水溶液中电沉积制备LaMg2Ni9储氢合金

利用水溶液电沉积法制备La Mg_2Ni_9储氢合金膜,通过测定合金膜的循环伏安曲线(CV)、交流阻抗(EIS)、Tafel极化曲线等研究其电化学性能,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)对合金膜表面形貌、结构及组成进行研究。结果表明:电沉积电流密度为40 A/dm~2时,La Mg_2Ni_9合金膜的表面粗糙并伴有裂纹,析氢电流密度为5.37A/dm~2,表观活化自由能△G~≠最低为47.26 k J/mol,证明合金膜良好的析氢性能;吸附值Q达到最大值为0.091μF·cm~(-2),表明合金膜具有较高的储氢性能。     

高速撞击Ti44Ni47Nb9合金相变行为及力学性能研究

针对TiNi基合金在空间使役环境可靠性评价的迫切需求,开展高速撞击TiNi基合金马氏体相变、微观组织结构及力学性能研究。采用火药炮对Ti_(44)Ni_(47)Nb_9进行高速撞击,撞击速度为1020m/s,并对高速撞击后Ti_(44)Ni_(47)Nb_9合金3个不同方向的结构与性能进行测试。结果表明,沿撞击方向没有发生相变,与撞击方向呈45°和垂直于撞击方向的相变峰均向低温区偏移。弹坑底部以及侧壁出现大量裂纹,在TiNi基体中发现马氏体板条,同时在β-Nb粒子和TiNi基体中观察到大量位错。弹坑附近的硬度最高,随着与弹坑距离的增加,硬度降低,这可能是由于加工硬化及撞击能量分布不均匀而引起的。     

Al0.7Sb2Te3三元靶材的结构性能表征

以原子比Al:Sb:Te=0.7:2:3的混和粉为原料,采用真空合成法与烧结-热等静压制备Al_0.7Sb₂Te₃三元靶材,通过XRD、FESEM、EDS、XPS等手段表征其性能,且重点采用XPS研究Al在Al_0.7Sb₂Te₃三元靶材的存在状态。结果表明：Al掺杂后,靶材主相Sb₂Te₃的晶格常数减小,且单质Al弥散相与Al_0.1Sb₂Te₃基体相共存,表明掺杂对靶材的组织结构确有影响;刻蚀深度从0增加至405.9nm,Al价态从以Al₂O₃的化合态为主逐渐过渡至以单质态为主,且Al以Al₂O₃形态为主的区域深度约90nm;刻蚀深度为405.9nm时,来自非氧化物的Al价态与来自AlSb的Sb价态联合表明：Al_0.1Sb₂Te₃中的Al通过有效化合形成AlSb影响着靶材的组织结构。     

凝固速度对Ni47Ti44Nb9铸态合金组织和织构的影响

对比研究了Ni₄₇Ti₄₄Nb₉合金快冷铸锭和慢冷铸锭的宏、微观组织和织构特点,分析了凝固速度对组织和织构的影响机理。采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了微观组织,采用X射线衍射(XRD)分析了织构。结果表明,铸态Ni₄₇Ti₄₄Nb₉合金具有<113>方向的择优生长取向;凝固速度对Ni₄₇Ti₄₄Nb₉合金铸态组织和织构的形成具有重要影响,快速冷却条件下获得均匀的树枝晶组织,铸锭的横、纵截面均形成{113}织构,慢速冷却条件下形成具有特定方向的柱状树枝晶,纵截面织构以{113}<361>、{113}<332>和{113}<141>为主;凝固过程中热量方向性传导造成的树枝晶定向生长是影响合金铸态组织和织构形成的主要原因。     

Cu-Fe64Ni32Co4合金显微组织及热物理性能研究

本研究利用相图计算的CALPHAD方法和真空电弧熔炼技术,设计并制备了Cu_x(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)_100-x(x=30, 45, 60, wt. %)系列合金。实验研究了该系列合金在不同热处理工艺时的显微组织,热导率以及热膨胀系数。研究结果表明：Cu-Fe₆₄Ni₃₂Co₄系列合金在600 °C和800 °C时效处理后均为fcc富铜相和fcc富因瓦(铁镍钴)相组成的各向同性的多晶合金。该系列合金在1000 °C淬火并在600 °C时效处理50 h后,其热膨胀系数变化范围为6.88~12.36×10_-6 K_-1;热导率变化范围为22.91~56.13 W.m_-1.K_-1;其热导率明显高于因瓦合金,其中Cu₃₀(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)₇₀与 Cu₄₅(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)₅₅合金的热膨胀系数可以与电子封装中半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

HOPG上ALD沉积Al2O3介电薄膜的生长行为研究

本文采用原子层沉积(ALD)的方法,选择三甲基铝(TMA)和H₂O₂作为反应前驱体,在高定向热解石墨(HOPG)基体上沉积Al₂O₃。系统研究了反应温度和生长周次对Al₂O₃生长行为的影响。研究表明：受HOPG表面饱和成键的影响,Al₂O₃在衬底表面处形核困难,在生长初期主要表现为台阶处择优生长,其形态为线状结构。当沉积100周次Al₂O₃时,其中在沉积温度为50 °C、150 °C和200 °C时呈现为纳米线状结构,而在100 °C时呈现为非连续薄膜。随着生长周次的增加,不同温度下沉积态Al₂O₃都趋于形成连续薄膜,表明其生长行为发生了由三维岛状生长模式向二维平面生长模式的转变。分析认为,生长模式的转变是由纳米线状结构横向生长造成的;横向生长速率主要受生长温度影响。拉曼结果表明：沉积后的石墨烯层结构未受影响,可保留其原有的优越性能。     

三元共晶成分Al2O3/YAG/ZrO2粉体及陶瓷的制备与组织性能研究

本文采用醇水共沉淀法制备了三元共晶成分Al₂O₃/YAG/ZrO₂粉体,在600-1350_oC温度范围煅烧后研究其物相转变过程。经1300_oC煅烧后Al₂O₃/YAG/ZrO₂共晶成分粉体的物相由α-Al₂O₃、c-ZrO₂和YAG构成,且具有α-Al₂O₃相包裹c-ZrO₂相的特殊结构。将煅烧粉体在1550_oC下热压烧结,制备具有内晶型结构的共晶成分Al₂O₃/YAG/ZrO₂复相陶瓷,其致密度、室温抗弯强度、断裂韧性和高温(1000_oC)抗弯强度分别为98.8%、420 MPa、3.69 MPa.m_1/2和464 MPa,并对复相陶瓷组织结构的形成机理进行了探讨。     

Fe3O4/SiO2/Bi2WO6磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能

钨酸铋(Bi₂WO₆),结构最简单的Aurivillius相化合物,是近期受到研究者关注的新型光催化材料。然而,光催化剂粉末在反应介质中难被回收,工业化应用成本较高。本文用三步方法合成了可回收的Fe₃O₄/SiO₂/Bi₂WO₆磁性复合光催化剂,通过溶剂热法合成具有磁性的Fe₃O₄,用溶胶凝胶法在Fe₃O₄表面覆盖SiO₂层,后将磁性颗粒与Bi₂WO₆纳米片相结合。光催化剂的形貌结构及性能通过XRD、SEM、PL、UV-vis进行表征测试。结果表明,直径约500 nm的Fe₃O₄微球附着在边长约500 nm的Bi₂WO₆纳米片的表面,SiO₂在两者之间起到了粘连作用。光催化剂Fe₃O₄/SiO₂/Bi₂WO₆对于罗丹明B的光降解活性较好,且有一定磁性,可以通过外加磁场将其从溶液中分离,有较大的应用潜力。     

Al2O3型壳与DD6单晶合金的界面反应

采用SEM、EDS、XRD等手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应。结果表明,DD6高温合金与Al_2O_3型壳的黑色界面反应产物主要是α-Al_2O_3,并伴有FeCr_2O_4、(Fe,Ni)固溶体等多种成分相,界面反应层的厚度一般为5～6μm;界面反应后陶瓷型壳内表面出现了TaO、NiO、HfO_2等多种反应产物;降低表面粗糙度、控制型壳矿化剂中的Fe_2O_3杂质含量,能够有效抑制界面反应的产生。     

Fe2O3-CaO-TiO2 体系下铁酸钙的合成过程及TiO2 和CaTiO3 的影响

为了确定高钛型钒钛磁铁矿烧结过程中铁酸钙的生成是受TiO₂还是TiO₂和CaO形成的CaTiO₃影响,首先利用Fe₂O₃和CaO的纯试剂合成了铁酸钙,并研究了TiO₂和CaTiO₃对钛铁酸钙 （FCT） 形成的影响。在Factsage 7.0软件进行热力学计算的基础上,通过在空气气氛下进行烧结,获得了在1023~1423 K温度范围内、不同烧结时间的不同样品。通过X射线衍射和扫描电镜-能谱分析等表征手段,对烧结样品的物相转变和微观结构变化进行了表征。发现FCT的形成过程主要分为2个阶段：前一阶段为1023~1223 K温度范围内Fe₂O₃与CaO之间的反应,合成产物为Ca₂Fe₂O₅,反应方程式为“Fe₂O₃(s)+ 2CaO(s)= Ca₂Fe₂O₅(s)”;后一阶段为1223~1423 K温度范围内Ca₂Fe₂O₅和Fe₂O₃的反应,主要产物为CaFe₂O₄,反应为“Ca₂Fe₂O₅(s)+ Fe₂O₃(s)= 2CaFe₂O₄(s)”,该阶段尤其是温度为1423 K时,反应速率显著加快,随温度的升高CaTiO₃显著增加。然而,Ti元素在铁酸钙中的固溶很难实现,TiO₂与铁酸钙之间的反应不是形成FCT的有效途径。随着保温时间的延长,CaTiO₃和FCT相界中Fe元素含量增加。FCT主要是通过Fe组分在CaTiO₃中固溶形成的,主要反应是“Fe₂O₃+CaTiO₃(s)=FCT(s)”。     

Al0.5Nb1.5TiV2Zr0.5 难熔高熵合金组织和力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5高熵合金,并研究了其微观组织、密度及力学性能。结果表明,Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5合金由为90.6%(体积分数)的体心立方相和9.4%(体积分数)的C14-Laves第二相组成。合金基体相富含Ti和V,第二相富含Al和Zr。合金的密度为6284 kg/m3,维氏硬度为5197.9 MPa。合金的屈服强度随温度升高而降低,由室温下1082.9 MPa降低到1073 K下的645.0MPa。压缩应变由室温下的27.20%降低到873 K下的14.94%,这与合金中原子间的相互作用力随温度升高而降低有关。在1073 K时合金应变超过50%,表现出良好的塑性而未发生断裂。压缩测试结果表明,合金韧脆转变温度在873～1073 K之间。     

AgSnO2触点涂层的组织与性能

采用高能球磨方法制备Ag-SnO₂复合粉末,将球磨粉末冷喷涂到铜基板上,能够获得几毫米厚度的较致密的AgSnO₂触点涂层。850 ℃退火后涂层发生进一步致密化并且在原始粉末颗粒边界形成富银区,涂层材料硬度略为降低。电弧侵蚀和电接触试验表明,冷喷涂的AgSnO₂涂层材料具有低而稳定的接触电阻,能够满足触点的基本性能要求。     

ZrB2增韧Al2O3陶瓷制备工艺及其对复相陶瓷力学性能影响

Al₂O₃陶瓷因具有很高的强度和耐蚀性受到广泛关注。但由于相对较差的韧性限制了其广泛应用。Al₂O₃陶瓷增韧的方式很多,本文采用微米ZrB₂来增韧氧化铝陶瓷,探讨复相陶瓷烧结工艺,并研究工艺参数对复相陶瓷力学性能及韧性的影响。结果表明：采用单因素法得到两种陶瓷最佳工艺参数分别是纯α-Al₂O₃陶瓷烧结温度为1500℃,成型压力为450MPa,保温时间为8h,球料比为1/2,保压时间为10min;ZrB₂(wt,20%)+α-Al₂O₃ (wt,80%)复相陶瓷烧结温度为1450℃,成型压力为450MPa,保温时间为8h,球料比为1/2,保压时间为10min。其中成型压力、烧结温度和保温时间对复相陶瓷硬度及致密度影响最大。ZrB₂的加入,在降低陶瓷烧结温度的同时,可以将纯α-Al₂O₃陶瓷的断裂韧性由5.2±0.3MPa.m^_1/2提高到6.7±0.2MPa.m^_1/2。     

Mechanical and tribological performance of Al2O3-TiO2 coatings elaborated by flame and plasma spraying

Mechanical properties and wear rates of Al₂O₃-13 wt.% TiO₂ (AT-13) and Al₂O₃-43 wt.% TiO₂ (AT-43) coatings obtained by flame and atmospheric plasma spraying were studied. The feed stock was either ceramic cords or powders. Results show that the wear resistance of AT-13 coatings is higher than that of AT-43 and it seems that the effect of hardness on wear resistance is more important than that of toughness. Additionally, it was established that, according to conditions used to elaborate coatings and the sliding tribological test chosen, spray processes do not seem to have an important effect on the wear resistance of these coatings.     

Microstructure and Mechanical Properties of AZ91 Alloys by Addition of Yttrium

Effects of yttrium (Y) on the microstructure and properties of as-cast Mg-Al-Zn (AZ91) alloys were studied. Y additions not only change the microstructure but also influence the mechanical properties of AZ91 alloy. AZ91 unmodified alloys under as-cast state indicate that eutectic phase Mg₁₇Al₁₂ is continuous and reticulated. Yttrium addition to AZ91 casting alloys has an important influence on the primary-phase and precipitation. When the Y content is 0.3 wt.%, no Y-containing compound was observed. When the Y content is 0.6 and 0.9 wt.%, Al₂Y phase formed in the alloy and the growth morphology of eutectic Mg₁₇Al₁₂ phase is modified. When the Y content is further increased to 1.2 wt.%, the Al₂Y phase becomes coarser and Mg₁₇Al₁₂ transforms into a cotton-shape structure. The results showed that Y can improve significantly as-cast microstructure of AZ91 alloys, refining Mg₁₇Al₁₂ phase and increasing in hardness and strength and decreasing in impact toughness and elongation.     

Dissolution–precipitation–decomposition–crystallization mechanism of self-propagating high-temperature synthesis of Al3Ni2

In this paper, the mechanism of self-propagating high-temperature synthesis of Al₃Ni₂ was investigated by using an improved combustion front quenching method (CFQM). The microstructual evolution in the quenched sample was observed with scanning electron microscopy (SEM) and analyzed with energy dispersive X-ray (EDX) spectrometry. In addition, the temperature-time profile was measured and the phase constituent of the final product was inspected by X-ray diffraction (XRD). Based on these experimental results, a dissolution–precipitation–decomposition–crystallization mechanism for the combustion reaction was proposed, and a model corresponding to this mechanism was drawn.