真空电弧重熔NiTi形状记忆合金

对不同原料配比的NiTi形状记忆合金进行真空电弧重熔(VARM),利用化学元素分析仪、X射线衍射(XRD)仪、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能谱仪(EDAX)等,分析合金中C,N,H的含量、物相以及显微组织.结果表明,随着NiTi合金边角料的增加,合金中的C,N,H含量逐渐增多.边角料的加入使合金中形成了Ni2Ti4O杂相,且随着NiTi合金边角料的增加,合金中Ni2Ti4O(511)衍射峰的强度逐渐降低,其铸态组织中基体B2相逐渐变为鱼骨状树枝晶,且质点状和线状的富钛第二相逐渐增多.对比分析认为重熔后合金中的杂质元素C,N,H和Ni2Ti4O杂相主要来源于边角料.     

Si3N4基陶瓷模具性能研究

采用热压烧结法制备了热挤压模具用Si3N4陶瓷和Si3N4+Ti(C N)陶瓷,并利用SEM、TEM、急冷-强度法等手段研究了其力学性能、显微组织、抗热震性能及摩擦磨损性能。实验结果表明:Si3N4陶瓷具有较Si3N4+Ti(C N)陶瓷优异的力学性能和抗热震性能,其最大抗弯强度和断裂韧性分别达到1 130 MPa、12 MPa.m1/2,抗热震临界温差为750 K;两种材料在摩擦磨损过程中的主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损;Si3N4陶瓷的摩擦系数在0.39～0.67之间,Si3N4+Ti(C N)陶瓷的摩擦系数在0.61～0.81之间(在100 N,60 min条件下能达到0.81);而两者的磨损率均在10-10mm3/(N.m)数量级上,相同条件下Si3N4+Ti(C N)陶瓷的磨损率较小。     

Ti(C,N)-Mo2C-WC-Ni-Go纳米改性金属陶瓷材料的热冲击性能研究

采用XRD、SEM进行了纳米改性Ti(C,N)-Mo2C-WC-Ni-Co金属陶瓷材料的相结构分析和微观结构分析.结果表明,金属陶瓷仍为两相结构,其中陶瓷相呈典型的"芯-壳"结构.在800℃热循环条件下,研究了纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的热冲击裂纹形成与扩展特性,研究表明,相比普通金属陶瓷材料,纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷材料的抗热冲击性能较好;随着热循环次数的增加,试样表面的孔洞的数量和尺寸也明显增加;裂纹扩展过程中出现了裂纹的偏转、弯曲和桥接现象.初步探讨了热冲击裂纹的形成和扩展机理.     

TiN、Ti(C,N)和(Ti,Al)N涂层的结构和性能研究

借助EPMA、XRD、SEM、纳米压痕和划痕仪研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的TiN、Ti(C, N)和(Ti, Al)N涂层的组织结构和力学性能。研究表明, TiN涂层的晶粒形貌为典型的喇叭口结构, 呈(220)生长织构; Ti(C, N)与(Ti, Al)N涂层为平直的柱状晶结构, 但表现出不同的取向。Ti(C, N)涂层表现出最高的硬度, TiN涂层则表现出与基体更好的结合力, (Ti, Al)N涂层由于其好的高温稳定性表现出最好的切削性能。     

Al含量对（Ti，Al）N膜结构性能影响的研究进展

(Ti, Al)N是在TiN基础上发展起来的一种多元膜,目前Al元素对(Ti,Al)N膜的性能影响研究较多,但是不够系统,而且存在一些矛盾之处.综述了Al元素在(Ti,Al)N膜中的作用机理和Al铝含量对(Ti,Al)N膜结构、抗高温氧化、硬度、耐磨性、结合强度等的影响,指出了(Ti,Al)N膜的发展方向.     

超细Ti(C,N)基金属陶瓷的微波烧结工艺研究

采用微波烧结技术制备了超细Ti(C,N)基金属陶瓷材料, 考察了烧结温度和保温时间对超细Ti(C,N)基金属陶瓷材料力学性能的影响, 并利用扫描电镜(SEM)观察了断口形貌和显微组织。结果表明: 金属陶瓷组织存在黑芯-灰壳和白芯-灰壳两种结构, 烧结温度过高, 保温时间过长, 晶粒均明显长大, 导致材料力学性能下降。1 500 ℃下保温30 min, 可获得晶粒细小、组织均匀、性能优异的超细Ti(C,N)基金属陶瓷。     

Nb添加量对金属陶瓷显微组织和磁学性能的影响

Ti(C,N)基金属陶瓷具有硬度高、耐蚀性好及密度低等一系列优点,在工业领域具有广泛的应用前景。但它室温时易呈铁磁性,阻碍了其进一步推广应用。采用粉末冶金法制备了系列TiC-l0TiN-xNb-30Ni-4C(摩尔分数)金属陶瓷,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、物理性能测试系统(PPMS)、洛氏硬度计和万能试验机研究了金属陶瓷的磁学性能、力学性能以及显微组织在不同Nb添加量下的变化。结果表明,所有金属陶瓷由陶瓷晶粒和Ni基粘结相组成,添加的Nb组元在烧结过程中基本完全固溶于粘结相和陶瓷相。整体上,陶瓷晶粒随着Nb添加量的增加变细。未添加Nb的金属陶瓷呈现典型的铁磁性,当Nb添加量为8%(摩尔分数)时,金属陶瓷转变为顺磁性。随着Nb添加量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的室温饱和磁化强度和剩磁都呈现下降趋势,然后逐渐趋近于0。Nb含量的增加,也使得Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度呈现先增加后逐渐减小的趋势。当Nb含量为4%(摩尔分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷保持较好的抗弯强度(1 470 MPa)和硬度(87.0 HRA)。研究可为制备...     

金属陶瓷中(Ti,Me)(C,N)/Ni 界面价电子结构

运用固体与分子经验电子理论(empirical electron theory, EET 理论)计算了Ti(C, N)基多元陶瓷相和金属Ni(面心立方, fcc)的价电子结构以及Ni/陶瓷相界面价电子结构。结果表明:(Ti, Me)(C, N)/Ni 界面电子密度差(Δρ)均大于10%, 界面电子密度(ρ)不连续。碳化物对界面结合因子(ρ,Δρ,σ)影响大小依次是Mo₂C>NbC >WC >TaC;其中添加Mo₂C和WC可以有效改善Ni对陶瓷相的结合性能(润湿性), 从而提高金属陶瓷的强韧性。     

氮气流量、基体温度对反应溅射(Ti,Al)N成膜影响

采用反应直流磁控溅射的方法，通过控制基体温度和N2／Ar流量比，在WC-6％Co基体表面上成功地制备了(Ti，Al)N薄膜。用AFM、XRD、显微硬度测试仪对薄膜的显微形貌、成分、显微硬度进行了测试。结果表明，在N2／Ar流量比较低时薄膜存在明显的(Ti，Al)N的(111)织构，随着N2／Ar流量比的增大，这种(111)织构逐渐变弱，薄膜显微形貌发生较明显的变化，显微硬度也随之变化；N2／Ar流量比超过某一门槛值时不能生成(Ti，Al)N；在一定范围内(250～400℃)，温度对薄膜质量的影响不是很明显。     

快速凝固Al-Cr-Zr-X合金显微组织研究

采用透射电镜研究快速凝固Al-Cr-Zr-X(X=Ti,N,Fe,0)合金的急冷态和各种退火态组织。结果表明，在急冷态时，Al-Cr-Zr-X(X=Ti,Nb)组织为α-Al固溶体，而Al-Cr-Zr-X(X=Fe,0)组织为α-Al固溶体加Al13Cr2相，在300－400℃退火时，Al-Cr-Zr-X(X=Ti,Nb,Fe)中有亚稳L12－Al3Zr相和A13C2相从过饱和α-Al固溶体中析出；随着温度进一步升高，亚稳相L12－Al3Zr转变为稳定相DO23－Al3Zr。由此可见，Al-Cr-Zr-X(X=Ti,Nb,Fe)合金适用于300－400℃温度范围。     

化学成分对高炉渣微观结构影响的研究现状

高炉渣的化学成分对其微观结构具有重要影响,改变高炉渣的化学成分,高炉渣的微观结构也发生改变。本文综述了碱度、MgO/Al_2O_3比值及MgO、Al_2O_3化学成分对高炉渣微观结构的影响,高炉渣主要为硅氧四面体相互连接成的网络结构,Ca~(2+)和Na~+等离子进入到炉渣网络结构中破坏了硅酸盐网络结构,促使硅酸盐中简单结构单元增多;Al~(3+)、Ti~(4+)和B~(3+)等离子在不同环境中对高炉渣微观结构起到不同作用,既可以使炉渣网络结构复杂化,也可以使炉渣网络结构转变为较小的结构单元。并指出了关于化学成分对中钛渣微观结构影响是中钛渣的研究重点。     

DRI钛渣制备高钛渣新工艺研究

传统高炉工艺流程处理钒钛磁铁矿,钛资源回收率低。针对气基竖炉还原—电炉熔分的非高炉冶炼工艺得到熔分钛渣,开展DRI钛渣提质生产高钛渣的方案探索和尝试,成功开发了HCl加压浸出—碱浸工艺和NaOH/Na_2CO_3活化焙烧—浸出分离工艺,均可获得满足氯化钛白要求的高钛渣。     

攀钢含钛高炉渣碳氮化后磁选提钛研究

本文采用攀钢冶炼钒钛矿产生的含TiO220%~26%的高炉渣为原料,通过对渣中的钛氧化物进行还原碳化和氮化生成碳氮化钛后,利用铁作为载体,用磁选的方法实现碳氮化钛和脉石矿物的分离。磁选后获得品位大于36.46%,回收率达到43.77%的碳氮化钛精矿。     

钒钛酸性渣还原过程中钒钛赋存状态的研究

通过分析不同钒氧化物还原率的钒钛酸性渣的XRD和SEM图像,研究了渣还原过程中钒钛的赋存状态。结果表明:钒钛酸性渣的主要物相组成为镁黑钛石、Mg3Al4Ti3O25固溶体物相和镁铝榴石与透辉石的固溶体;随着钒还原率的增加,主要物相基本不变,渣的微观形貌由杂乱到有序,钛由分散到主要富集于镁黑钛石固溶体中,有利于后续钛的回收利用;钒的走向与钛一致,剩余未被还原的钒主要富集在镁黑钛石固溶体中,少量存在于硅酸盐相中,不利于钒、硅、钛的进一步还原分离。     

高钛高炉渣综合利用现状及展望

我国存在极为丰富的钒钛磁铁矿资源,主要集中在攀西地区和河北承德地区。而高钛渣正是钒钛磁铁矿经过冶炼以后产生的废弃物,随着高炉渣的逐渐增多,环境的问题也越来越严重。本文简介了几种从高钛渣中提取钛资源技术,高炉渣水淬之后制备混凝土材料、矿棉、矿渣砖等建筑材料。阐述了高钛高炉渣综合利用的经济效益和环保效益,最后展望了未来高钛高炉渣开发利用的方向。     

由含钛高炉渣低温酸碱法制取富钛料

根据攀枝花高钛型高炉渣的组分性能和特点, 采用低温化学分离提取法, 将含钛高炉渣中的其它主要杂质组分除去, 使钛富集成可用于工业生产的富钛料。试验过程分2个步骤: 第一步是将5～6 mol/L盐酸溶液按酸渣比为0.9～1.0的比例, 在100 ℃下与空冷含钛高炉渣反应4 h, 将主要的酸溶性组分镁、铝、钙等分离; 第二步用NaOH与前面得到的主成分为钛和硅的过滤渣在碱渣比为0.5, 100 ℃下反应2 h, 将硅与钛组分分离, 即得到含TiO₂达73%左右的富钛料。     

含钛高炉渣综合利用研究进展

从整体利用和局部利用两个方面对含钛高炉渣的综合利用现状进行了综述。指出把含钛高炉渣中的钛有效地富集到富钛相,然后分离并实现工业化生产,是高炉渣局部利用研究的重点和方向。从热力学角度分析了炉渣中钙钛矿相、攀钛透辉石、富钛透辉石、Ti(C、N)和黑钛石相作为富钛相的可行性,并对它们的结晶行为研究进展进行了总结,最后从重选和浮选两个角度分析了炉渣中钙钛矿分离的可行性。     

含钛高炉渣综合利用的研究进展

我国钒钛磁铁矿经高炉法冶炼后钛资源基本都富集在渣相中,结构复杂,无法进一步回收利用,造成钛资源无法有效利用和环境污染等问题。归纳了国内外含钛高炉渣综合利用方面的研究成果,从整体利用和提钛2方面分别讨论了目前已开发的利用方法所存在的问题。整体利用含钛高炉渣(如制作建筑材料、特种功能材料等)法虽然能解决堆积产生的环境问题,但经济附加值低,且大量的钛资源被浪费,对钛资源的利用率低。在含钛高炉渣提钛利用方法中,直接酸解法或者碱法处理制备的产品品质低,经济性差,还会带来二次污染;含钛高炉渣制备含钛合金的方法成本高、产品应用范围窄;选择性富集分选法提钛时含钛矿物的转变不彻底,并且能耗高、添加剂消耗量大,钛的回收率不高;高温碳化—低温氯化工艺中高温碳化过程可以利用液态炉渣的物理热,大幅降低了碳化工序的能耗,低温氯化过程可在400~550℃实现Ti C的选择性氯化,避免了钙镁等杂质的影响,且氯化产物杂质含量低,钛回收率高,产品价值高、市场大。在此基础上,指出高温碳化—低温氯化处理含钛高炉渣具备工业化应用前景,值得进一步开展研究。     

选冶联合回收冶金废渣中的有价元素

冶金废渣主要指各种金属冶炼或加工过程中产生的废渣，文中介绍了用选矿和冶金相结合的方法从4种废渣中回收有价元素的试验研究，并对攀钢含钛高炉渣、瓦斯泥进行了重点介绍。     

含钛高炉渣选择性析出分离技术研究进展

简述了攀钢含钛高炉渣综合利用研究现状,指出了选择性富集、长大和分离钙钛矿技术是提取渣中钛元素、达到含钛高炉渣综合利用目的最有效途径之一,并分析了影响该技术的相关因素。