铝在室温熔盐中的电沉积

采用循环伏安法、计时电流法研究了铝在摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC离子液体中钨电极上的电化学还原机理和成核机理。研究表明:铝在钨极上存在欠电位沉积现象,铝的析出电位为-0.06 V,电化学反应为准可逆反应,形核过程为三维瞬时形核,半球形扩散控制长大。电沉积试验表明在电流密度为5~25 mA/cm2时镀层较致密、均匀,附着力好,纯度高。     

[EMIM]HSO4离子液体的微波合成及铝电沉积应用

对采用微波合成方法制备的[EMIM]HSO4离子液体的物化性能进行测试,并将其作为电解质应用于铝的电沉积,用SEM、XRD及EDS对沉积层的形貌进行表征,通过测定循环伏安曲线以及计时电流曲线探讨铝在[EMIM]HSO4中的电沉积机理。结果表明,[EMIM]HSO4的电化学窗口较宽(4.81V),适合作电解质;铝在铜电极上发生欠电位沉积和体相沉积;铝的形核模式介于三维瞬时形核和连续成核之间;铝沉积层晶粒致密均匀,附着力好。     

分子电镀定量沉积稀土元素的条件研究

本文研究了稀土元素在分子电镀中的行为,指出了异丙醇中酸浓度和水含量在电沉积过程中的作用。也研究了某些杂质和沉积层厚度对稀土元素电沉积的影响。推荐了制备稀土元素电沉积源的适宜条件,在推荐条件下沉积厚度小于500微克·厘米~(-2)时,沉积率均大于98％,沉积厚度达4.2毫克·厘米~(-2)时,沉积率仍大于60％,沉积源均匀致密,在裂变产额测定中得到了应用。     

钨的电化学还原机理及结晶过程研究

利用循环伏安法和计时电位法研究了NaCl-KCl-NaF-Na_2WO_4熔盐体系电沉积物的电化学还原机理,并利用计时电流法对钨的结晶过程进行研究。结果表明,NaCl-KCl-NaF-Na_2WO_4熔盐体系电沉积钨的电极过程为由电荷迁移速度和扩散速度混合控制的准可逆过程,钨的还原机理为0.5W_2O_7~(2-)+6e→W+3.5O~(2-)。钨的电结晶过程符合半球形三维晶核的瞬间成核过程。     

甲苯对AlCl_3-TEBAC离子液体中电沉积铝的影响

在含有甲苯添加剂的酸性三氯化铝—苄基三乙基氯化铵(AlCl_3-TEBAC)离子液体中进行铝的电沉积。考察甲苯加入量对离子液体电导率的影响,研究金属铝在离子液体中的电沉积行为,并用直流和脉冲电源进行铝电沉积。结果表明,离子液体电导率随甲苯摩尔分数x的增加而升高,但在x大于7.5%后,电导率趋于稳定;铝沉积反应为扩散控制的准可逆过程,在玻碳电极上的沉积是三维瞬时形核过程;电沉积得到的铝镀层为银灰色,而且脉冲电沉积得到的镀层要优于直流电沉积。     

从粉煤灰碱溶液中沉积含铝白炭黑

研究了从粉煤灰碱浸液中沉积含铝白炭黑,考察了溶液pH、沉积温度、搅拌速度、沉积时间对硅、铝沉积率及白炭黑中硅、铝质量分数的影响。结果表明:在溶液pH=8、沉积温度80℃、搅拌速度200r/min、沉积时间4h条件下,硅、铝沉积率分别为98.46%和66.16%,得到的含铝白炭黑的比表面积为75~115m2/g,DBP吸油值为135~215g/100g,SiO_2质量分数为80%~82%,Al_2O_3质量分数为4.96%~7.93%。     

酸性含汞溶液中电沉积回收汞的研究

针对有色金属冶炼烟气中湿法脱汞过程产生的硫脲汞溶液难处置的问题,研究提出了电沉积从硫脲汞溶液中回收汞的新工艺.采用线性电位扫描法得到汞电沉积过程的阴极极化曲线,考察了不同杂质离子对硫脲汞溶液阴极极化曲线的影响.结果显示,在控制阴极电位为-0.55～-0.45 V的条件下,溶液中的汞可选择性沉积,溶液中Fe~(3+)、Cu~(2+)和H_2SO_3并不会影响溶液中汞的电沉积,即汞选择性电沉积的电位为-0.55～-0.45 V.采用控电位技术对硫脲汞溶液电解回收汞工艺进行研究,探究了电解质种类和浓度、电解液温度、搅拌速率、电解时间等因素对汞回收效率的影响.得到在阴极材料为铜片的条件下,最佳的电解工艺参数:电解质为0.24 mol·L~(-1) Na_2SO_4,电解液温度为30～40℃,搅拌速度为100～300 r·min~(-1),SO_3~(2-)浓度为8 mmol·L~(-1),电解时间为5 h.最佳工艺条件下,溶液中汞的回收效率可达98%以上.对阴极电解产物进行分析,阴极上的汞为单质汞,且纯度超过99%.     

1-丁基-3-甲基咪唑对电沉积锰的影响

以1-丁基-3-甲基咪唑为添加剂,在MnSO4-(NH4)2SO4-H2O体系中电沉积金属锰,考察了电流密度、1-丁基-3-甲基咪唑浓度、硫酸铵用量、Mn2+浓度及槽电压对阴极锰沉积量和电流效率的影响,并采用XRD、SEM对沉积锰进行表征。结果表明,MnSO4-(NH4)2SO4-H2O体系电解锰,在温度40 ℃、Mn2+浓度35 g/L、硫酸铵浓度90 g/L、pH=7.5、电流密度364.58 A/m2、1-丁基-3-甲基咪唑用量0.12 g/L条件下,电流效率为79.60%,电流效率比SO2和SeO2的高,电沉积的锰为α-Mn。     

无机包膜过程中铝离子的行为规律分析

针对钛白粉无机包膜中铝离子的沉积规律,通过分光光度法确定了不同铝盐的沉积pH值范围,并采用在线颗粒检测仪对铝离子沉积过程中粒子的数量及粒度进行了实时监测,同时利用FTIR、SEM及XRD对不同沉积条件所得的固体物质进行了分析,确定了不同酸度条件得到的沉淀物的特性,为钛白无机包膜提供参考。     

铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝、防锈铝、锻铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO_4-H_2SO_4体系中通过电化学测试及中试试验研究4种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜(SEM)观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射(XRD)分析沉积锌结晶取向。研究结果表明:500 A·m~(-2)电流密度下铝及其合金的析出电位(E)和交换电流密度(i0)分别为:E纯铝=-1.541 V,i0=6.33×10-11A·cm~(-2);E防锈铝=-1.545 V,i0=7.74×10~(-8)A·cm~(-2);E锻铝=-1.55 V,i0=1.01×10~(-7)A·cm~(-2);E超硬铝=-1.496 V,i0=6.07×10-3A·cm~(-2)。合金元素的添加会增加初期形核位置、促进成核速率;形核速率的提高,在一定程度上抑制了卤族元素对阴极的腐蚀;长时间沉积后,锌片结晶取向没有发生变化。锻铝和超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,分别只有79.16%和84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀;防锈铝沉积锌质量与纯铝相差不大,电流效率为86.88%,但对卤族元素腐蚀抑制作用明显。     

The effect of low melting point phases on the elevated temperature microstructural stability of hot pressed beryllium

The factors governing the growth of BeO particles and beryllium grains in hot-pressed beryllium block have been studied. The size of BeO particles was found to increase as the aluminum, magnesium and silicon contents were raised. Higher processing temperatures during manufacture also increased the size of the oxide. Silicon doping of the beryllium powder before pressing was found to be a particularly effective way of increasing BeO particle size. The pressure-temperature cycle employed during hot pressing was also found to affect the oxide morphology. Cycles that produced full density at the lowest temperature minimized the extent of oxide agglomeration. Diffusion of aluminum and a combination of aluminum, silicon and iron into high purity beryllium at 1366 K produced a grain boundary liquid phase which resulted in an accelerated grain growth rate and BeO agglomeration.     

高能球磨-放电等离子烧结法制备双晶分布钛

以平均粒径约150μm的球形钛粉为原料,采用高能球磨结合放电等离子烧结技术制备由双尺度晶粒组成的高致密纯钛块体材料,研究高能球磨过程中钛粉的形貌、尺寸及显微组织的变化,分析球磨钛粉放电等离子烧结时的致密化行为和显微组织的演变规律,测试烧结钛块体材料的室温压缩性能。结果表明:钛粉在球磨初期发生剧烈的塑性变形并相互焊合,形成层片状团聚粉末。球磨10 h时,钛粉的部分晶粒细化至40~100 nm。放电等离子烧结过程中,随烧结温度升高和烧结时间延长,烧结钛的密度逐渐增大。在烧结温度为800℃、保温时间为4 min、烧结压力为50 MPa的条件下,烧结钛的密度达到4.489 g/cm3,接近全致密,其显微组织由双尺度的等轴晶组成,细晶区晶粒尺寸为1~2μm,粗晶区晶粒尺寸为5~20μm,二者呈层状交替分布;该试样在室温压缩条件下的综合力学性能与铸锻Ti-6Al-4V合金相当。     

Bi对低温取向硅钢高温退火过程组织和织构的影响

以含Bi和不含Bi两种成分低温取向硅钢进行高温退火中断实验,借助磁测仪（MPG 200D）进行磁性能测量,借助金相显微镜观察晶粒尺寸,利用X射线衍射（XRD）对高温退火连续升温过程中织构进行研究分析。实验结果表明,添加Bi元素后,初次晶粒尺寸减小,二次再结晶晶粒尺寸增加至20~60 mm,成品磁性能更优。Bi加入后二次再结晶开始温度明显提高,含Bi试样和不含Bi试样发生晶粒异常长大的温度范围分别是1 080~1 100 ℃和1 060~1 080 ℃。织构分析结果显示,随着高温退火温度提高,{111}和{100}面织构逐渐减弱,{110}面织构和Goss织构逐渐增强,含Bi和不含Bi试样的高斯织构转变温度分别为1 100 ℃和1 080 ℃,随后高斯织构密度和体积百分比逐步增加,最终含Bi试样的高斯织构密度和体积百分比均高于不含Bi试样。     

添加氧化钛对钇铝石榴石纤维形貌的影响

以金属铝粉、氯化铝、冰醋酸、氧化钇为原料,通过溶胶—凝胶法制备了钇铝石榴石纤维(YAG)。通过在溶胶中引入氧化钛,研究其对YAG纤维形貌的影响。结果表明,氧化钛可促进YAG晶粒生长,含氧化钛的纤维在1 400℃烧结6h后,晶粒尺寸达0.5～1.0μm。     

The effect of copper additions on electromigration in aluminum thin films

Copper additions reduce the rate of electromigration in aluminum thin film conductors subjected to dc currents of high density. The results of experiments conducted with the goal of understanding the mechanism of this effect are presented. The relationships between lifetimes and the mode of preparation, the composition, and the heat treatment of the samples are explored. The lifetimes of copper bearing aluminum conductors vary in the same way, with respect to temperature and current density, as conductors made of pure aluminum. Data obtained with an electron microprobe on samples which have failed electrically, after prolonged exposure to current, show the coincidence of crack formation and copper depletion in the surrounding area. Analysis along the length of current stressed samples, also with the microprobe, indicates that under the effect of current, copper atoms migrate at a considerably faster rate than aluminum atoms. Gold and silver additions in aluminum do not have the same effect as copper additions. It is believed that this difference is due to variations in adsorption of different atomic species on aluminum grain boundaries.     

The effect of low melting point phases on the elevated temperature microstructural stability of hot pressed beryllium

The factors governing the growth of BeO particles and beryllium grains in hot-pressed beryllium block have been studied. The size of BeO particles was found to increase as the aluminum, magnesium and silicon contents were raised. Higher processing temperatures during manufacture also increased the size of the oxide. Silicon doping of the beryllium powder before pressing was found to be a particularly effective way of increasing BeO particle size. The pressure-temperature cycle employed during hot pressing was also found to affect the oxide morphology. Cycles that produced full density at the lowest temperature minimized the extent of oxide agglomeration. Diffusion of aluminum and a combination of aluminum, silicon and iron into high purity beryllium at 1366 K produced a grain boundary liquid phase which resulted in an accelerated grain growth rate and BeO agglomeration.     

初始晶粒尺寸对2024铝合金热变形行为和组织的影响

利用永磁搅拌近液相线铸造和普通铸造方法制备不同晶粒尺寸的2024铝合金铸锭,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究初始晶粒尺寸对不同压缩变形条件下2024铝合金的热变形行为和变形后显微组织的影响。研究表明:2024铝合金的热变形行为依赖于变形条件和初始组织。初始晶粒尺寸对流变应力的影响是:当应变速率小于0.1 s~(-1)时,流变应力随晶粒尺寸减小而减少;当应变速率为10 s~(-1)时,流变应力随晶粒尺寸减小而增大。降低变形温度会弱化晶粒尺寸对流变应力的影响。热压缩流变应力随应变速率增大而增大,随变形温度升高而减小。应变速率为10 s~(-1)时,热压缩应力应变曲线呈现周期性波动;只在粗晶2024铝合金中发现变形剪切带。     

6069铝合金的热变形行为和加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为300～450℃,应变速率为0.01～10 s?1条件下对6069铝合金进行热压缩实验,研究该合金的热变形行为及热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,6069铝合金热变形过程中的流变行为可用双曲正弦模型来描述,在实验条件下的平均变形激活能为289.36 kJ/mol。真应变为0.7的加工图表明合金在高温变形时存在2个安全加工区域,即变形温度为300～350℃、应变速率为1～10 s?1的区域和变形温度为380～450℃、应变速率为0.01～0.3 s?1的区域。适合加工的条件是变形温度为350℃,应变速率0.01 s?1。     

改善工程机械用型钢冲击韧性的实践

为解决高强度高韧性工程机械用型钢质量波动的问题,研究了钢种成分、夹杂物、魏氏组织等对低温冲击韧性的影响。采取适当降低锰和钒含量、使用铝脱氧及整体塞棒包全保护浇铸等措施,并对铸坯加热制度等进行了优化。优化后的产品性能及稳定性显著提高,一次检验合格率100%,屈服强度平均461MPa,抗拉强度平均602MPa,断后伸长率平均22%,-5℃冲击值平均61J,金相组织中魏氏组织基本消除,晶粒度7.5~8.0级。     

薄板坯连铸连轧的低碳铝镇静钢中AlN作用的试验研究

 对薄板坯连铸连轧的低碳铝镇静钢中AlN的作用进行了初步的试验研究。研究结果显示：当低碳铝镇静钢中酸溶铝含量在0.005%～0.043%时,钢中AlN的沉淀析出对热轧板材的晶粒度及力学性能没有明显影响,据此可以推测AlN的沉淀析出不是薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢晶粒细化的原因。在薄板坯连铸连轧的低碳铝镇静钢中仅沉淀析出很少量的AlN,这些AlN仅能起到很微弱的沉淀强化作用,因此AlN也不是低碳铝镇静钢中起沉淀强化作用的主要析出相。但是这些少量AlN的沉淀析出对热轧板材再加热时的晶粒长大却有明显影响：随钢中酸溶铝含量的增加,即随钢中AlN含量的增加,钢的晶粒粗化温度不断提高。