温度对氢气还原热轧碳钢表面氧化皮的影响

热轧碳钢BRC3表面氧化皮由最外Fe2O3层、中间fe3O4层及最内FeO层组成,Fe3O4层与FeO层的厚度比约1:3.在氧化皮的加热过程中,加热温度低于500℃,氧化皮的成分及结构保持不变;加热温度升高至600℃,FeO层内有大量Fe3O4析出;加热温度为700℃,氧化皮中只存在单一的FeO层.在氢还原过程中,还原温度为400℃时,仅有表层很小一部分氧化皮被还原,当还原温度为500℃时,氧化皮完全被还原为金属铁;但当还原温度升高至600及700℃时,还原效果反而略有下降.     

加热气氛中氧浓度对热轧带钢氧化皮结构及耐蚀性的影响

通过控制氮、氧混合气体中的氧含量,650℃保温30 min,在武钢510 L热轧带钢表面制备氧化皮.采用SEM、XRD、电化学测试方法研究了不同结构氧化皮的热轧带钢在3.5 wt%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,氧浓度5%时,所制备的氧化皮没有分层,只含有Fe3O4和Fe颗粒,厚度仅为6 μm左右;氧浓度在10%～60%时,所制备的氧化皮结构均为表层Fe2O3较薄,中间层Fe3O4最厚,内层Fe3O4和Fe混合相.氧浓度10%时,其氧化皮厚度约15 μm,表层Fe2O3量较少,与Fe3O4层界限模糊;当氧浓度＞10%时,其氧化皮厚度均为20 μm左右,与氧浓度10%相比,表层Fe2O3量略有增加,Fe2O3层与Fe3O4层界限分明;不同供氧条件下制备的热轧带钢氧化皮的耐蚀性能由好到差依次为:20%、10%、30%、60%、5%.     

Fe-30Mn-9Al奥氏体钢高温循环氧化特征

研究了Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃、800℃和950℃空气中循环氧化160 h表面形成的氧化膜形貌、成分和组织结构.Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃和800℃氧化时,初期增重较快,随着循环次数增加,氧化增重减小,氧化160 h分别增重1.00和4.08 mg/cm2.氧化层主要由Mn2O3,Al2O3和(Mn,Fe)2O3等相组成.在950 ℃,钢的氧化增重显著上升,160 h增重43.50 mg/cm2,表面形成了Fe2O3、MnO2以及MnAl2O4、Al2Fe2O6等复合氧化物.800℃下循环氧化后形成了多层氧化物膜 ,外层以Mn2O3型氧化物为主,内层以Al2O3为主;钢基体表面为 富Fe、贫Mn的铁素体层.      

混合稀土阻燃ZM5合金表面氧化膜再生能力研究

将ZM5-0.1%RE合金加热到800℃,当表面氧化膜形成后,冷却至室温,去除表面氧化膜,制成经过氧化的ZM5-0.1%RE合金,通过分析该合金的TGA曲线、恒温氧化动力学曲线以及表面氧化膜的XRD谱,对其表面氧化行为进行研究。结果表明:该合金具有良好的杭氧化性,氧化质量增加主要发生在400～700℃;该合金在600、700℃的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,在合金表面生成了一层由(RE)2O3、MgO、Al2O3、Mg17Al12组成的厚度为4.0～5.5μm致密氧化膜,以抑制基体镁合金的进一步氧化;说明ZM5-0.1%RE合金表面氧化膜具有良好的再生能力。     

热轧退火态430不锈钢的高温氧化行为

研究了热轧退火态的430铁素体不锈钢在700~900 ℃的高温氧化行为,测量了其恒温氧化增重曲线,利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察分析了氧化表面形貌和组成,使用X射线衍射仪（XRD）鉴定了氧化物的种类。结果表明：在700 ℃生成的Cr2O3氧化膜不足以覆盖基体,材料氧化缓慢;800 ℃时氧化速率相对较大,生成的氧化物主要为CrMn1.5O4和Fe2O3;900 ℃时氧化十分迅速,材料表面有大量Fe2O3突起;退火温度对材料高温氧化性能影响不大。     

铸造Ti60氧化形貌的研究

为了研究铸造Ti60的高温氧化形貌,采用熔铸法制备了Ti60合金铸锭,并利用金相显微镜、电子天平、SEM研究了铸态Ti60的金相组织,在不同加热温度保温5 h的氧化增重和表面形貌.结果表明,铸态Ti60的金相组织为针状(α+β)+少量富钕颗粒;在700℃-1 100℃,随着加热温度的升高,铸造Ti60氧化加重,形成氧化钛膜;700℃-900℃,试样增重只有0.110%-0.609%;1 100℃氧化增重严重,达到9.137%;钛的氧化增重为吸氧.铸态Ti60试样表面形貌,700℃氧化钛膜很薄较致密;900℃试样表面有较多的白色颗粒和少量腐蚀坑,表面不致密;1 000℃形成片状和块状TiO2;1 100℃氧化层为厚大块状的TiO2.氧化过程为高温时,氧化膜粗大变得疏松多孔,氧通过氧化膜扩散进基体.     

真空荧光显示屏阵列材料氧化过程的研究

研究了真空荧光显示屏阵列材料FeNi42Cr6合金在高温湿氢气氛中的氧化行为。其氧化过程为：首先形成Cr2O3，然后(Fe,Mn)Cr2O4氧化物形核、生长，形成完整氧化膜，成熟氧化膜由颗粒状刚玉型氧化物Cr2O3和块状尖晶石型(Fe,Mn)Cr2O4氧化物组成。实验同时表明，阵列板电阻率随氧化膜厚度增加而增大，电阻率过高会导致与之焊接的Ni丝熔断，氧化膜厚度应控制在1μm～2μm。借助扫描电镜、X射线衍射研究了氧化时间、氢气流量、氢气露点等工艺参数对阵列板氧化增重、氧化膜相结构及、氧化膜表面形貌的影响。得出氧化温度为950℃，时间40min～60min，氢气露点(dp)35℃，流量8L／mm为最佳阵列材料氧化工艺。     

TC4钛合金沉积NiCrAlY涂层的氧化行为

采用电弧离子镀（AIP）技术在TC4（Ti-6Al-4V）钛合金基体表面沉积制备NiCrAIY涂层,测定TC4钛合金和NiCrAIY涂层在700-900℃的氧化动力学曲线。通过扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）分析与X射线衍射分析（XRD）研究TC4钛合金和NiCrAIY涂层氧化前后物相组成和组织形貌,讨论氧化过程中元素的扩散行为。结果表明：在700-900℃静态空气中氧化100h,NiCrAIY涂层能明显提高TC4钛合金的抗氧化性能,TC4钛合金氧化后形成A12O3层和TiO2层交替出现的氧化膜层;经700和800℃氧化后,NiCrAIY涂层保持其原始的相组成,但在表面形成Al2O3和Cr2O3混合氧化膜;经900℃氧化后,氧化膜由Al2O3和TiO2组成;经700℃氧化时,主要发生Ti和Ni两种元素的扩散;经800和900℃氧化时,由于Ti及Ni元素的剧烈扩散,界面附近出现Kirkendall疏孔带和约100μm的β相稳定区;经900℃氧化时,Ti扩散到涂层表面形成氧化物导致氧化速率提高,Cr元素开始向基体扩散并在近界面处富集。     

Ni-20Cr/hBN自润滑材料的高温氧化行为

采用粉末冶金法制备六方氮化硼(hBN)含量为8%、10%和12%(质量分数)的Ni-20Cr/hBN自润滑复合材料,研究其在600、700和800℃的高温氧化行为,绘制氧化动力学曲线,并利用XRD和SEM分析氧化层的成分和形貌。结果表明:Ni-20Cr/hBN复合材料在600℃氧化300 h后氧化反应不明显;在700和800℃氧化300 h后出现较明显的氧化产物,主要有Cr2O3、NiCr2O4和CrBO3。氧化反应前100 h的氧化行为符合氧化增量动力学曲线,800℃的氧化抛物线速率常数比700℃的高一个数量级;而氧化100 h后,由于B2O3的熔融,试样质量保持不变或甚至呈下降趋势;在700℃下连续氧化膜基本形成,起到较好的保护作用,在800℃时氧化膜出现不同程度的腐蚀。     

42CrMo钢的空气离子后氧化

采用普通空气对离子渗氮的42CrMo钢进行离子后氧化处理。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、电化学性能分析测试仪对复合渗层的显微组织、厚度、物相、表面形貌及耐蚀性进行了测试和分析。研究结果表明,普通空气可用作42CrMo钢离子后氧化处理的气源;通过离子后氧化处理,在经离子渗氮的42CrMo钢氮化层上形成一层厚度为1~2μm、由Fe2O3和Fe3O4组成的氧化层;随氧化时间延长或温度增高,氮化层化合物相分解,化合物层厚度逐渐减小,后氧化时间和温度对氧化层的Fe2O3和Fe3O4比例起决定作用。同时,离子后氧化能显著改善渗氮42CrMo钢的耐蚀性,其中工艺参数为400℃、氧化60 min获得最佳耐蚀性。     

Predicting Oxide Spallation from Sulphur-Contaminated Oxide/Metal Interfaces

The deleterious effect of sulphur contamination on oxide spallation has been well demonstrated experimentally. The present paper attempts to account for this using finite-element modelling of crack growth along a sulphur-contaminated interface during cooling. Sulphur reduces the intrinsic work of adhesion, W_ad, of this interface and, it is suggested, this is equivalent to reducing the characteristic fracture stress for that interface. It is shown that this approach does predict the typical trends in S-bearing alloys of spallation after shorter exposure times. A significant result is that the effective fracture energy for spallation, γ_eff, reduces with increasing sulphur contamination but is always 1–2 orders of magnitude larger than W_ad. This high value for γ_eff arises because of creep relaxation within the alloy. Sulphur does not affect this process directly but reduces the extent of creep relaxation in a cooling transient by initiating spallation at a smaller value of temperature drop.     

Zr-4合金的阳极氧化膜与高压釜预生膜对比研究

利用电化学极化曲线测量、氧化增重测量、往复式摩擦磨损实验,对分别通过阳极氧化和高压釜氧化生成的2种不同Zr-4合金表面氧化膜的耐腐蚀、耐高温氧化和抗摩擦性能进行测试和对比评价.实验表明,2种氧化膜都有效地改善了Zr-4合金的性能（耐腐蚀,耐高温氧化等）,它们对Zr-4合金的改善程度相近.XRD,XPS,RBS,SEM等方法分析表明,阳极氧化膜厚度约1μm,分为疏松水合层和ZrO2致密层2部分,ZrO2由四方相和单斜相组成;高压釜预生膜厚度约0.9μm,分为最外H2O层、疏松水合层和ZrO2致密层3部分,ZrO2只以单斜相存在.研究结果为现行核工业中对Zr-4合金的预处理方法提供了一个新的思路.     

氧化皮显微结构的表征

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了热轧板表面氧化皮显微结构的特征。结果表明,低碳钢热轧板表面氧化皮主要是Fe3O4与游离铁的混合物;Fe O和Fe3O4复合结构的氧化皮比单一Fe3O4氧化皮更易被酸洗掉。EBSD技术能鉴别氧化皮的结构及其组成相。     

纳米氧化物粉体的制备

综合介绍了近十年来纳米氧化物粉体的各种制备方法及其适用性。     

氧化铜纳米棒/氧化石墨烯的制备及催化性能测试

氧化铜纳米棒/氧化石墨烯（CuO-NRs/GO）新型复合材料通过在氧化铜纳米棒上静电吸附氧化石墨烯而制备出来。通过XRD、TEM、SEM以及FT-IR对其结构和形貌进行了表征,并研究了其在超声条件下对罗丹明B的催化降解性能。结果表明：CuO-NRs/GO对罗丹明B有很好的催化降解性能。     

溶胶-凝胶法在多孔氧化铝模板中生长纳米氧化锌

以醋酸锌为前驱体,乙醇为溶剂,二乙醇胺为稳定剂,采用溶胶-凝胶法在多孔氧化铝模板中制备纳米氧化锌.实验结果表明,氧化锌首先吸附在模板孔洞的边壁,形核生长,随着反应时间的延长,逐渐填充孔洞,形成密实的氧化锌纳米线.其发光光谱显示出较好的紫外区发光性能.     

还原氧化石墨烯对纳米银线/还原氧化石墨烯复合柔性透明导电薄膜影响

纳米银线和还原氧化石墨烯为导电相,混合纤维素膜为基底,采用真空抽滤法制备了柔性透明导电薄膜。研究了还原氧化石墨烯对柔性透明导电薄膜的光电及机械性能的影响。研究结果表明,随着还原氧化石墨烯含量的增加,导电薄膜的透过率变化不大,但薄膜的方阻逐渐下降。通过胶带测试200次原位监控方阻变化以及弯曲疲劳200次测试原位监控方阻变化研究纳米银线和石墨烯导电相在混合纤维素膜表面的附着力和薄膜的弯曲疲劳特性。研究结果表明,经过200次的胶带测试,薄膜的方阻几乎没有改变。弯曲测试结果表明,薄膜方阻约有3%的改变。说明薄膜具有良好的稳定性。分析认为,纳米银线-石墨烯复合薄膜具有良好的稳定性与纳米银线和石墨烯埋在混合纤维素膜表面有关。     

氧化铪烧结行为研究

研究了高纯氧化铪的烧结行为；在Ａｒ气氛条件下测定了粉末压制试样的恒速烧结曲线。数据处理结果表明，当加热速率为１０℃／ｍｉｎ时，试样致密化速率在１３５０℃达到峰值；烧结激活能估值为２７１ＫＪ／ｍｏｌ。     

The Formation of Iron Oxide Fume

Previous work on this subject is reviewed briefly. It is shown that the rate of vaporization of a metal increases linearly with increasing oxygen partial pressure of the atmosphere up to a limiting rate. An attempt is made to explain the role of carbon in steel in enhancing or hindering the formation of iron oxide fumes by the top- or bottom-blowing process.