流态化渗碳碳传递系数试验研究及数学模型

以丁烷加空气为流态化渗碳气源,系统试验研究了流态化渗碳温度、气氛碳势、刚玉粒径及表观流态化速度等对碳传递系数的影响。利用单纯形方法回归建立了不同条件下流态化渗碳碳传递系数数学模型和综合影响因素数学模型,试验验证表明,该数学模型具有较高的拟合精度。     

流太化渗碳碳传递系数试验研究及数学模型

以丁烷加空气为流态化渗碳气源,系统试验研究了充态化渗碳温度气氛碳势、刚玉粒径及表面流态化速度等对碳传递系数的影响。利用单纯形方法回归建立了不同条件下流态化渗碳碳传递系数数学模型和综合影响因素数学模型,试验验证表明,该数学模型具有较高的拟合精度。     

用钢箔渗碳法测定β系数的问题和建议

<正>编者注:下文是本刊发表于2014年第4期的《用钢箔渗碳法测定β系数的问题和建议》一文的补充说明。(1)接4.2节(b)之后(c)如果已经知道钢箔的碳扩散系数的表达式(它应当是温度和碳浓度的函数),那么测定β系数值的工作就会更为简捷。过程如下:1按2节所述,用传统方法进行钢箔渗碳试验,并用精密天平测定出钢箔的最终平均含碳量(试验值);     

Incoloy903合金氢渗透与扩散的研究

本工作采用气相氢渗透技术,测定了220—420℃温度范围内,Fe-Ni-Co基超合金Incoloy 903的氢渗透率和扩散系数,讨论了该合金时效处理后强化相γ′对氢渗透和扩散特性的影响。结果表明:该合金的氢透率和扩散系数几乎与热处理状态无关,不受时效析出的γ′沉淀相的影响。氢渗透率和扩散系数与温度的关系可分别表示为φ=9.36×10~(-5)exp[-54.20(kJ/mol)/RT]mol/m·s·MPa~(1/2), D=4.24×10~(-7)exp[-49.07(kJ/mol)/RT]m~2/s。     

基于钢箔渗碳的碳传递系数的精确测定

提出了一种计算气体渗碳过程中碳传递系数的方法,结合钢箔渗碳试验获得精确的碳传递系数。利用Thermal Prophet软件模拟了钢箔渗碳过程。结果表明,渗碳过程中碳传递系数是钢箔表面碳浓度的函数,随表面碳浓度的增大而减小。当表面碳浓度从0.036%增加到1.03%时,碳传递系数下降79.4%。通过对比模拟结果和实测的碳浓度分布曲线证明了本文测定的碳传递系数优于其他经验公式。     

20Cr钢铸铁浴渗碳碳的激活能的测定

本文将20Cr钢试样在铸铁浴中进行不同温度和时间的渗碳。用金相法测定层深,根据公式:ρ~2=K_0τ·e~(-Q/RT)对碳的激治能(Q)进行了计算,实验结果表明,与气体渗碳法相比激活能下降了50％。     

20SiMn3NiA钢动态再结晶的临界条件

在Gleeble1500热模拟试验机上研究了20SiMn3NiA钢的高温压缩变形行为,并在Sellars模型结构的基础上得出20SiMn3NiA钢发生动态再结晶所需的临界应变(εc)与变形温度(T)和应变速率(ε)的函数关系:εc=0.024Z0.069,Z=εexp 340600/(RT)。     

碳在铁液中的溶解及其扩散系数的测定

本文用转盘法在氩气保护下测得在温度为1550—1680℃间碳在液体铁中之扩散系数D=4.76exp(-38000/RT).实验证明,在脱氧完全与不脱氧的情况下,固体碳与液体铁反应均处于扩散动力学区域.在前一种情况下,反应的限制性环节为碳的扩散.在后一种情况下,总的反应由碳的溶解与碳-氧反应两平行过程组成,其限制性环节为碳的扩散及氧的扩散.     

DETERMINATION OF DIFFUSION COEFFICIENT OF CARBON IN LIQUID IRON

本文用转盘法在氩气保护下测得在温度为1550—1680℃间碳在液体铁中之扩散系数D=4.76exp(-38000/RT).实验证明,在脱氧完全与不脱氧的情况下,固体碳与液体铁反应均处于扩散动力学区域.在前一种情况下,反应的限制性环节为碳的扩散.在后一种情况下,总的反应由碳的溶解与碳-氧反应两平行过程组成,其限制性环节为碳的扩散及氧的扩散.     

气体渗碳件的碳浓度分布的控制──碳浓度与时间、温度、气氛碳势的关系

利用气体渗碳物质传递数学模型来仿真计算碳浓度分布。并根据计算结果在计算机上拟合出碳浓度与时间、温度、气氛碳势之间的关系式．此关系式对气体渗碳的动态控制有指导意义．     

碳化硅-碳／碳复合材料表面掺铬碳膜的研究

碳/碳复合材料既有良好的生物相容性,又有良好的力学性能,是一种极具潜力的新型生物材料。为提高其硬度、耐磨性,降低摩擦系数,需对其表面进行处理。本研究先利用包埋法在其表面制备SiC涂层,后利用非平衡磁控溅射技术在SiC涂层表面制备了掺铬碳膜。通过XRD,Raman,SEM,EDAX和XPS对其结构和形貌进行了表征,用MM-200型环块磨损试验机对膜的摩擦学性能进行了测定。研究结果表明:掺铬碳膜在XRD及拉曼光谱上都没有明显的峰,为非晶态结构。碳原子主要为类石墨碳。非晶态掺铬碳膜的摩擦系数约为0.100,比碳/碳复合材料低;磨损率为0.45×10-6mm3·(Nm)-1,也比碳/碳复合材料低。     

碳纤维表面生长纳米碳管及其增强的炭/炭复合材料

采用化学气相沉积工艺在碳纤维表面生长了纳米碳管,将此种碳纤维作为增强材料,以中间相沥青为基体炭前驱体采用浸渍炭化工艺制备了炭/炭复合材料.观察了所得复合材料断口的微观形貌,测试了抗弯强度及热物理性能.结果表明,碳纤维表面的纳米碳管可以有效地提高纤维与基体的粘结力,复合材料的抗弯性能提高了50%,而对复合材料的导热性能影响较小.     

Microstructure of carbon fiber preform and distribution of pyrolytic carbon by chemical vapor infiltration

The carbon/carbon composites were made by chemical vapor infiltration(CVI) with needled felt preform. The distribution of the pyrolytic carbon in the carbon fiber preform was studied by polarized light microscope (PLM) and scanning electronic microscope(SEM). The experimental results indicate that the amount of pyrolytic carbon deposited on the surface of chopped carbon fiber is more than that on the surface of long carbon fiber. The reason is the different porosity between the layer of chopped carbon fiber and long carbon fiber. The carbon precursor gas which passes through the part of chopped carbon fibers decomposes and deposits on the surface of chopped carbon fiber. The pyrolytic carbon on the surface of long carbon fibers is produced by the carbon precursor gas diffusing from the chopped fiber and the Z-d fiber. Uniform pore distribution and porosity in preform are necessary for producing C/C composites with high properties.     

碳纤维在高温下的结构、性能演变研究

针对碳纤维在碳／碳烧蚀防热复合材料中应用的基础问题,论述了不同碳纤维结构、成分、表面特征,及其力学性能和热物理性能的高温演变规律,揭示了碳纤维灰分含量对碳纤维力学性能和热氧化性能的影响。确定了在碳／碳复合材料复合成型过程中,碳纤维结构受基体碳影响的变化规律和碳纤维表面特征对碳／碳材料宏观力学性能的影响。阐明了碳／碳复合材料中碳纤维的力学性能对纤维发生折断烧蚀的阻碍作用和通过控制碳／碳成型最高温度实现提高性能的途径。     

Growth of helical carbon nanofibers in the presence of Ni−Cu catalysts

Carbon nanofibers (CNFs) are synthesized by the dissociation of ethylene gas in the presence of Ni−Cu alloy catalysts; helical CNFs are favored by Ni−Cu alloy catalysts. The role of alloy compositions and reaction time in the morphology of CNFs were determined by varying both the Cu content in the alloy catalyst and the holding time at a particular synthesis temperature. The chemical composition, the size, and the shape of the catalyst particles were shown to affect the morphology of CNFs. Two kinds of growth mechanism are suggested to explain the growth of helical and straight CNFs.     

高频燃烧红外吸收法分析高碳铬铁中碳、硫

通过对板流、助熔剂的选择及加入方式、称样量、分析时间等方面进行改进,解决了高碳铬铁中碳、硫元素分析经常出现燃烧释放慢、分析时间长、拖尾及数据不稳定等问题,提高了测定的准确性和稳定性.改进后的分析方法对标准样品进行准确度和精密度试验,分析结果与认定值相符,碳测定的相对标准偏差小于0.5％,硫测定的相对标准偏差为0.74％～2.80％,能够满足实验室快速分析高碳铬铁中碳、硫的需要.     

渗碳过程中碳势变化对工件碳浓度的影响

采用剥层分析和模拟试验研究了渗碳过程中的升温、排气、强渗、扩散和降温各阶段的碳势变化对工件渗层最终碳浓度梯度的影响,结果表明,升温、排气和强渗阶段的碳势波动对工件最终表面碳浓度梯度的影响较小,而扩散阶段碳势波动的影响则较大,特别是降温阶段,碳势波动0．1％就会导致自表面至100μm处的渗层中碳浓度变化超过0．05％。     

碳毡体密度对碳/碳复合材料抗氧化性能的影响

采用自加热化学液相沉积法制备碳/碳复合材料。考察了不同材料在不同温度、时间下的氧化失重率,研究了碳毡体密度与碳/碳复合材料氧化行为的关系。探讨了氧化温度和氧化时间对材料氧化侵蚀的影响机理。结果表明,毡体密度大的碳/碳复合材料具有更好的抗氧化性。扫描电镜观察材料氧化前后的显微形貌发现,基体碳更易被氧化。     

新型SiC-MoSi2/Al-O-Ti炭/炭抗氧化复合涂层的制备及其性能研究

采用包埋和涂刷法制备出一种新型的炭/炭复合材料抗氧化涂层,它由自愈合内涂层、热膨胀系数匹配过渡层、氧阻挡层三层复合而成.用SEM,XRD对它的组分和形貌进行了表征,同时测试了涂层在1 000,1 300和1 400℃下的抗氧化性能和抗热震性能.实验结果表明:该涂层能在1 400℃下有效保护炭/炭材料达50 h以上,经过...     

Effect of Mo/Si Ratio on the Microstructure and Oxidation Resistance of Si-Mo Coating for C/C Composites

Oxidation protective Si-Mo coatings were prepared by pack cementation on the surface of C/SiC coated carbon/carbon composites. The influences of Mo/Si mass ratio in the pack powders on the microstructure and oxidation resistance of the coating were investigated. It showed that with the Mo/Si ratio increasing from 0.1 to 0.4, the MoSi2 proportion and the dimension of cracks in the coating increased, and the oxidation protective ability of the coated specimens firstly increased and then decreased. The coating...