常压低温冷等离子体还原Fe2O3的研究

目的研究常压低温冷等离子体还原过程中气体常量对Fe_2O_3还原过程的影响。方法采用冷压成形后高温烧结的方式制备Fe_2O_3试样块,利用射流型常压冷等离子体还原铁基氧化物,通过X射线衍射仪分析还原前后的物相,用扫描电镜观察还原前后的微观形貌,讨论了还原过程中气氛的作用和影响。结果等离子体的还原能力取决于还原气体的成分与含量,其中氮等离子体在常温常压条件下无法还原Fe_2O_3,氨气+氮气混合气体为工作气体的常压低温冷等离子体能将Fe_2O_3还原成Fe_3O_4和金属Fe,还原能力随着氨气含量的增加而增强,还原速率随着氨气含量的增加而下降。氨气在等离子体中可产生多种还原性物质,如N_2H_4、H和H_2*等,能将Fe_2O_3还原,且过程表现为过渡还原,即Fe_2O_3先被还原成Fe_3O_4,再被还原成金属Fe。结论常压低温冷等离子体中的电子与热效应无法还原Fe_2O_3,添加氨气后的等离子体中产生了一系列的活性物质,才能还原金属Fe表面的氧化物。     

Fe2O3对SiO2-Al2O3-MgO-Fe2O3-F-系玻璃陶瓷析晶的影响

采用高温熔融法制备不同Fe2O3含量的SiO2-Al2O3-MgO-Fe2O3-F-系基础玻璃,应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了Fe2O3含量对玻璃析晶的影响规律.结果表明在所研究的玻璃体系中,当玻璃中引入2.0%(质量分数,下同)Fe2O3后,促进了玻璃体的分相,在800℃较低温度下析出氟云母晶体,氟云母晶体的形状受到分相区尺寸的限制.提高析晶温度有利于氟云母晶体的析出.当玻璃中Fe2O3提高到6.0%后,仍能获得透明玻璃体,但是在重新加热时首先形成FeFe2O4相,而抑制了云母晶体的析出.     

不同速度下Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料摩擦磨损性能的研究

在不同磨损速度下对铝锰合金及其复合材料进行摩擦磨损试验。结果表明,在高速条件下材料的磨损比在低速条件下严重;由于Al2O3颗粒分享载荷的作用,随着载荷的增加,铝锰基复合材料的耐磨性比铝锰合金高。     

Comparison of hydrogen-storage properties of Mg-14Ni-3Fe2O3-3Ti and Mg-14Ni-2Fe2O3-2Ti-2Fe

Magnesium with oxides or transition elements prepared by mechanical grinding under H2 (reactive mechanical grinding) showed relatively high hydriding and dehydriding rates when the content of additives was about 20 wt%. Ni, Fe₂O₃, and Fe were chosen as the oxides or transition elements to be added. Ti was also selected since it was considered to increase the hydriding and dehydriding rates by forming Ti hydride. Samples Mg-14Ni-3Fe₂O₃-3Ti (Sample A) and Mg-14Ni-2Fe₂O₃-2Ti-2Fe (Sample B) were prepared by reactive mechanical grinding, and their hydrogen storage properties were compared. The activated Sample A had a little smaller hydriding rate than the activated Sample B, but a higher dehydriding rate than the activated Sample B. Sample A exhibits quite a larger dehydriding rate and quantity of hydrogen desorbed for 60 min than any other Mg-xNi-yFe₂O₃-zM (M=transition metals) samples. An addition of a relatively larger amount of Ti is considered to lead to quite a high hydriding rate and a high dehydriding rate of Sample A.     

常压下MOCVD法制备Al2O3薄膜工艺的研究

在常压条件下，采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统在Fe-Cr-Ni合金基片上沉积Al2O3薄膜。以仲丁醇铝（ASB）为原料，纯氮为载气，研究基片温度、ASB温度和载气流量对沉积速率的影响。采用EDS、SEM技术对Al2O3薄膜的组成进行分析。研究表明，ABS温度为125℃的工艺条件下，薄膜厚度为500μm，结合强度是梯度涂层（NiAl和Al2O3的梯度沉积）的结合强度的两倍。     

Fe2O3-TiO2掺杂对MgO-Al2O3-SiO2系玻璃晶化行为的影响

采用差热分析、X-ray衍射分析、扫描电镜等测试手段，研究了Fe2O3-TiO2掺杂对MgO—Al2O3-SiO2系玻璃晶化行为的影响。结果表明：Fe2O3-TiO2的加入降低了原始玻璃的晶形转变温度，促进了玻璃的晶化；通过适当的热处理，可以得到以Fe^2＋固溶堇青石相与α-堇青石相为主晶相的显微结构。     

不同球磨法对SPS制备Al2O3-TiC复合材料的影响

以Al2O3,Ti,和C(石墨)为原料,分别采用高能球磨原位反应和行星球磨湿混处理原料粉末,再都结合放电等离子体烧结技术(SPS)制备了的Al2O3-TiC复合材料,并用XRD,OM和SEM分析了复合材料的相组成和显微结构.结果表明高能球磨原位合成的粉末烧结活性高,烧结体晶粒均一细小(＜300 nm),致密度高(98.9%),两相分布均匀;而经过行星球磨湿混处理的粉体,由于存在混合均匀性问题,反应进行的不完全,导致难以致密.高能球磨能促进晶粒细化,弥散分布均一化,反应进行完全和烧结致密化.     

采用不同方法测得的焦炭热性能对比研究

对比研究了不同方法对焦炭热性能评价结果的异同,探讨了制定焦炭热性质检测方法应考虑的重要因素。结果表明,当焦炭热性能的测试方法发生改变时,代表焦炭反应后强度指标与代表反应性指标之间并不一定存在严格的负相关性。不同方法的测试结果显示,反应性指标之间具有一定正相关性,反应后强度的相关性较差。溶损进程和反应温度对焦炭的热性质检测结果具有重要影响,25%的溶损程度和非等温条件对焦炭在高炉中溶损行为的模拟性更强。在制定焦炭热性能评价方法时,应充分考虑溶损进程和反应温度这两个重要因素。     

水玻璃旧砂及再生砂中Na2O含量测试中不同提取法的研究

采用索氏提取法、蒸淋法、浸泡法、碱浸法和微波法从水玻璃砂中提取Na2O,用酸滴定Na2O含量,然后与常用的固体直接滴定法测试结果进行分析比较.结果表明,不同方法测定的水玻璃砂中的Na2O含量差异较大,说明不同方法的Na2O提取率不同,索氏提取法效果最佳,与直接法测定结果比较,索氏提取法测得的Na2O含量提高了23％以上,说明采用索氏提取法提取旧砂中的Na2O较完全,准确度高,可以代替现行水玻璃旧砂Na2O含量的测试方法.     

Fe_2O_3含量对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响(英文)

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

Investigation on Preparation of Tb2Fe17 by Direct Electrochemical Reduction of Tb4O7-Fe2O3 Pellet in Molten Calcium Chloride

在CaCl2熔盐中直接电化学还原固态Tb4O7与Fe2O3(Tb∶Fe=2∶17)的混合 粉末, 一步制得了金属间化合物Tb2Fe17. 结合混合氧化物烧结片在850 ℃的CaCl2 熔盐中3.1 V电解不同时间段产物的成分分析探讨了还原机理：Fe2O3优先还原 成金属Fe, 随后Tb4O7粉末在Fe上还原逐渐生成Tb2Fe17. 采用不锈钢筛网电极 循环伏安法证明了Tb4O7在Fe上的欠电位还原.     

ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃的研究

研究了能与可伐合金匹配封接的ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃,其膨胀系数为5.2×10-6/℃,采用该微晶玻璃的封接器件绝缘电阻可达1×1013Q·cm.通过对该微晶玻璃的差热曲线分析,确定了其热处理制度;用X射线衍射仪和扫描电镜研究了该系统的主晶相,其主晶相为ZnAl2 O4、ZnB2O4和少量的NaSiAl2O4晶体.通过控制碱金属离子进入晶格,可明显提高微晶玻璃的绝缘电阻.     

纳米Fe2O3微粒的制备及其表征

采用水热法制备了平均尺寸为37．5nm的超细Fe2O3颗粒,由X射线衍射确认晶体结构为菱形晶系。通过透射电镜及激光散射分析,发现Fe2O3纳米颗粒在水溶液中存在软团聚,团聚体为球形,尺寸在100～200nm。Fe2O3对乙醇气体的敏感性能及Fe2O3作为气敏元件的长期稳定性测试结果表明,Fe2O3材料对乙醇有好的气敏性,具有长期稳定性,并加热功率增加,气氛浓度增大,Fe2O3材料的响应时间、恢复时间均缩短。     

铝热还原法合成TiN/刚玉复合陶瓷的研究

以金属铝粉和钛白粉为原料,在流动氮气和匣钵埋碳保护气氛下采用铝热还原氮化法制备了TiN/刚玉复合陶瓷.采用XRD,SEM和TEM等分析手段,研究了铝热还原氮化法制备TiN/刚玉复合陶瓷在不同气氛和温度下的物相组成、晶格常数、显微结构.研究结果表明:在流动氮气和埋碳气氛下铝热还原法均可以制备TiN/刚玉复合陶瓷;处理温度和气氛明显影响着铝热反应的程度及产物的形貌,在埋碳条件下处理后的产物中TiN含量、晶粒大小、晶格常数明显低于流动氮气氛下处理产物中上述各项值.热力学计算发现埋碳条件下铝除参与铝热还原反应外,还与碳粉床中氧发生反应,导致参与铝热反应的金属铝不足,造成产物中有剩余的金红石存在.     

铝热还原法合成TiN／刚玉复合陶瓷的研究

以金属铝粉和钛白粉为原料，在流动氮气和匣钵埋碳保护气氛下采用铝热还原氮化法制备了TiN／刚玉复合陶瓷。采用XRD-SEM和TEM等分析手段，研究了铝热还原氮化法制备TiN／刚玉复合陶瓷在不同气氛和温度下的物相组成、晶格常数、显微结构。研究结果表明：在流动氮气和埋碳气氛下铝热还原法均可以制备TiN／刚玉复合陶瓷；处理温度和气氛明显影响着铝热反应的程度及产物的形貌，在埋碳条件下处理后的产物中TiN含量、晶粒大小、晶格常数明显低于流动氮气氛下处理产物中上述各项值。热力学计算发现埋碳条件下铝除参与铝热还原反应外，还与碳粉床中氧发生反应，导致参与铝热反应的金属铝不足，造成产物中有剩余的金红石存在。     

Interaction of H2O and O2 with Ni3Fe and their effects on ductility

Possible reasons for the high ductility of Ni₃Fe and its insensitivity toward the testing environment have been investigated. Thermal desorption experiments have shown that water dissociates on clean Ni₃Fe surfaces to produce atomic hydrogen. Ductility measurements of cast and cold-rolled polycrystalline Ni₃Fe demonstrated that the reduced ductility was obtained only when the testing was performed with oxygen carefully removed. X-ray photoemission studies indicate that oxygen interacts with water to form hydroxyls, thereby suppressing the production of atomic hydrogen. Hydrogen desorption from the Ni₃Fe surface requires a lower activation energy, resulting in a smaller surface hydrogen concentration at a given temperature. Hence it is possible that there is insufficient hydrogen to cause the nucleation and growth of brittle cracks for severe embrittlement.     

Corrosion resistance of Fe2O3-Cr2O3 artificial passive films formed with LP-MOCVD

Fe₂O₃-Cr₂O₃ artificial passive films were formed with a low pressure MOCVD technique using iron (III) acetylacetonate and chromium (III) acetylacetonate. The relationships between the crystal structure, the chemical state of the constituent elements, and the corrosion resistance of the films were examined in acid solutions. The films deposited above 300°C hardly dissolved in 1.0 M HCl and those deposited below 250°C, however, easily dissolved in the same solution. The dissolution rate of the films in solution increased with decreasing substrate temperature. When polarized cathodically in 1.0 M H₂SO₄, the films deposited below 250°C dissolved due to the reduction of the Fe₂O₃ component in the films. The reduction of the Fe₂O₃ component was, however, suppressed on the films deposited above 300°C. Therefore, with increasing crystallinity and the amount of M-O type chemical bonds, the corrosion resistance of the films increases in HCl and H₂SO₄ solutions.     

多孔材料不同孔隙比对致密度影响的研究

针对SHS烧结多孔疏松材料的加压致密化过程进行有限元分析,采用有限元软件ANSYS模拟了在主要工艺参数不变、孔隙比不同时,压坯压下量为30％时,疏松孔的变形情况.通过变形区应力应变的分布,孔形状及尺寸的变化,材料变形力的变化,得出了不同孔隙百分比对加压致密化程度过程的影响.     

Fe2O3-MnO2-CuO-Co2O3体系红外辐射材料的微波合成与表征

采用微波合成法制备了Fe2O3-MnO2-CuO-Co2O3体系红外辐射材料, 测量了微波合成粉料的红外辐射性能, 运用XRD, IR, SEM和图像分析等测试方法研究了合成粉料的结构和颗粒形态. 结果表明, 采用微波加热在1000℃保温10min和在900℃保温30min, 均得到立方尖晶石结构的合成产物. 与常规固相合成法相比, 微波合成温度减低, 反应时间缩短. 合成粉料的颗粒细小均匀, 平均粒度分别为1.175μm和1.814μm. 微波合成粉料的红外辐射性能与采用常规固相合成法制备粉料的红外辐射率基本相当, 其法向全辐射率均达到0.84.     

Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3触头材料的研究

采用粉末冶金方法制备了新型银-稀土氧化物触头材料Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3。利用扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS），对Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3触头材料的显微组织进行了分析，并对其进行了通断能力、温升及侵蚀量的实验。新型材料Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3通过了通断能力实验，与Ag／CdO相比平均温升相近，但侵蚀量仅约为Ag／CdO的2／3。由实验结果可知，此材料具有较好的物理、机械、电气性能及较低的成本，具有很好的应用前景和经济效益，有望成为一种可替代Ag／CdO的无毒新型触头材料。