电场激活压力辅助法原位合成TiC-TiB_2-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料

运用电场激活压力辅助合成(FAPAS)和原位合成技术制备了TiC-TiB2-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料,主要研究了外加电场对材料合成及层界面扩散连接的作用,分析了材料各层及界面微观组织和相组成;分析了电场的施加以及TiAl的燃烧反应对材料合成过程及合成结构的影响;研究结果表明,TiC-TiB2-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料的界面区产生成分的互扩散和形成了良好的冶金结合,从钛板到金属陶瓷层的显微硬度呈梯度变化。     

原位合成壳聚糖复合炭材料及其在铅碳电池中的应用

以壳聚糖、氧化铅为原料,利用原位合成方法,制备复合炭材料。通过X射线粉末衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪、比表面仪、拉曼光谱仪等方法对复合炭材料进行表征,结果表明:壳聚糖为碳源的复合炭材料具有非晶态结构,孔径分布集中在5~10nm,比表面积高达487.4m2/g,适合作为Pb-C电池负极材料使用;将原位合成壳聚糖复合炭材料或者炭黑材料与析氢抑制剂、黏结剂、膨胀剂等电池添加剂混合成涂膏,分别组装成Pb-C模拟电池,利用电化学测量技术和电池性能测试系统评价Pb-C电池电化学性能,结果表明:以原位合成壳聚糖复合炭材料作为负极材料制成的Pb-C电池负极板,比以炭黑为碳源制备的负极材料具有更好的电化学性能,电阻较小,其循环伏安测试的比电容为162.9F/g,首次放电平台更长,最终容量达到108.72mAh/g,壳聚糖为碳源时比容量为理论比容量的98%,且10000次循环几乎没有衰减。     

原位合成SiC-BN复合陶瓷

采用原位合成的方法设计并制备了SiC-BN复合陶瓷.经理论计算及实验证明,在相对较低的温度(1700 ℃)下即可成功实现预期的原位反应.复合陶瓷中生成了细小均匀的微米级SiC和BN颗粒,在添加剂较多的地方发现了纳米级的SiC晶粒.SiC-BN系列复合陶瓷的抗弯强度和断裂韧性在含20vo1%BN时达到最大,分别为311MPa和4.5 MPa·m1/2,弹性模量和硬度随BN含量的增加而减小,B60复合陶瓷的弹性模量为40.8GPa,维氏硬度为0.55GPa.不含BN的BO复合陶瓷的断裂方式主要为穿晶断裂,含有BN的SiC-BN复合陶瓷的断裂方式主要为沿晶断裂.     

原位合成SiC-BN复合陶瓷设计与热力学研究

采用原位合成的方法设计并制备了SiC-BN复合陶瓷.通过热力学计算,选择了制备SiC-BN复合陶瓷的反应方程式,并通过进一步的计算,选择合适的烧结工艺保证了反应方程式Si3N4 B4C 2C=3SiC 4BN不会受到副反应的影响.通过实验验证此反应在1 700℃能够反应完成,生成β-SiC和h-BN.     

天然钛铁矿原位合成金属陶瓷材料的研究现状

钛铁矿在自然界中储量非常丰富,分布较广.本文结合笔者的研究工作,概述和分析了以天然钛铁矿为主要原料,碳热、铝热、镁热等原位合成金属陶瓷材料的还原反应机理,并预测了工业化应用的前景.充分利用钛铁矿中的钛和铁两种资源,原位合成制备金属陶瓷材料,将成为天然钛铁矿综合开发利用中的一个重要方面.     

钛基梯度功能材料电场激活原位合成

本文采用电场激活压力辅助燃烧合成工艺(FAPAS),以Ti-Al和Ni-Ti-C体系的放热反应,实现了TiC陶瓷颗粒增强的Ni基复合材料的原位合成以及Ti-TiAl-(TiC)pNi功能梯度材料的同步连接制备。借助SEM和XRD等手段分析了各层界面的相组成和微观结构以及界面元素扩散特征,探讨了电场对功能梯度材料制备过程中各层间界面的冶金特征及连接结构的影响,揭示了电场作用下,利用放热体系进行原位合成和扩散连接的机制。研究结果表明,外加电场条件下,钛粉和铝粉反应形成TiAl相产生的化学热促进了钛基板与TiAl层界面原子的扩散溶解,是两者形成连接的关键;钛-碳反应热促进TiC/Ni细晶复合结构形成,提高了TiC颗粒与基体之间的润湿性和复合材料层的致密度。     

原位复合Mo-Si化合物材料的相组成和力学性能

以Mo粉和Si粉为原料，采用热压反应烧结法原位合成了Mo-Si系化合物及其复合材料，利用扫描电镜、X射线衍射仪等技术对材料的相结构和力学性能进行了初步的研究．结果表明：随原料粉中Mo含量的增加，生成物依次向MoSi2→Mo5Si3→Mo3Si变化；材料的硬度和弹性模量主要受气孔率的控制，具有极其弥散组织的Mo5Si3-MoSi2材料的硬度高达12．88GPa；Mo-Si系材料均为脆性断裂，弯曲强度和断裂韧性随Mo含量变化的趋势相同，其中MoSi2-Mo5Si3原位复合材料具有较好的综合力学性能。     

钎焊过程原位合成Al-Si-Cu合金及接头性能

Al-Si-Cu基钎料熔点低、强度高,非常适用于铝合金的钎焊。但位于三元共晶成分点附近的Al-Si-Cu合金由于含有大量的CuAl2脆性金属间化合物,无法采用常规塑性加工方法成形,因此限制了其使用范围。为克服上述不足,设计一种使用AlSi-CuAl复合焊丝在钎焊过程中原位合成Al-Si-Cu钎料的方法,并对其钎焊接头组织与性能进行研究。结果表明:采用的复合焊丝外层为AlSi合金,内层为CuAl合金粉,两者熔点接近。复合钎料的加工性能远优于同成分的Al-Si-Cu钎料。使用复合焊丝感应钎焊3A21铝合金,钎焊过程中两种合金几乎同时熔化,经瞬间保温后可充分熔合并形成Al-Si-Cu钎料,获得成分均匀、界面结合良好的钎缝,钎焊接头抗剪强度高于采用常规Al-Si-Cu钎料钎焊的接头抗剪强度。     

原位聚合合成纳米胶囊

含有羧酸盐亲水基团,端基为可水解缩合的硅氧烷基的预聚体作为疏水物质如甲苯的分散剂获得内含疏水物质,聚聚体为壳层的纳米胶囊,预聚体壳层中的硅氧烷烃水解缩合形成交联,气相色谱测定水解醇深度证明水解缩合在常温24h内完成,透射电子显微镜（TEM）表征了纳米胶囊的形态。     

原位合成复相陶瓷概述

原位合成是制备复相陶瓷的重要途径。概述了原位反应的类型、特点及研究现状。     

氧化钨直接碳化SPS原位合成WC-Co块体材料

采用放电等离子烧结技术将WO3、Co和炭黑的混合粉原位合成为致密WC-Co块体,研究了合成工艺、配碳量和晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2对块体的物相、致密度和显微组织的影响,测定了块体的硬度和断裂韧性.结果表明:配碳量低时,块体中有缺碳杂相Co3W9C4或Co3W3C,密度较高;增加配碳量,块体的物相为纯.WC和Co;配碳量过大,块体中出现游离碳,密度降低;添加抑制剂使晶粒尺寸保持在0.5 μm以下.     

高导电性热电池正极材料Ni-NiCl2复合物的原位合成与放电性能研究

作为高电位化合物, NiCl₂是高功率热电池的理想正极材料, 但是其比表面积小、导电性差, 影响了其热电池的应用。采用升华和原位合成技术, 制备具有大比表面积和高导电性的热电池正极材料Ni-NiCl₂复合粉体: 首先将市售含结晶水的NiCl₂·6H₂O经过低温干燥处理, 脱水后形成黄色粉体, 然后在Ar气氛下, 经850~900℃进行升华处理, 将收集的升华粉体置于Ar+H₂还原气氛中, 300~500℃温度下还原热处理1 h, 得到Ni-NiCl₂复合粉体。论文讨论并分析了粉体的热力学、晶体结构、原位合成过程和初步的电化学性能。结果表明: 升华过程中, NiCl₂晶体沿着垂直于c轴的方向生长为直径200~300 µm的层状结构; 与纯NiCl₂作为正极材料的LiSi︱LiCl-LiBr-LiF︱NiCl₂热电池组的放电曲线相比, Ni-NiCl₂复合粉体(5wt%单质Ni)为正极材料的热电池放电曲线更加平稳, 激活时间更短。     

直接碳化原位合成WC-Co复合粉的反应过程

以偏钨酸铵(AMT)、可溶性钴盐、有机碳源为原材料,采用喷雾转化、直接碳化原位合成法,成功制备出WC-Co复合粉末。利用XRD、SEM等分析方法对粉末样品物相组成、微观形貌、粒度分布进行了研究。研究表明,由于Co对W碳化的促进作用,在900℃时,W就被完全碳化为WC,远低于W正常被碳化完全的温度;W的碳化过程主要依靠钨粉颗粒表面与含碳气氛热解后沉积在钨颗粒表面上的碳元素的反应以及碳向钨粉颗粒内部的扩散来实现,属固-固反应;由于生成W2C的自由能比WC的更低,W很快先被碳化为W2C,然后再进一步碳化为WC;W/Co/C碳化反应体系沿WCo3,Co6W6C,W2C-Co,WC-Co步骤进行反应;随着温度的升高,反应体系可不经过前两步,而直接生成W2C-Co,再进一步碳化为WC-Co复合粉。     

颗粒强化金属基复合材料的原位合成工艺

介绍了颗粒强化金属基复合材料(MMCs)的原位合成工艺,工艺主要可分为:固-液、固-固、液-液、气-液和气-反应5类,并分别对各类合成工艺的合成方法、优缺点、研究进展进行了详细的阐述.最后对目前原位合成颗粒增强MMCs存在的问题作了归纳总结.     

氧化石墨烯原位合成苯并噁嗪树脂改性材料的制备

本文采用原位合成法制备氧化石墨烯／苯并噁嗪树脂改性材料,初步对复合材料的傅里叶红外光谱、微观结构以及其性能肖氏硬度和抗压强度进行了探讨。结果表明,由苯并噁嗪树脂和氧化石墨烯／苯并噁嗪材料红外分析对比分析,氧化石墨烯有利于材料的合成和交联,而从金相显微镜对材料表面观察发现,过量的氧化石墨烯加入对复合材料的抗压强度整体性能有一定程度的影响;氧化石墨烯／苯并噁嗪树脂改性材料的肖氏硬度随氧化石墨烯含量增加而增大,且明显改善材料的硬度,在加入0．3％氧化石墨烯后,材料肖氏硬度可达到35H以上,抗压强度也有明显改善,在加入0．1％的氧化石墨烯后材料的抗压强度可以达到15．8MPa,氧化石墨烯的加入能有效的改善材料的性能。     

原位合成TiCp/Fe复合材料的研究现状与展望

综述了国内外原位合成TiCp增强铁基复合材料工艺的研究现状,重点分析了制备工艺的特点及存在的问题,并在此基础上展望了该领域的发展趋势.     

金刚石薄膜材料的应用与合成技术

本文对金刚石薄膜的性能、应用，金刚石薄膜的合成方法以及薄膜样品的表征等作了较详细的介绍。并根据金刚石薄膜研究的现状提出应进一步探讨的几个问题。     

原位反应复合法制备金属基合材料的进展

综述了近年来利用原位反应复合法制备金属基复合材料的最新工艺方法，包括：ＸＤ法、ＶＬＳ法、ＳＨＳ等。讨论其组织与性能，同时还展望了原位反应复合法的发展前景。     

生物可降解高分子材料的合成技术分析

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。文章探讨了生物可降解高分子材料现阶段的合成技术。     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。