纳米Al2O3对Ni基合金激光抛光表面光洁度的影响

为提高激光抛光表面光洁度,采用1 070nm,200W光纤激光器(SPI激光器SP-200C-A-A6-A-C)进行激光抛光实验。首先在电镀纯Ni样品上进行实验,采用相同的参数对Ni/Al_2O_3(4.4%,体积百分比)纳米复合材料进行激光抛光。在其他参数相同的情况下,通过改变激光能量密度进行实验,最后通过形貌和微观结构表征研究Al_2O_3纳米颗粒对Ni抛光性能的影响,再利用光学和热物理性质对激光熔化进行了数值模拟。结果表明,在最佳激光抛光工艺条件下,Ni/Al_2O_3的表面粗糙度由323nm降低到72nm,纯Ni的表面粗糙度由254nm降低到107nm。在纳米颗粒的帮助下,标准化表面粗糙度降低了近2倍。激光加工区截面的微观结构研究表明,通过添加Al_2O_3纳米粒子,激光熔化区(MZ)深度从1.8μm增加到3.2μm,而热影响区(HAZ)的大小从8.4μm显著减小到2.9μm。激光抛光中通过纳米粒子调节熔池动力学,克服了激光抛光的基本限制。随着纳米粒子对热物理性质的改变,热毛细流动的开始发生了改变,从而为毛细区提供了更宽的处理窗口。纳米颗粒的增黏作用提高了毛细区的平滑效率。数值模拟进一步证明了纳米颗粒抑制了热传递,增强了表面层内的热积累,从而降低了MZ深度。纳米粒子限制了晶粒的生长,提高了晶粒生长温度,使热影响区缩小。     

钛对激光熔覆Ni_3Si金属间化合物涂层的影响

利用激光熔覆技术合成Ni3Si涂层修复改善高温合金的使用性能,添加合金化元素改善Ni3Si的脆性问题。以镍、硅、钛元素粉末为原料,利用10 k W CO2连续激光器在GH864表面激光熔覆制备Ni-Si金属硅化物复合材料涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计表征熔覆试样的微观组织、相组成和显微硬度。结果表明,熔覆层组织主要由镍固溶体、Ni3Si和Ni3 1Si12组成,随着钛含量的增加涂层组织为镍固溶体和Ni3(Si,Ti)。熔覆层的平均硬度随钛含量的增加而减小,主要是因为钛的添加减小了涂层组织中硬质相的含量。随着钛含量从0增加到9%,涂层合金晶格常数从0.351 00 nm增加到0.353 18 nm。     

反应烧结法制备Al_3Ti颗粒增强Al基复合材料的研究

采用反应烧结法制备出Al_3Ti颗粒增强Al基复合材料,探讨了Al-Ti体系粉末的反应过程,研究了复合材料的微观组织形态及性能。结果表明,不同成分的Al-Ti体系粉末反应烧结产物均由Al_3Ti和Al两个相组成,当Al-Ti体系中Al∶Ti的摩尔比超过3∶1时,过量的Al熔化吸收大量热量,反应3Al+Ti→Al_3Ti被推向高温。随着烧结温度升高,Al_3Ti颗粒尺寸增大,复合材料致密度降低;随着Al_3Ti质量分数由80%降低至60%,Al_3Ti颗粒数量减少、尺寸减小,Al基体所占比例增大,复合材料致密度提高。当Al_3Ti质量分数为60%时,烧结反应产物形貌为较小的Al_3Ti颗粒弥散分布在Al基体上,此时复合材料致密度最高,达到96. 67%。不同成分Al_3Ti/Al复合材料的硬度和耐磨性均显著高于Al基体,随着Al_3Ti质量分数由60%增加到80%,复合材料硬度由107 HV增加到158 HV,当Al_3Ti质量分数为60%时,复合材料的耐磨性最好。     

激光增材制造纳米颗粒增强铝合金复合材料组织及性能研究

为了提高激光增材制造铝合金复合材料成型机制及力学性能,采用1 070nm、200W光纤激光器分别对没有添加纳米颗粒的AlSi12粉末样品和添加不同体积分数纳米TiC颗粒的AlSi12-TiC(5%TiC,体积百分比,下同)及AlSi12-TiC(25%TiC,体积百分比,下同)铝合金复合材料进行激光沉积实验,并通过形貌和微观结构表征研究纳米颗粒对金属合金性能的影响。结果表明,AlSi12-TiC(25%TiC)粉末的反射率达到15.17%±1.88%,反射率显著降低;在纳米颗粒的帮助下,平均硬度为HV(578±42.5),有显著增高;样品的杨氏模量为(187.73±28)GPA,与ANNNC(35%TiC,体积百分比)相当。     

一维NiFe_2O_4纳米丝的制备与磁性能

采用静电纺丝法制备了表面光滑、直径均匀、连续的一维NiFe_2O_4纳米丝。利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线电子衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对Ni Fe2O4纳米丝的结构、形貌和磁性能进行表征。结果表明,经500~900℃煅烧后均得到直径约为60 nm的纯相尖晶石型NiFe_2O_4纳米丝,且NiFe_2O_4纳米丝具有良好的软磁特性,其饱和磁化强度(Ms)和剩余磁化强度(Mr)随煅烧温度的升高而增大,900℃煅烧后Ms和Mr分别达到最大值35.56、13.29 A·m2/kg。经600℃焙烧后的Ni Fe2O4纳米丝Ms为30.56 A·m2/kg,矫顽力(Hc)达到最大值2.76 A/m,表明NiFe_2O_4的单畴临界尺寸约为28 nm。     

激光熔覆镍基纳米Al_2O_3复合涂层的组织和摩擦性能

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度及摩擦性能测试.结果表明,激光熔覆层的组成相主要为γ(Fe,Ni)、Cr7(B,C)3、Al15Fe4等,熔覆层的显微硬度HV0.3最高达到830,熔覆层与纯铝试件对摩时的磨损机制为粘着,并且随pv值增大时,粘着现象加剧,摩擦因素增大.     

电沉积法制备纳米铜粉的研究

研究了在摩尔比为2∶1的尿素-氯化胆碱(Urea-Ch Cl)低共融溶剂(DES)中,将氧化亚铜溶解在该体系中,采用恒电位电沉积法,制备出了颗粒尺寸在40 nm左右的纳米铜粉。通过单因素条件试验,结合扫描电镜(SEM)分析及电流效率分析,确定电沉积制备纳米铜粉的最佳试验条件为:阴极材料为镍片,电解液温度为313~323 K,槽电压为2.5 V,电沉积时间为2 h。     

高炉渣主要组分对其熔化特性及黏度的影响

以攀枝花高钛型高炉渣为主要原料,采用正交试验设计法研究了高炉渣主要组分(CaO/SiO_2(二元碱度R2)、TiO_2、Al_2O_3、Mg O)对其半球点温度、流动温度及黏度的影响。结果表明,高炉渣主要组分对其半球点温度影响的大小顺序为:R2TiO_2Mg OAl_2O_3;对流动温度的影响顺序为:Al_2O_3R2Mg OTiO_2;对黏度的影响顺序为:R2Al_2O_3TiO_2Mg O;随着碱度R2增加,熔化温度及黏度呈先升高后降低的规律;随着TiO_2含量的增加,熔化温度呈先升高后略有降低的趋势,黏度呈先降低后增加的趋势;随着Al_2O_3含量增加,半球点温度呈先减小后增大的趋势,流动温度大致呈逐渐增大的趋势,黏度呈先降低后升高再降低的变化趋势;随着MgO含量的增加,熔化温度有一定的降低,黏度呈先升高后降低的趋势。     

脉冲电解法制备纳米晶金属镍的摩擦性能

采用脉冲电解沉积工艺制备厚度约60μm的金属镍薄膜.当脉冲电流密度为7.5×10-2A/m2,通断时间比为1/25,pH=4.5,T=50℃时,所制备镍薄膜的平均晶粒尺寸约20nm,硬度为637HV.在电流密度一定时,晶粒尺寸随脉冲通断时间比减小而变小,硬度增大.与常规粗晶镍材料相比,纳米晶体结构镍薄膜的耐摩擦性能得到显著改善,在恒定压力下滑擦5次,纳米晶体结构镍薄膜的磨损深度从25nm增加到30nm,摩擦系数在0.13～0.20之间,而粗晶镍薄膜的磨损深度从35nm增加到46nm,摩擦系数在0.19～0.31之间.     

无添加剂纳米晶聚晶金刚石块体合成及表征

以圆葱碳(OLC₁₁, 1 100 ℃及1 Pa条件下退火处理纳米金刚石所得)为原料, 在500～1 400 ℃/4～6 GPa/5～30 min条件下烧结合成无添加剂纳米晶聚晶金刚石(NPCD)块体。XRD、HRTEM、FESEM、维氏硬度等分析表明, 高温高压烧结后, OLC₁₁转变为金刚石, 同时金刚石颗粒长大连接形成D-D型NPCD块体。NPCD主要由金刚石组成, 还含有石墨和少量无定形碳。NPCD内存在大量纳米孪晶。烧结温度对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响较大, 烧结压力的影响较小。1 200 ℃/5.5 GPa/15 min合成的NPCD平均晶粒尺寸、密度和维氏硬度指标较好, 分别为10.7 nm、2.70 g/cm3和32 GPa。烧结过程中, 高温高压使得OLC₁₁石墨层由内而外破裂形成金刚石颗粒, 相邻OLC₁₁通过悬键连接形成金刚石大颗粒, 再通过D-D键键合形成NPCD块体。     

Solvothermal synthesis and reaction mechanism of CoO nanoparticles

Pure CoO nanoparticles have been synthesized using solvothermal method at 150℃ with Co(CH3COO)2 · 4H2O and anhydrous ethanol as reactants. SEM, TEM and XRD were employed to characterize the size, morphology and crystalline structure of the as-synthesized CoO nanoparti cles. It is revealed that the CoO nanoparticles are of octahedron configuration in face-centered cubic (FCC) structure with a lattice constant of 0. 426 nm and have an average particle size of about 50 nm. Typically, when the concentration of Co(CH3COO)2·4H2O in CH3CH2OH reduces from 0.24 mol/L to 0.08 mol/L, the size of CoO nanoparticles decreases from 500 nm to 50 nm. Based on the results of IR analysis of the finished reaction liquid and XRD of products, the reaction mech anism of the solvothermal system has been discussed.     

包覆型Fe基纳米催化剂制备及对低阶煤直接液化的影响

采用两相-水热合成法,制备了油酸包覆型Fe_2O_3(OA@Fe_2O_3)和油胺包覆型Fe_2O_3(OLA@Fe_2O_3)催化剂试样。TEM,TGA,XRD和IR等分析表征表明,其粒径分别约为5 nm和3 nm,Fe_2O_3含量为53. 40%和66. 62%(wt.%),无机部分和有机部分形成核-壳结构。以商用Fe_2O_3为参比,通过新疆淖毛湖煤样高压加氢液化实验,考察了油酸钠和油胺作为包覆剂对Fe_2O_3催化性能的影响。结果表明,不仅两试样的煤样转化率均超过96%,液化率分别提高了8. 64%和8. 34%,气产率分别降低了5. 78%和6. 34%,催化液化性能相差无几;而且OLA@Fe_2O_3试样的沥青烯和前沥青烯残碳率低于商用Fe_2O_3的,而OA@Fe_2O_3试样则高于商用Fe_2O_3的,表明前者对沥青质的轻质化作用强。故作为包覆剂,价格相对低廉的油胺可以替代油酸钠。     

硼酸镧/铟复合纳米微粒在菜籽油中的摩擦学性能

用化学反应法制备了纳米硼酸镧,与纳米铟共混形成La2[B4O5(OH)4]3/In复合纳米微粒,用XRD、EDS对其物相组成及结构进行表征,利用四球试验机考察了不同复配比的La2[B4O5(OH)4]3/In复合纳米微粒在菜籽油中的摩擦学性能。通过SEM、XPS等手段,分析了磨损表面的形貌、元素组成和典型元素的化学状态,探讨La2[B4O5(OH)4]3/In复合纳米微粒润滑体系的作用机理。结果表明：复合纳米微粒由无定形水合La2[B4O5(OH)4]3和体心四方相结构纳米In组成。当水合La2[B4O5(OH)4]3与In质量配比为7∶3复合时,该润滑分散体系的减摩抗磨性能最佳,比纯菜籽油润滑的摩擦因数和磨斑直径分别降低51.2%和40.2%。主要是由于复合纳米微粒在磨损表面形成了以化学键、金属键结合为主吸附为次的自修复膜,使表面性能得到优化,提高了减摩性,同时补偿了磨损量,抗磨性也得到明显提高。     

水溶液中球磨铁粉制备纳米Fe3O4

利用机械力化学原理,通过行星式高能球磨机,在水溶液中球磨金属铁粉,成功制备了Fe3O4纳米粉末。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术手段对生成相进行了表征,Fe3O4纳米粉末粒径为30-80 nm。体系中铁的氧化物的相对含量随球磨时间的延长而逐渐增加,随球料比、球磨转速的增大而增加。     

硅藻土负载纳米Fe_2O_3复合材料的光催化性能研究

本研究选择提纯后的硅藻土充当Fenton催化剂基础载体,采用水解沉淀法将纳米Fe_2O_3颗粒负载在硅藻壳体表面制备得到一种新型的非均相Fenton复合材料,以罗丹明B作为染料废水检验催化剂的催化性能,研究结果表明,在光照条件下加入硅藻土负载Fe_2O_3催化剂和H_2O_2,反应120 min后,罗丹明B的脱色率可达到98.33%。     

Fe3O4/埃洛石复合材料制备及其对铅锌选矿废水中有机物降解性能的研究

铅锌有色金属矿选矿废水中残留大量的有机选矿药剂,COD浓度高达165 mg/L,远超废水的国家排放标准,将其直接回用亦会对选矿指标带来不利影响.为降解废水中残留的有机药剂,使其达到排放或回用标准,通过热分解法将四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒负载于埃洛石天然矿物表面,制备得到Fe3O4/埃洛石复合材料,并将其作为类芬顿...     

MnFe2O4@硅藻土复合材料的制备与染料去除性能研究

印染工业生产中大量染料废水排放进入环境,对水生生物及人类健康造成威胁。为减少染料废水污染,本研究制备了一种MnFe 2 O 4@硅藻土复合材料吸附剂(MnFe 2O4@ DE),对废水中孔雀石绿(MG)染料具有优良去除效果且制备方法简单。通过多种方法对复合材料结构特性进行分析,研究了其对 MG 的吸附效果。试验结果表明,MnFe 2O4@DE中纳米铁锰颗粒均匀分布在硅藻土表面,其比表面积(112. 1m2 /g)及孔体积(0. 24cm3 /g)较两种单体材料明显增大。MnFe2O4@DE 对MG有较好去除效果,它对MG的最大吸附量为25. 70mg/ g,分别是硅藻土和MnFe2O4的1. 89 倍和1. 13 倍。MnFe 2O4@DE对MG的吸附过程是自发、吸热的,符合伪二级动力学和Langmuir 模型,且具有很好的再生性能,再生使用4次后仍具有87. 56%的去除率。可见,MnFe2O4@DE在染料污染治理领域具有较好的应用潜力。     

蒙脱石基ATO纳米核壳结构导电粉的制备

选用蒙脱石作为基体材料,SnCl4.5H2O和SbCl3为包覆材料,采用共沉淀法制备了蒙脱石基核壳结构导电粉,并对其水解pH值、保温时间、SnCl4.5H2O/SbCl3摩尔比、SnCl4.5H2O用量、焙烧温度、水解温度等影响因素进行了研究。结果表明,制备出的导电粉电阻率为1.682×105Ω.cm,颜色为浅黄色。通过对样品进行XRD、DTA、IR及激光显微镜分析,说明蒙脱石与锡锑元素进行了很好的复合,锡主要以SnO2的金红石四方结构存在,锑没有生成新相,并且掺杂后的复合导电粉具有分散性、稳定性好等优点。     

织金含稀土白云质磷块岩物质组成及稀士元素特征

选择贵州织金新华戈仲伍地区含稀土白云质磷块岩为研究对象,研究其矿物组成、化学成分、微量元素、稀土元素等特征。矿石主要矿物为白云石、氟磷灰石、石英等。矿石P2O5平均含量20.18%,主要稀土为钇(Y2O3)、镧(La2O3)、钕(Nd2O3)、铈(CeO2),占稀土总量的84.51%～85.50%。矿石中P2O5和稀土元素含量均随风化程度加深而增加。本研究为该矿的综合开发利用提供基础资料。