气液爆轰控制合成多晶纳米二氧化钛

以氢气、氧气和四氯化钛为混合前驱体,通过气液爆轰法合成了多晶纳米二氧化钛.研究了不同摩尔比例的前驱体和初始反应压力对纳米二氧化钛晶相结构的影响.采用X射线衍射及透射电子显微镜对产物的纳米结构、成分、颗粒大小和形态进行了表征.结果 表明:获得的二氧化钛存在纯净的锐钛矿相、纯净的金红石相和混合相,其中混合相的球形或者类球形...     

Detonation Synthesis of SnO2 Nanoparticles in Gas Phase

以 SnCl4为前驱体、以氧气和氢气的混合气体为爆源,通过气相爆轰制备纳米二氧化锡粉末。并通过 XRD 和 TEM 等测量手段对纳米 SnO2进行表征及分析,发现所制备的纳米 SnO2颗粒形状呈球形,粒径在 1~10 nm 之间。由此可以得出结论:气相爆轰可以设计合成独特的纳米 SnO2。     

爆轰对纳米晶体微结构的影响

利用X射线衍射对爆轰法制备的纳米晶粒如二氧化钛和纳米发光粉(SrAl2O4Eu2 ,Dy3 )进行了初步研究.通过比较纳米晶粒的XRD微结构参数(晶粒度、晶面指数(hkl)、晶格常数、晶面间距等)和常规粗晶的差异,以及平均畸变度的计算,定量地揭示了爆轰对纳米晶粒微结构的影响.研究表明,爆轰会对合成的纳米氧化物以及复合氧化物的微结构能产生不同的畸变效应.不同的晶粒尺度,不同的前驱体,产生的晶格畸变呈现各向异性晶格膨胀和收缩现象,如液相混合炸药制备的纳米氧化钛产生的平均畸变度是固相炸药制备纳米氧化钛的1.98倍,甚至达到2.72倍,同时随着晶体粒径的增大,平均畸变度减小;而爆轰法制备的SrAl2O4Eu2 ,Dy3 纳米发光粉,在晶粒度变化不大的条件下,经过600～800 ℃的热处理后却产生了先增大后减小的平均畸变度.     

气相爆轰法制备球形铜纳米粒子及其形成机理

本文以氢氧混合气体为爆炸源,乙酰丙酮铜(II)为前驱体,采用操作简单、高效的气相爆轰方式合成了类球形的铜纳米晶颗粒。进一步采用XRD、TEM、SAED和EDX对所获得产物的形貌特征、物相组成和微观结构进行了表征和分析。同时为了预测气相爆轰流场中铜纳米颗粒的生长特性,将Kruis模型引入气体爆轰反应程序中。研究结果表明：实验合成的类球型FCC结构纳米铜晶体分散性良好,平均粒径在24 nm左右且纳米铜晶体外包覆了1nm左右的较薄石墨层。基于Kruis模型对球形铜纳米粒子的生长特性预测结果与实验数据吻合较好,为可控合成铜纳米粒子提供了可靠的理论指导。     

初始压力对气相爆轰合成纳米二氧化钛纳米颗粒的影响

介绍了利用氢氧混合气体、四氯化钛组成的多元气相系统,爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD分析证明产物为二氧化钛混晶(金红石相和锐钛矿相),晶粒尺度为纳米级。通过XRD、TEM分析可以得出,粒子形状不规则,粒度为20~100nm。研究发现,随着初始压力的增大,金红石相含量增加,纳米颗粒的平均粒度增大,其原因是反应放热的增加和湍流的加强。最后初步探讨了气相爆轰合成纳米二氧化钛粉末的生成机制。     

气相爆轰压力及环境温度对制备纳米TiO2粉末的影响

采用气相爆轰方法制备出金红石和锐钛矿相混合晶型的纳米二氧化钛粉末,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等表征手法,研究了环境温度变化对其晶粒尺寸和晶相结构的影响.结果表明,随着环境温度的升高,所生成的二氧化钛颗粒的尺度变大,产物中金红石相含量增加,锐钛矿相含量减少.通过测定爆轰压力的变化,得出了反应发生爆燃转爆轰的过程中.     

Synthesis of Carbon-Encapsulated Iron Nanoparticles by Gaseous Detonation of Hydrogen and Oxygen at Different Temperatures within Detonation Tube

以二茂铁为前驱体,氢氧混合气体为爆源,在爆轰管内对碳包覆铁纳米颗粒进行合成。研究了初始反应温度及热处理对产物粒子的影响。通过XRD、TEM及VSM对爆轰产物进行了检验。结果表明,碳包覆纳米颗粒呈球形或椭球形。随着反应温度的升高,碳包覆纳米铁的晶粒尺寸为30~50 nm并且趋于均匀化,说明初始反应温度的高低直接影响生成颗粒的大小。通过不同温度热处理后爆轰产物的磁滞回线分析,饱和磁化强度（Ms）随着热处理温度的升高而降低,磁滞回线为比较“瘦”的形状,但仍然具有较高的磁矫顽力,表明合成的碳包覆纳米材料呈现出硬磁性和顺磁性双重性质。     

含金属铜离子炸药爆轰合成石墨包覆铜纳米颗粒

主要采用硝酸铜、柠檬酸、油酸和RDX成功制作了含有铜离子的溶胶凝胶前驱体炸药,并在密闭容器中氩气保护下炸药爆轰合成了球形、颗粒尺寸均匀、核壳结构的石墨包覆铜纳米颗粒(Cu-Gs)。采用XRD、TEM、Raman等表征了爆轰产物的结构组成、形貌特征及包覆层构成。通过优化设计调整前驱体炸药的元素摩尔组成、密度及氧平衡,从而来寻求控制合成Cu-Gs的途径。最后简要讨论了Cu-Gs的生长机理。     

爆轰法制备碳包覆铁镍合金纳米颗粒及其表征

对掺杂硝酸铁和硝酸镍复合炸药前驱体,采用爆轰法合成碳包覆铁镍合金纳米颗粒。通过XRD,TEM,XRF,VSM等方法对合成的碳包覆合金纳米颗粒的形貌特征、结构组成及磁性行为进行了分析表征。结果表明,通过有效调整前驱体中金属源材料比例和碳材料组成,可爆轰合成较为完美的核壳结构碳包覆铁镍纳米颗粒,所得球形的纳米颗粒尺寸主要分布在10～60nm范围内且分散性较好,组成核主要由不同比例的铁镍元素构成,外壳层主要由石墨碳构成;由室温下磁性分析可知,该纳米颗粒表现出良好的超顺磁性。     

纳米CeO2单晶的制备与热处理对粒径的影响

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源、NH3·H2O为沉淀剂,用化学沉淀法通过对陈化时间的控制,制备了单分散的单晶纳米CeO2粒子,并用XRD、TEM、ED、BET、TG-DTA等测试手段对产物的物相结构、形貌和纳米尺度进行了表征.XRD分析表明,制得的纳米CeO2粒子为萤石结构且晶型比较完整. 通过控制热处理的温度和陈化时间可以控制粒子的大小.TEM和ED分析表明产物颗粒基本为球形,分散性较好且为单晶. 通过TG-DTA结果可以断定所制备的前驱体结构式为CeO2·1/2H2O.     

机械活化复合粉末爆炸喷涂的涂层组织和性能

经机械活化预处理的复合粉末进行了爆作喷涂，分析检测了涂层的微观组织、结构和性能。结果表明，粉末颗粒之间发生了化学反应，生成了新相。获得了硬度高、性能较好的涂层。     

气体爆燃喷涂铁铝涂层结构的变化

采用不同的喷涂工艺参数,分别在45钢基体上制备了电弧喷涂铁铝涂层,采用电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)、光学显微镜和显微硬度计等仪器研究了气体爆燃铁铝涂层的表面形貌、显微硬度、涂层的成分和相结构,结果表明,喷涂工艺的改变明显影响喷涂层的相组成,随着单位时间内提供给粉末能量的减少,得到黑白相间的片层状结构,黑色相是Fe4Al13,白色相是FeAl;增加单位时间内提供给粉末的能量,可以得到均匀的微观组织,成分为FeAl。     

热喷涂工艺对涂层摩擦磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂和爆炸喷涂法在金属表面制备了WC-Co单层涂层和NiCrAl／WC-Co梯度涂层，对涂层的室温干摩擦磨损性能进行了测定和分析。结果表明，超音速火焰喷涂WC-Co单层涂层具有最好的综合磨损性能。梯度涂层较好的结合力对摩擦磨损性能的影响只有在轻载时表现明显。涂层中原有的孔隙和摩擦过程中形成的孔洞可以在一定程度上减轻磨损，而不同条件下形成的磨屑对涂层的摩擦性能亦有较大影响。     

铜基体上爆炸喷涂钨涂层及其电子束热负荷实验研究

详细介绍了爆炸喷涂法在铜基体上制备钨涂层.磁约束核聚变面对等离子体材料要求有承受较高热负荷的性能,电子束辐照热负荷实验发现:0.3 mm的钨涂层可以承受5.13 MW/m2的热通量;在2 MW/m2、20s脉冲的条件下,样品能承受300周的疲劳而没出现破裂现象,且距离表面5 mm处铜基体的温度在70°C左右;5 MW/m2、2 s脉冲的条件下,样品可承受95周热疲劳,且距离表面5 mm处铜基体的温度不高于200°C.钨铜的热膨胀系数和杨氏模量相差很大,在加载热通量过程中,界面处产生应力,这将影响材料的耐热冲击性能,但爆炸喷涂仍然为制备核聚变较低热通量区域面对等离子体材料的一种参考方法.     

WC粉末爆炸喷涂BT-20钛合金的涂层性能研究

通过对爆炸喷涂工艺原理的分析,指出喷枪结构、喷涂距离和各气流量等重要工艺参数对涂层质量的影响,确定最佳的工艺参数.采用爆炸喷涂与等离子喷涂2种工艺在BT-20钛合金基体上制备WC涂层.经过对2种涂层的性能对比分析,发现与等离子喷涂相比,爆炸喷涂涂层的硬度大、结合强度高并且爆炸喷涂涂层的金相组织均匀、致密、孔隙率低,在涂层基体界面上无明显的宏观和微观缺陷,抗氧化能力强.     

Gas detonation forming process and modeling for efficient spring-back prediction

Aluminum cylindrical cups are formed with gas detonation forming technology and finite element modeling of aluminum cylindrical cup production with the detonation forming technology is performed. The forming process simulation is carried out in two-step analysis. 2D and 3D computational models are constructed with both explicit and implicit dynamic analyses are performed. The effects of detonation pressure and die design parameters also are investigated. The thickness distribution and deformed geometry of the cups are compared with the experimentally determined values. The spring-back predictions based on the explicit and implicit methods are criticized in terms of deformed shape accuracy and elapsed time.     

Coatability and characterization of fly ash deposited on mild steel by detonation spraying

Recently, considerable emphasis has been placed on the processing of low-grade ore minerals through thermal spray techniques. In the present investigation, the suitability of detonation spray system for coating fly ash onto a mild steel substrate has been demonstrated. Resultant coatings are 2–3 times harder than the substrate material and also exhibit a 3-fold reduction in coefficient of friction under sliding wear conditions. However, these coatings exhibit poor sliding wear resistance.     

爆炸喷涂工艺制备碳化铬涂层

利用爆炸喷涂工艺分别制备了Cr2G3+NiCr及Cr2G3+NiCr+CaF2涂层,对比了两种涂层的显微结构,显微硬度及摩擦磨损性能.结果显示,CaF2的添加尽管会减小涂层的显微硬度,但同时也减小了涂层的摩擦系数,从而提高了涂层的耐磨能力.另外还分析了CaF2降低涂层摩擦系数的机理.     

High temperature properties of thermal barrier coatings obtained by detonation spraying

NiCrAlY/YPSZ and NiCrAlY/NiAl/YPSZ thermal barrier coatings (TBCs) were successfully deposited by detonation spraying. The results indicated that the detonation sprayed TBCs included a uniform ceramic coat containing a few microcracks and a bond coat with a rough surface. The lamellar structure and the presence of cracks and impurities could reduce the thermal conductivity of the ceramic coat. Oxidation kinetics at 1000–1150 °C of detonation sprayed TBCs have been measured and discussed. The role of a Ni–Al intermediate layer in improving the oxidation resistance of duplex TBCs has also been studied.     

Development of multimaterial coatings by cold spray and gas detonation spraying

The basic objective is the development of multifunctional multimaterial protective coatings using cold spraying (CS) and computer controlled detonation spraying (CCDS).As far as CS is concerned, the separate injection of each powder into different zones of the carrier gas stream is applied. Cu-Al, Cu-SiC, Al-Al₂O₃, Cu-Al₂O₃, Al-SiC, Al-Ti and Ti-SiC coatings are successfully sprayed. As to CCDS, powders are sprayed with a recently developed apparatus that is characterized by a high-precision gas supply system and a fine-dosed twin powder feeding system. Computer control provides a flexible programmed readjustment of the detonation gases energy impact on powder thus allowing selecting the optimal for each component spraying parameters to form composite and multilayered coatings. Several powders are sprayed to obtain composite coatings, specifically, among others, WC-Co-Cr + Al₂O₃, Cu + Al₂O₃, and Al₂O₃ + ZrO₂.