在180 ℃左右完成。进一步热处理后,(NH₄)₃AlF₆在249.8~250.1 ℃分解为NH₄AlF₄,在356.8~357.7 ℃分解为β-AlF₃;随后β-AlF₃在400~650 ℃向α-AlF₃转变。     

Fe2+-Ni2+-NH3-NH4+-C2O42-H2O体系的沉淀配合平衡热力学

针对草酸盐配位共沉淀热分解还原法制备超细铁镍合金粉过程中Fe2+-Ni2+-NH3-NH4+-C2O42--H2O体系的溶液平衡建立热力学分析模型,并根据模型进行相关计算,揭示反应体系中各物质随pH值、氨及草酸浓度的变化关系。结果表明:溶液中的Fe主要以[Fe(C2O4)n]2 2n络合物形式存在,而铁氨络合物含量很低。当氨含量较低时,溶液中的Ni主要以[Ni(C2O4)n]2 2n存在;氨含量较高时,在酸性条件下,溶液中的Ni主要以[Ni(C2O4)n]2 2n存在,在碱性条件下,则主要以[Ni(NH3)n]2+存在。低pH值下,Ni的沉淀率较Fe的高,而高pH值下,Ni的沉淀率则较Fe的低。     

La0.4Sr0.6Co0.7Fe0.2Nb0.1O3- δ -Gd0.2Ce0.8O2- δ 应用于可逆固体氧化物电池对称电极

为制备一种高催化性的对称型固体氧化物电池电极,采用一步法合成了La_0.4Sr_0.6Co_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ-Gd_0.2Ce_0.8O_2-δ（LSCFN-GDC）。以LSCFN-GDC为电池阳极和阴极,La_0.8Sr_0.2Ga_0.83Mg_0.17O_3-δ（LSGM）为电解质,采用流延和丝网印刷工艺制备了结构为LSCFN-GDC||LSGM||LSCFN-GDC的电解质支撑型固体氧化物电池。分别采用固体氧化物燃料电池（SOFC）及固体氧化物电解池（SOEC）2种模式对对称电池性能进行了测试。在850 ℃测试温度下,分别采用湿H₂（3% H₂O）、H₂（0.01% H₂S）、CH₄和C₃H₈为燃料气,电池最大功率密度分别为1.036、0.996、0.479和0.952 W/cm²,电解H₂（50% H₂O）时,1.3 V电解电压下电池电流密度为0.943 A/cm²。LSCFN-GDC具有良好的耐积碳、抗硫和氧化还原稳定性能,能够在湿H₂（0.01% H₂S）、CH₄、H₂（3% H₂O）及H₂（50% H₂O）环境中稳定运行700 h。实验结果表明,一步合成法是一种简便而优化的电极制备方法,LSCFN-GDC||LSGM||LSCFN-GDC固体氧化物电池（SOC）具有广阔的应用前景。     

Ti48Zr20Nb12Cu5Be15 非晶复合材料的内耗行为

对Ti₄₈Zr₂₀Nb₁₂Cu₅Be₁₅非晶复合材料的室温力学性能以及随温度变化的动态力学性能进行了研究。结果表明,该非晶复合材料的室温拉伸强度约为1350 MPa,断裂应变约为0.13。随着温度的升高,该非晶复合材料的整体状态由弹性转变为粘弹性。在准点缺陷模型框架下,引入了诸如损耗因子、相关系数等相关物理参数,全面分析了该非晶复合材料动态力学行为,并且模型的理论曲线与实验数据拟合程度较好。因此,准点缺陷模型可以很好地描述不同温度下的Ti₄₈Zr₂₀Nb₁₂Cu₅Be₁₅非晶复合材料的动态力学行为。     

Fe66Ni1Al5Ga2P9.65B7.6Si3C5.75非晶合金循环预处理的热力学分析

采用XRD、DSC方法研究了循环预处理对Fe₆₆Ni₁Al₅Ga₂P_9.65B_7.6Si₃C_5.75非晶合金热力学参数的影响和晶化过程中析出相自由能的变化。结果表明:与淬火态相比,经循环预处理后晶化样品的Tg、Tx、Tp均有所降低,过冷液相区扩大,整个非晶的晶化阶段均有所提前;晶化析出相种类增加,晶化体积大幅增加,其中经冷热循环处理样品的晶化体积最大为60.197%;晶化相Fe₃P、AlNi₃C_0.5、Fe₂P的ΔGT与温度的变化成正比例函数。     

电弧喷涂制备Fe65Cr20Mo7B3.5SiMn1.5W3涂层

在Q235低碳钢板上利用电弧喷涂工艺进行喷涂,以制得Fe65Cr20Mo7B3.5SiMn1.5W3涂层。喷涂材料为自行配制的丝材,按照35%的填充率将配好的粉填充到U型不锈钢外皮中,经过多道拉拔、挤压工艺制成Φ2mm的粉芯丝材。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜对涂层的物相和组织形貌及成分进行了表征;采用差示扫描量热仪、显微硬度仪等设备对涂层的热稳定性及显微硬度进行了检测和分析。试验结果表明:涂层组织形貌呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成。涂层含有50.63%的非晶相,同时含有纳米级的晶相。涂层组织均匀、结构致密、孔隙率低,并且涂层硬度高达1040.5HV0.3,属硬质涂层,具有良好的热稳定性。     

Bi3.25La0.75Ti3O12籽晶层对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的影响

用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上沉积Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15/Bi3.25La0.75Ti3O12双层膜,薄膜置于空气气氛在退火炉中700℃退火处理。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对薄膜的相结构、取向度和微观形貌进行表征,并测试了样品的电滞回线。结果表明:与纯的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜相比,双层膜具有更高的a轴取向度,表面均匀致密无孔隙,多为球形晶粒,且晶粒尺寸约为80nm,并且具有较高的剩余极化强度Pr=13.34μC/cm2,对应的矫顽场强为68.32kV/cm;Bi3.25La0.75Ti3O12的引入对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的形核生长和晶体学取向具有一定的促进作用,有利于样品的铁电性能。     

析出强化Fe53Mn15Ni15Cr10Al4Ti2C1高熵合金强韧化机制

以fcc结构高熵合金为基础合金,通过添加Al、Ti和C元素,设计了新型析出强化Fe₅₃Mn₁₅Ni₁₅Cr₁₀Al₄Ti₂C₁高熵合金。经过轧制后该合金含有纳米结构轧制条带(含有变形孪晶)和高密度位错结构。中温长时间热处理后该合金具有纳米结构非均匀组织,包括轧制条带、位错和大量的纳米析出相,表现出优异的强度-塑性匹配关系。该合金优异的力学性能是由于组织中与基体共格的L1₂型析出相起到了显著的析出强化作用,使该合金强度明显提高;另一方面,高密度位错得到有效回复,改善了合金的应变硬化能力。采用中温长时间热处理可获得强度-塑性匹配优异的非均匀组织析出强化高熵合金。     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5非晶棒料摩擦焊接

设计了一种非晶合金摩擦焊装置,以Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶棒料为研究对象,进行了摩擦焊试验.焊接样品经SEM,XRD,维氏硬度、TEM等检测,结果显示焊接界面无明显未熔合,样品仍然保持非晶态,接头硬度总体增大,接头处出现了纳米晶.采用ANSYS软件对非晶合金摩擦焊的温度场进行仿真.结果表明,在摩擦时间t=0.25s时摩擦界面中心温度超过非晶棒料玻璃转变温度,接触面全部进入过冷液相区,应进行顶锻.仿真结果与摩擦焊试验结果基本吻合,有利于指导焊接试验.     

Fe2O3-CaO-TiO2 体系下铁酸钙的合成过程及TiO2 和CaTiO3 的影响

为了确定高钛型钒钛磁铁矿烧结过程中铁酸钙的生成是受TiO₂还是TiO₂和CaO形成的CaTiO₃影响,首先利用Fe₂O₃和CaO的纯试剂合成了铁酸钙,并研究了TiO₂和CaTiO₃对钛铁酸钙 （FCT） 形成的影响。在Factsage 7.0软件进行热力学计算的基础上,通过在空气气氛下进行烧结,获得了在1023~1423 K温度范围内、不同烧结时间的不同样品。通过X射线衍射和扫描电镜-能谱分析等表征手段,对烧结样品的物相转变和微观结构变化进行了表征。发现FCT的形成过程主要分为2个阶段：前一阶段为1023~1223 K温度范围内Fe₂O₃与CaO之间的反应,合成产物为Ca₂Fe₂O₅,反应方程式为“Fe₂O₃(s)+ 2CaO(s)= Ca₂Fe₂O₅(s)”;后一阶段为1223~1423 K温度范围内Ca₂Fe₂O₅和Fe₂O₃的反应,主要产物为CaFe₂O₄,反应为“Ca₂Fe₂O₅(s)+ Fe₂O₃(s)= 2CaFe₂O₄(s)”,该阶段尤其是温度为1423 K时,反应速率显著加快,随温度的升高CaTiO₃显著增加。然而,Ti元素在铁酸钙中的固溶很难实现,TiO₂与铁酸钙之间的反应不是形成FCT的有效途径。随着保温时间的延长,CaTiO₃和FCT相界中Fe元素含量增加。FCT主要是通过Fe组分在CaTiO₃中固溶形成的,主要反应是“Fe₂O₃+CaTiO₃(s)=FCT(s)”。     

热处理对水雾化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯性能的影响

采用水雾化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉制备出了高频特性较好的磁粉芯。研究了去应力退火和磁场退火对磁粉芯磁性能的影响。结果表明:非晶磁粉芯压制后的去应力退火处理能有效提高磁导率和品质因数。过高热处理温度使非晶粉末晶化,析出导电性较差的非铁磁相,恶化磁性能。最佳退火温度为400℃,最佳的磁性能为:在3500 kHz的频率下,μ=40.5,Q=225。磁场退火对Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯磁导率影响较小。纵向磁场退火能增大非晶磁粉芯的损耗,横向磁场退火能降低非晶磁粉芯的损耗,磁粉芯总损耗变化主要来源于磁滞损耗。     

Zr61Cu25Al12Ti2和Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5块体非晶合金过冷液相区的塑性流变行为

利用Gleeble 3500热模拟试验机研究了块体非晶合金Zr₆₁Cu₂₅Al₁₂Ti₂（ZT1）和Zr_52.5Cu_17.9Ni_14.6Al₁₀Ti₅（Vit105）过冷液相区的压缩变形性能及其流变行为。结果表明，温度和应变速率影响其在过冷液相区的变形模式，主要包括3种典型方式：低温或高应变速率时局部剪切导致的脆性断裂，较高温度或者低应变速率时的Newtonian流变，中温区间或者较高应变速率时的非Newtonian流变。给出了2种合金Newtonian流变向非Newtonian流变转变的边界条件及过冷液相区的变形图。当压缩应变速率小于1×10^-3s^-1时，ZT1和Vit105分别在678～703 K和703～738 K温度区间表现出Newtonian流变行为，适合进行热塑性加工。利用自由体积模型分析发现，与ZT1相比，Vit105合金的流变激活体...     

烧结温度对Ca0.15Sr1.85Bi3.95Nd0.05Ti5O18陶瓷性能影响

用固相合成的方法制备了Ca0.15Sr1.85Bi3.95Nd0.05Ti5O18(CSBNTi-0.05)铁电陶瓷,研究了烧结温度对CSBNTi-0.05铁电陶瓷样品的相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理。研究发现1180℃温度下烧结样品的电滞回线矩形度最高(80%),其剩余极化强度2Pr最大,为18.64μC/cm2,对应的矫顽场强度Ec为83.2kV/cm,居里温度TC=310℃,测试频率在60Hz~100kHz之间时,相对介电常数的大小约为164,损耗约为0.0083,样品具有稳定的介电常数和较小的介电损耗,显示了很好的频率稳定性。     

复合粘结La0.8Ce0.2Fe11.7- x Mn x Si1.3H1.8 磁工质的磁性能

采用中频感应炉制备La_0.8Ce_0.2Fe_11.7-xMn_xSi_1.3母合金并退火,将合金饱和氢化后破碎成粉末。通过环氧树脂粘结,将居里温度T_C间隔为5 K的多种La_0.8Ce_0.2Fe_11.7-xMn_xSi_1.3H_1.8（x=0.23,0.26,0.29,0.32,质量分数,%）合金粉末进行混合粘结,提高合金的磁熵半峰宽。用VersaLab和绝热温变直接测量仪测试粘结样品的磁性能。结果表明,与单一成分粘结样品相比,混合粘结样品的最大等温磁熵变有所降低,磁熵半峰宽以及相对制冷能力有所提高。含4种成分的混合粘结样品的相对制冷能力可以达到139.2 J/kg。     

Lu2O3/TiO2/Nb2O5共稳定ZrO2热障涂层材料研究

采用Lu2O3/TiO2/Nb2O5作为ZrO2热障涂层材料的稳定剂,研究Lu2O3/TiO2/Nb2O5共稳定ZrO2(15%LTNSZ)热障涂层材料在900℃、40 mol%V2O5+60 mol%Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:8%YSZ热障涂层材料热腐蚀2 h后,t相ZrO2全部相变为m相ZrO2,热腐蚀产物为尺寸较大的YVO4晶体;15%LTNSZ热障涂层材料热腐蚀20 h后,m相ZrO2的比例仅为5.5%,热腐蚀产物为尺寸较小的LuVO4晶体。与Y2O3稳定剂相比,Lu2O3/TiO2/Nb2O5稳定剂使ZrO2在40 mol%V2O5+60 mol%Na2SO4熔盐中的抗热腐蚀性能提高1个量级以上。     

Ca0.075Sr0.925Bi4Ti4O15铁电陶瓷的性能

用溶胶凝胶法制备了Ca0.075Sr0.925Bi4Ti4O15(简称CSBTi)铁电陶瓷样品,研究了烧结温度对CSBTi铁电陶瓷性能的影响。结果表明:1180℃温度下烧结的CSBTi铁电陶瓷样品的铁电性能得到明显改善,剩余极化强度2Pr为19.4μC/cm2,矫顽场强度Ec为72.5kV/cm;压电常数为d33=9.8pC/N;居里温度TC=543℃,随着测试频率的增加,室温下相对介电常数εr的峰值逐渐下降,而对应的居里温度TC则随之上升,表现出弛豫铁电体的特征。     

Zr55Al10Ni5Cu30非晶钎料熔体与α-Al2O3和ZrO2陶瓷的润湿性

利用改良座滴法研究了Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶钎料熔体与多晶α-Al_2O_3和ZrO)_2陶瓷的润湿行为和界面特征.结果表明,Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)/α-Al_2O)3体系具有极好的润湿性,在1133-1193K温度范围内平衡接触角均为0.Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)/ZrO_2之间的润湿性较差,但在1133-1253 K温度范围内随着时间的延长,润湿性逐渐得到改善.两个体系均存在一定程度的界面反应.润湿动力学和界面显微结构的研究表明液滴合金中的活性元素(如Zr)在界面尤其是三相线前沿的吸附和堆积速度对润湿起了决定性的作用,而界面反应的贡献则相对较小.

Abstract：

The wettability and interfacial characteristics of molten Zr_(55) Al_(10) Ni_5 Cu_(30) metallic glass brazing alloy on polycrystalline α-A1_2O_3 and ZrO_2 substrates were studied using a modified sessile drop method. The results show that the wettability of the Zr_(55) Al_(10) Ni_5 Cu_(30)/α-Al_2O_3 system is excellent with the final contact angles approaching zero degree at 1 133-1 193 K. However, the wettability of the Zr_(55)Al_(10)Ni_5 Cu_(30)/ZrO_2 system is poor, but it can be progressively improved with the elapse of time during the isothermal dwelling in the temperature range of 1 133-1 253 K. A certain extent of interfacial reaction happens in both systems. The investigation on the spreading kinetics and interfacial microstructure indicates that the adsorption of the active atoms such as Zr at the interface, particularly at the triple junctions, plays a key role in determining the wettability, whereas the contribution of the interfacial reaction is relatively minor.     

Al2O3/Au/Al2O3层状阻氚薄膜

采用磁控溅射法在316L不锈钢基体上分别沉积单层Al2O3膜、单层Au膜以及Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜。采用气相渗透法在500℃,氘分压为0.06 MPa条件下测试了薄膜的阻氘性能。结果表明,3种薄膜氘渗透后,薄膜的形貌良好,无开裂、无剥落的现象,氘渗透率减低因子均比316L不锈钢基材增大一个数量级以上,阻氘效能按单层Al2O3膜、单层Au膜以及Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜依次递升。Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜的优异阻氘效能可归因于,延性的Au夹层使层状薄膜的力学性能得到显著提高;Al2O3层能阻止Au与基体间互扩散,使Au能充分发挥阻氘效能。本研究表明,由贵金属与陶瓷阻氚材料构成的层状薄膜是发展阻氚涂层的新途径。     

一种可内生Al2O3扩散障的δ-Ni2Al3-Cr2O3/ Ni-Cr2O3涂层体系

通过对Ni-Cr₂O₃复合镀层620 ℃部分渗铝制备了δ-Ni₂Al₃-Cr₂O₃/Ni-Cr₂O₃涂层体系。Cr₂O₃颗粒在渗铝的过程中和Al反应生成更为稳定的Al₂O₃。1000 ℃恒温氧化20 h后发现,铝化物涂层和复合镀层内掺杂的Cr₂O₃颗粒完全转化为Al₂O₃,并在铝化物涂层/Ni镀层界面自发形成了一层Al₂O₃富集层,该富集层起扩散障作用,阻碍铝化物涂层因互扩散所致的退化。     

Fe76Ga5Ge5B6P7Cu1合金的非等温晶化动力学

采用单辊旋淬法制备了Fe₇₆Ga₅Ge₅B₆P₇Cu₁带材,并研究了其晶化行为和机理。结果表明Fe₇₆Ga₅Ge₅B₆P₇Cu₁合金的晶化过程分为2个阶段,第1个阶段为α-Fe（Ga, Ge）相的析出,第2个阶段为Fe（B, P）硬磁相的析出。在非等温加热的情况下,初始表观激活能大于晶化表观激活能。根据Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov（JMAK）方程得出,对于非完全非晶结构的合金,其晶化过程为预先存在的晶核或团簇不断长大,同时伴随着新的晶核不断析出且形核率不断下降。此外,快速升温的退火工艺更适合形成均匀弥散的纳米晶组织。通过实验验证,退火时升温速率为100 K/min的合金软磁性能优于升温速率为10和50 K/min的合金,其最优起始磁导率为2.86×10^-2H/m,矫顽力为1...