金属间化合物FeAl与α－Al_2O_3的界面润湿行为及合金元素Y和Nb的作用

本文用座滴法系统研究了稀土元素Ｙ和Ｎｂ对金属间化合物Ｆｅ－４０ＡＬ与α－Ａｌ２Ｏ３，体系的润湿行为以及界面交互作用的影响。结果表明，Ｆｅ－４０ＡＬ与α－Ａｌ２Ｏ３体系是润湿的。合金元素Ｙ的适量加入可使该体系的润湿角下降约１０°，此外，Ｙ和Ｎｂ的加入都对该体系的界面交互作用有明显影响。     

表面形貌对润湿性及抗附着性能的影响

为研究表面形貌对表面润湿性和抗附着性能的影响,采用激光刻蚀技术制备点阵微结构和仿生贝壳表面网格微结构,将SiO2纳米粒子涂覆在微结构上制备微纳结构。研究表明,Ti6Al4V合金表面经激光刻蚀后由亲水变为超亲水状态。经低表面能修饰后,点阵微结构表面符合Wenzel模式的疏水状态,而网格微结构表面符合Wenzel模式的超疏水状态。在点阵和网格微结构上涂覆SiO2形成微纳结构表面均符合Cassie模式的超疏水状态,且网格结构表面的接触角更大,滚动角更小。浅海挂板实验显示,微生物粘膜附着量由多至少的顺序为:超亲水状态的点阵微结构表面亲水的抛光表面超亲水状态的仿生网格微结构表面符合Cassie模式的超疏水表面。     

环境因素对细菌附着的影响

生物污损是船舶及海洋工程面临的主要问题,其中由细菌附着形成的生物膜难以避免,且具有介导无脊椎污损生物幼虫附着的特性,尤为棘手。因此,控制海洋细菌生物膜的形成成为防污研究的重要课题。本文利用海洋细菌Bacillus subtilis和Escherichia coli设计试验,考察环境因素和基底材料对细菌生物膜形成的影响,揭示细菌生物膜的形成规律。研究结果表明:温度、盐度等环境因素对Bacillus subtilis和Escherichia coli附着形成生物膜的影响极显著(方差检验结果即P<0.01),通过控制环境因素可以干扰生物膜的形成。     

球磨时间和退火温度对氧化物弥散强化合金粉末结构的影响

为了研究铁基氧化物弥散强化(ODS)合金粉末中氧化物的结构演变过程与规律,采用行星式球磨机制备了高Y₂O₃含量的粉末,并在400～1 200℃范围内退火1 h,利用XRD、SEM和TEM研究了球磨和退火后粉末的结构变化。结果表明,球磨前期粉末尺寸较大,内部缺陷较多,球磨至48 h时,粉末粒径主要分布在5μm以下,Fe晶粒细化至约20 nm, Y₂O₃与基体均匀分布,且在球磨过程中出现了少量的Y₂Ti₂O₇相。针对不同退火温度的研究结果显示,退火温度在600℃时开始析出YTiO₃相,在1 000℃时开始析出Y₂Ti₂O₇相,随着退火温度升高,氧化物逐渐扩散至粉末表层,退火温度超过1 000℃时粉末内部Y-Ti-O相比例减少较为明显。ODS粉末的微观结构分析及相关结论可为制备高性能核反应堆结构材料提供一定的借鉴与参考。     

Al－SiC系润湿性与界面现象的研究

本文通过座滴法测定了真空条件下的几种铝合金与ＳｉＣ的润湿角。研究了温度、合金元素Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ等对Ａｌ－ＳｉＣ系润湿性的影响。并运用金相观察、电子探针能谱分析、扫描电镜、ｘ射线衍射分析研究了Ａｌ－ＳｉＣ系的界面现象。     

不同表面活性剂对铟锡氧化物纳米悬浮液稳定性的影响

在纳米铟锡氧化物纳米粉体应用中悬浮液分散稳定是一个十分重要的问题。本文采用化学改性的方法,分别用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和硅表面活性剂对铟锡氧化物进行表面修饰以改进其悬浮液的稳定性。结果表明,除阳离子表面活性剂外,其他表面活性剂均可以使纳米铟锡氧化物在特定的分散体系中得到很好的分散,纳米铟锡氧化物悬浮液稳定性良好。     

基体表面粗糙度对氧化物阳极电化学性能的影响

采用不同喷砂工艺对钛基体进行处理,并经草酸溶液刻蚀得到不同粗糙度的基体表面,然后通过热分解法制备氧化物阳极。研究了基体表面粗糙度与氧化物阳极表面粗糙度的关系,并对氧化物阳极进行析氯电位、电流效率、循环伏安曲线及强化电解寿命等性能测试。结果表明,随着基体表面粗糙度的增大,制得的阳极表面粗糙度增大,其电催化活性略微升高,电解寿命得到大幅度提高。     

辐照过程中He对ODS合金中氧化物的影响EI北大核心CSCD

研究辐照下He在氧化物弥散强化材料中小于5nm的氧化物颗粒的稳定性。在有He环境下,对14YWT氧化物弥散强化材料进行高温离子辐照。采用三维原子探针(APT)对辐照前后样品中的氧化物颗粒的大小、密度、成分以及其空间分布进行分析。结果表明:小于5nm的弥散氧化物颗粒主要是由Y和Ti的氧化物组成,在辐照前后其成分、尺寸和空间分布无明显变化,说明在600℃高温重离子辐照过程中,在有He环境下铁素体ODS材料中弥散氧化物颗粒仍具有良好的稳定性。     

在热处理过程中α－β－Sialon的相变

Ｓｉａｌｏｎ陶瓷在热处理过程中经常发生α－Ｓｉａｌｏｎ→β－Ｓｉａｌｏｎ的相变．晶界中液相的结晶化是导致热处理时α－Ｓｉａｌｏｎ→β－Ｓｉａｌｏｎ相变的原因．这种相交的程度随组份中液相量增加而变大，而且与稀土元素的原子序数有关．对于轻稀土的α－Ｓｉａｌｏｎ材料，这种相变更易发生．本文依据Ｌｎ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统的相关系和α－Ｓｉａｌｏｎ的形成特性对α－Ｓｉａｌｏｎ→β－Ｓｉａｌｏｎ相变的机理作了探讨．     

含PTFE氟碳涂层表面形貌对底栖硅藻附着的影响

研制了分别添加10%、20%、30%PTFE粉末的氟碳涂料,利用扫描电镜和表面形貌仪研究了涂层中PTFE含量对涂层表面形貌的影响,借助生物、体视显微镜和图像分析方法研究了涂层形貌对海洋底栖硅藻附着的影响。结果表明,随着氟碳涂层中PTFE含量的增加,涂层的表面粗糙度降低,涂层上底栖硅藻的附着量随之减少。底栖硅藻在水平放置涂层上的附着量远高于在竖立放置涂层上的附着量,并且更易于附着于表面存在微细缝隙的涂层上。这些结果为研发新型无毒低表面能防污涂料提供了实验和科学依据。     

氯离子与铟离子的总浓度比对铟锡氧化物前驱体氢氧化物)粒径的影响

用络盐法制备了铟锡氧化物(ITO)纳米粉末. 通过对铟和锡的络合盐[(NH₄)₂InCl₅·H₂O和(NH₄)₂SnCl₆]的制备研究, 证实了反应初始溶液中络离子的存在. 通过调节氯离子与铟离子的总浓度比研究了络离子对ITO前驱体(氢氧化物)粒径的影响. 提出了络离子对纳米ITO粉末粒径的影响原理: 络离子的存在, 降低了反应初始溶液中游离In ³⁺和Sn ⁴⁺的浓度, 有利于纳米级ITO粉末的生成. 通过XRD和激光粒度仪对ITO前驱体(氢氧化物)进行了表征.     

氧化物对快速凝固Al—Li—Mg合金超塑性的影响

本文利用扫描电镜、图象分析仪等研究了氧化物对快速凝固Al-Li-Mg合金超塑性的影响,结果表明:随着超塑温度的升高,合金的断裂特征由沿晶向沿粉粒边界断裂过渡,粉界强度取决于其氧化膜的含量。在同等条件下,粉粒越细,氧化膜越多,超塑性越差。     

La、RE对Al－Mg－Si合金耐蚀性能的影响

研究了稀土元素Ｌａ和混合稀土对Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金耐蚀性能的影响，测定了合金在３．５％（ｗｔ）ＮａＣｌ溶液和５．０％（ｗｔ）ＨＣｌ溶液中的电化学阻抗谱，并用ＸＰＳ对合金表面的成分进行了分析。结果表明，稀土元素的加入改变了钝化膜的成分，使合金的显微组织更加均匀，从而提高了合金的耐蚀性。     

锆合金表面Cr基涂层的耐高温氧化性能

用磁控溅射法在锆合金基体表面制备Cr和CrAl层,并使其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征氧化前后涂层和Zr合金基体的微观结构,研究了两种涂层在(反应堆失水(LOCA)事故情况下的)高温蒸汽环境中的抗氧化性能。结果表明：在1200℃/1 h水蒸汽中氧化后没有涂层的锆合金基体表面生成厚度约为100 μm的氧化膜;而在Cr涂层表面生成的致密Cr₂O₃层其厚度约为4 μm,表明氧化速率显著降低。CrAl涂层氧化后表面生成致密的Cr₂O₃和Al₂O₃混合氧化层,其厚度只有0.8 μm,表明氧化速率进一步降低。这些结果表明: 用磁控溅射法在锆合金表面制备的Cr和CrAl涂层,在1200℃水蒸气环境中均表现出良好的耐氧化性能。在Cr涂层表面生成的氧化膜厚度约为未涂层锆合金氧化层的1/25,CrAl涂层氧化膜厚度低于锆合金表面氧化层的1/100。     

水凝胶对海洋生物附着的影响研究

研究了海带孢子在阴离子、阳离子、非离子型凝胶表面的附着及生长情况。结果表明,离子型凝胶比非离子型凝胶具有更好的防附着能力,其中聚氯化三甲基3 丙烯酰胺丙基胺凝胶和聚丙烯酸凝胶表面海带孢子的萌发率均为0,适合作为防附着材料。此外,离子型凝胶表面孢子的附着量受凝胶的交联度影响,而孢子的萌发率以及配子体的生长发育均与凝胶的交联度无关。     

超细粉碎对煤颗粒润湿性及表面张力的影响

采用EasyDrop DSA20型接触角测量仪,研究3种不同变质煤样经湿法超细粉碎后润湿性的变化,计算得到超细粉碎后煤颗粒表面张力、煤-水界面表面张力和煤-水体系粘附功的变化。结果表明:神木不粘煤与淮南气煤2种低阶煤经湿法超细粉碎后疏水性增强,太西无烟煤在长时间超细粉碎后疏水性减弱;超细粉碎后,煤颗粒表面张力、煤-水体系粘附功与接触角呈负相关。     

微生物粘膜对海洋大型污损生物附着的影响

研究了防污漆表面细菌粘膜的组成,并利用筛选得到的菌株制成人工细菌粘膜,考察了这些人工细菌粘膜对海洋大型污损生物附着的影响。试验结果表明,菌株制成的粘膜一些对大型海洋生物的附着有抑制作用,另一些则有促进作用,还有一些作用不十分明显。     

电解质表面微结构对固体氧化物燃料电池的阴极极化电阻的影响

在固体氧化物燃料电池(SOFC)中, 电解质对阴极界面极化电阻(R_c)有着显著影响。通过测量以Sm_0.2Ce_0.8O_2-δ (SDC)为电解质、(La_0.85Sr_0.15)_0.9MnO_3-δ(LSM)和La_0.6Sr_0.4Fe_0.8Co_0.2O_3-δ(LSCF)为阴极的对称电池的交流阻抗谱, 研究SDC电解质表面微结构(晶粒大小和晶界长度)对R_c的影响。通过改变烧结温度和时间, 制备出具有不同晶粒尺寸和晶界密度的电解质。通过SEM得到微结构参数, 建立R_c与这些参数的联系。结果发现, 随着晶粒尺寸的减小、晶界密度的增加, R_c明显降低。此外, 对于LSM电极, 晶界密度的增加, 促进了阴极反应的氧离子传导。     

碱酸洗工艺对Ti－15－3合金组织及性能的影响

通过对工业化条件下生产的不同批次、不同碱酸洗工艺的Ｔｉ－１５－３钛合金板材组织及性能的研究，发现该合金在连续退火之后为去除其表面氧化皮所进行的碱酸洗工序对其组织、性能包括冷成形性能都有直接的影响。碱洗使板材的拉伸强度稍有提高，但使杯突性能明显下降，在拉伸断口形貌上亦表现出明显的差异，并通过与５００℃短时时效的组织和性能的对比，揭示了造成这种影响的内在因素。而酸洗会使板材吸氢，进而影响合金时效后的强度；酸洗速度则对板材表面质量有影响。在多次实践的基础上，确定出了适合于该合金的碱酸洗工艺。