磷的偏聚与Ni—P非晶的退火脆性

本文报道了Ni-P非晶在不同退火温度下磷的表面偏析和脆化行为及二者之间的关系。发现近表面区在退火过程中形成一个贫磷层,其厚度随温度增加,磷的贫化程度随退火温度加剧。本文从非晶中原子扩散激活能可变化的观点出发,对弛豫过程中元素再分布和脆化机制进行了讨论。     

非晶含氢碳薄膜本征结构对退火行为的影响

目的 为在高温工况下服役的含氢碳(a–C:H)薄膜的制备提供新思路。方法 首先利用DP–PECVD和BiP–PECVD两种方法分别在Si基底上制备了两种本征结构不同的a–C:H薄膜,分别在350、450、550、650 ℃下进行退火处理。通过纳米硬度、X射线光电子能谱、傅里叶转变红外光谱、激光共聚焦拉曼光谱、场发射扫描电镜及CSM摩擦试验机等,分别评价了未退火和不同退火温度下两种不同结构a–C:H薄膜的结构、表面形貌、力学及摩擦学等性能。研究了不同本征结构a–C:H薄膜对退火行为的影响。结果 DP–PECVD方法在制备a–C:H薄膜(A薄膜)的过程中具有更高的沉积速率,是BiP–PECVD法(B薄膜)的1.52倍。随着退火温度的增加,两种方法制备的a–C:H薄膜均发生H脱附,但是A薄膜的脱H转变点为450 ℃,B薄膜的脱H转变点为350 ℃。DP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在H脱附过程中更容易形成sp³–C,而BiP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在此过程中形成sp³–C和sp²–C杂化键的概率基本相同。BiP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在退火过程中更容易失去H,且在450 ℃以上出现大面积剥离,摩擦失效。而DP–PECVD法制备的碳薄膜则表现出更好的热和摩擦学稳定性,在350~650 ℃均可保持薄膜的完整性,并且在350~ 550 ℃退火后保持低至约0.06的摩擦因数。结论 DP–PECVD方法制备的a–C:H薄膜具有更好的热稳定性、力学稳定性及摩擦学稳定性。     

退火时间对Al86Ni6Y4.5Co2La1.5非晶合金中α-Al形成及长大的影响

利用电阻法和差示扫描量热法(DSC)确定了Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5)非晶薄带的晶化峰及特征温度值,选择第一晶化和第二晶化之间的温度对合金进行不同时间退火后利用X射线衍射(XRD)以及谢乐方程探索了退火时间对α-Al的形成及长大的影响。结果表明:合金的第一次晶化和第二次晶化分别在525 K和620 K左右,α-Al的析出和长大在第一次晶化之后,淬态核的存在会导致α-Al尺寸的不均匀,在600 K退火2 h时α-Al最为均匀细化,退火4 h后逐渐有脆性金属间化合物析出,确定退火时间为2～3 h最为适宜。     

快速退火对铁基非晶合金磁特性的影响

发展了一种新的热处理方法以改善铁基非晶合金的软磁特性。经低于结晶温度３３０℃×０．５ｈ预退火处理，随后进行快速退火，Ｆｅ７５Ｍｎ６Ｓｉ８Ｂ１１非晶合金显示出最好的磁特性，这种结果可以解释为在低温预处理产生晶核，在快速退火处理时发生应力完全消除和微晶化。     

退火条件对FeCuNbSiB非晶带材应力阻抗效应的影响

研究了退火条件对非晶FeCuNbSiB带材应力阻抗性能的影响。结果表明,当退火温度为300℃时,FeCuNbSiB非晶带材开始慢慢晶化,当温度上升到500℃时,带材内部结构已由非晶态完全转变成晶态。当退火温度低于300℃时,退火能够消除部分应力,使阻抗变化的灵敏度提高;但当退火温度高于300℃时,随着退火温度的升高,应力阻抗效应减弱。退火时间超过1h,延长退火时间,对带材的应力阻抗性能影响不大。非晶FeCuNbSiB带材经100℃×2h的退火处理后,应力为2.7MPa时,应力阻抗变化可达26%。     

退火条件对FeCuNbSiB非晶带材应力阻抗效应的影响

研究了退火条件对非晶FeCuNbSiB带材应力阻抗性能的影响.结果表明,当退火温度为300℃时,FeCuNbSiB非晶带材开始慢慢晶化,当温度上升到500℃时,带材内部结构已由非晶态完全转变成晶态.当退火温度低于300℃时,退火能够消除部分应力,使阻抗变化的灵敏度提高;但当退火温度高于300℃时,随着退火温度的升高,应力阻抗效应减弱.退火时间超过1 h,延长退火时间,对带材的应力阻抗性能影响不大.非晶FeCuNbSiB带材经100℃×2 h的退火处理后,应力为2.7 MPa时,应力阻抗变化可达26%.     

预退火时间对Cu50Zr42Al8玻璃转变及晶化行为的影响

采用示差扫描量热(DSC)分析方法,研究了预退火处理对Cu50Zr42Al8块状非晶合金的玻璃转变温度Tg、起始晶化温度Tx、以及玻璃转变过程中的比热容变化的影响.结果表明:Cu50Zr42Al8块状非晶合金在2～64h的预退火处理下,其焓弛豫峰的变化趋势与玻璃转变过程中的比热变化△Cp,g和玻璃转变温度Tg的变化一致,都是随预退火时间的增加先增加后减少.而其起始晶化温度Tx随着预退火时间的延长而减小.基于有序原子团簇引起微观结构变化,利用结构弛豫理论讨论了预退火时间影响玻璃转变和晶化过程的机理.     

退火工艺对FeCuNbSiB非晶薄带的磁感应效应的影响

研究了频率、磁场及退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si3.5B9非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响。结果表明：非晶薄带的磁感应效应随着频率的升高而增强,随磁场的增强而减弱;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随磁场的增强而增大,随频率的升高而减小;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高非晶薄带的磁感应效应变化幅度。且经300℃×1h退火后非晶薄带的磁感应效应变化幅度最大,当测试频率为0．8MHz时,磁场为1412A／m时。淬火态非晶薄带的磁感应效应变化幅度为1．50V,经300℃×1h退火后非晶薄带的磁感应效应变化幅度为1．77V。     

电脉冲处理时间及冷却方式对1Cr18Ni9Ti钢氮碳共渗的影响

用金相显微镜、显微硬度计研究了电脉冲处理时间及冷却方式对1Cr18Ni9Ti钢固体氮碳共渗的影响。结果表明,在550℃保温1 h后进行连续脉冲6 h处理所得的渗层厚度为150μm,但表面产生裂纹甚至剥落。每小时脉冲处理15 min,随炉冷却可得到渗层较深,且渗氮层表面齐整,渗层厚度大于普通工艺中的渗氮层厚度。     

退火保温时间对00Cr22Ni5Mo3N双相钢组织性能的影响

研究了00Cr22Ni5Mo3N双相钢退火保温时间与显微组织、力学性能的关系。结果表明:在800℃下保温退火30 s时,马氏体呈块状分布在铁素体晶粒之间;保温退火60 s时,马氏体和铁素体均匀分散,晶粒细化;保温90 s时,组织以马氏体为主,铁素体含量极低。在800℃保温退火60 s时,钢的伸长率最高、屈强比最低,具有较好的力学性能。因此,综合考虑实际生产效率及冲压需求,最终确定保温时间为60 s。     

低碳钢经高压处理后奥氏体转变为珠光体的DSC研究

采用差热分析法（DSC）研究了低碳钢经6GPa高压处理后其组织中奥氏体向珠光体转变的动力学。结果表明,低碳钢以10／min的速度冷却时,奥氏体向珠光体转变的起始温度为639．88℃,转变结束温度为607．10℃,转变时间为196．68s,其相变激活能随着相变体积分数的增加而逐渐减小。     

Effects of Annealing Below Glass Transition Temperature on the Wettability and Corrosion Performance of Fe-based Amorphous Coatings

This study investigated the effect of annealing below glass transition temperature (T_g) on the microstructural characteristics, mechanical property, wettability, and electrochemical performance of activated combustion-high velocity air fuel (AC-HVAF)-sprayed Fe-Cr-Mo-W-C-B-Y amorphous coatings (ACs). Results showed that Fe-based ACs with a thickness of ~ 300 μm exhibited a fully amorphous structure with low oxidization. Originating from the reduced free volume, sub-T_g annealing increased the thermal stability, hardness, and surface hydrophobicity of Fe-based ACs. The enhanced corrosion resistance of sub-T_g annealed ACs in 3.5 wt% NaCl solution was attributed to the increased surface hydrophobicity and passivation capability. This finding elucidates the correlation between sub-T_g annealing and the properties of Fe-based ACs, which promotes ameliorating ACs with superior performance.     

氩气流量对非晶碳膜结构及力学和摩擦学性能的影响

目的 提升9Cr18不锈钢表面的耐磨损性能.方法 在不同氩气流量条件下,采用激光引弧磁过滤阴极电弧离子镀制备非晶碳膜.利用拉曼光谱、X射线光电子能谱仪(XPS)和原子力显微镜(AFM)表征薄膜的微观结构和化学态.利用薄膜综合性能测试仪和大气球-盘摩擦试验机,测试薄膜的力学性能和摩擦学性能.结果 拉曼光谱分析表明,随着氩气流量从0 mL/min增大到80 mL/min,ID/IG值从0.62逐渐增大到2.84,而G峰的半高宽随着氩气流量的增大而降低.XPS分析表明,随着氩气流量的增加,薄膜中sp3杂化键含量逐渐降低,氩气流量为0 mL/min时,sp3杂化键的原子数分数为55.1％,氩气流量为80 mL/min时,sp3杂化键的原子数分数降低至31.0％.氩气流量为0 mL/min时,制备的薄膜硬度和弹性模量最大,分别为46.4 GPa和380.5 GPa.不同氩气流量制备的薄膜,其摩擦系数为0.1～0.2,薄膜的磨损率随着氩气流量的增加而增大.结论 氩气流量对非晶碳膜的耐磨性能具有显著的影响,氩气流量为0 mL/min时,所制备的薄膜的磨损率为3.8×10–17 m3/(m·N),相较氩气流量为80 mL/min时所制备薄膜的磨损率(1.1×10–16 m3/(m·N))降低了1个数量级,说明其具有优异的耐磨损性能.     

热变形对含Nb-Mo低碳钢铁素体等温相变的影响

利用热模拟试验机研究了变形对Nb-Mo低碳钢奥氏体-铁素体等温相变动力学的影响。结果表明，形变缩短了相变孕育期，加速了奥氏体-铁素体的等温相变，细化了铁素体组织；在650℃出现了针状铁素体。按照Avrami方程，由试验数据回归得到875℃变形后在700℃和650℃奥氏体向铁素体等温相变的动力学方程。     

低温退火温度对Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响

研究了退火时间为3h时，退火温度对Cr-Nb机械合金化（MA）粉的Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响规律，获得了30hMA粉在退火时间为3h时能使Laves相Cr2Nb固相热反应合成充分进行的最低退火温度。优化出的cr2Nb固相热反应合成低温退火温度，可为通过MA＋热压（或烧结）工艺路线制备具有微／纳米晶结构的高强高韧Cr2Nb合金或Cr2Nb基复合材料提供理论指导。     

C2H2流量对反应溅射石墨制备非晶碳膜层结构及性能影响研究

目的 研究反应溅射石墨制备非晶碳过程中乙炔流量变化对非晶碳微观结构、力学性能及摩擦学性能的影响规律。方法 通过在乙炔气氛中反应溅射石墨靶,调控乙炔流量,制备不同结构的非晶碳膜层,采用X射线光电子能谱仪、激光共聚焦拉曼光谱仪分析膜层的微观结构,采用纳米压痕仪表征膜层的力学性能,采用球盘式摩擦磨损试验机、白光干涉仪和光学显微镜表征膜层摩擦学性能。结果 通过反应溅射法制备了致密均匀的非晶碳,分析发现,所有薄膜表层均含有一定量O元素(原子数分数为6.36%~13.86%)。经Ar⁺刻蚀后,大部分膜层的O含量可降至1%以下;随着乙炔流量的增加,膜层的硬度(H)、弹性模量(E)和H³/E²均呈先增后减的趋势,在乙炔流量为10 cm³/min时膜层的硬度和弹性模量达到最大值,分别为27.93、233.55 GPa;摩擦学性能测试结果显示,膜层的平均摩擦因数在0.09~0.11之间,在启动阶段摩擦因数随着氢元素(H)含量的增加呈下降趋势,5 cm³/min试样的膜层的耐磨性最高、磨损量最小,其磨损量为0.72× 10⁻¹⁶ m³/(N.m)。结论 通过调节反应溅射石墨过程中乙炔的流量,可调控非晶碳中sp³/sp²、H含量,进而达到调控非晶碳力学性能、摩擦学性能的目的。     

石墨烯载体上直接合成具有Pt(100)择优取向的催化剂及其电催化性能研究

以石墨烯为载体,乙二醇为还原剂,采用油浴法,通过加入不同添加剂作为形状导向剂合成了Pt(100)晶面择优取向的催化剂,并探讨了催化剂的性能。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、感应耦合等离子原子发射光谱 (ICP-AES)及扫描电镜(SEM)对所合成的催化剂进行微观表征,利用电化学工作站对所合成的催化剂进行电化学性能测试。结果表明,添加KBr参与合成的Pt(100)晶面取向的催化剂,其微观粒子的立方体形貌最为规整,且形成最彻底。同时,其电催化性能最优,电化学活性表面积为42.43m2/g,对乙醇氧化的峰值电流密度为417.67A/g,1100s的稳态电流密度值为149.50A/g,对乙醇催化氧化反应的活化能最低,对乙醇氧化峰电流密度保持率为82.26%。     

机械合金化过程中Al-Pb相变的热力学和动力学研究

将Al、Pb粉末按照Al 2 2 5Pb(at% ,下同 )的配比进行了机械合金化 ,并对Al Pb合金的物相、晶粒尺寸、点阵常数作了测定和分析。结果表明 ,机械合金化可以获得Al Pb纳米晶超饱和固溶体。参照Miedema半经验理论模型 ,计算了该合金系的相变驱动力 ,分析指出当Pb含量为 86 8%～ 98 4 %时 ,该合金系存在发生非晶的化学驱动力。利用机械合金化动力学机制分析了Al Pb形成过饱和固溶体和非晶的可能性 ,其中Al 2 2 5Pb形成固溶体的自由能要低于形成非晶的自由能 ,但都大于零     

乙醇胺ETA浓度对核电站二回路碳钢和镍基合金690腐蚀的影响

利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子谱（XPS）、X射线衍射（XRD）分析以及电化学实验研究了乙醇胺（ETA）浓度对碳钢和690合金浸泡腐蚀和电化学腐蚀行为的影响。结果表明,碳钢的点蚀随着浓度的增加明显减少,碳钢表面腐蚀产物的主要成分为Fe₃O₄,690合金表面膜中没有观察到双层膜结构;在浓度为40、50、80 mg/L时观察到Cr的富集峰。在280 ℃条件下的电化学实验结果表明,ETA浓度为20 mg/L和40 mg/L时,对碳钢和690合金的电化学腐蚀行为影响不大。而在80 mg/L时,两种材料的腐蚀电流密度下降较多,极化电阻显著增大。