TiB_2颗粒增强钛基复合材料抗氧化性能

采用粉末冶金法制备了TiB2/Ti颗粒增强钛基复合材料,研究了不同烧结温度(800、900、1000和1100℃)TiB2/Ti复合材料在600、700、800和900℃空气中的恒温氧化行为,分析了TiB2对钛基复合材料氧化动力学行为的影响,并对氧化层表面的相组成、形貌以及氧化层剖面的显微结构进行了分析。结果表明:该复合材料的氧化层表面的氧化产物主要为金红石型TiO2,此外还有Fe2O3、Al2O3和B2O3,未发现其它类型钛的氧化物;TiB2/Ti复合材料800℃恒温空气中氧化的氧化动力学曲线初始阶段氧化速度较快,随着氧化时间的延长,形成的氧化膜减慢了氧化的速度;随着增强体TiB2体积分数的增加和烧结温度的提高,复合材料的抗氧化性能提高,这主要是由于提高烧结温度和提高增强体TiB2的体积分数均有利于氧化层的致密度提高,从而提高了材料的抗氧化性能。     

2D-C/C复合材料氧化动力学模型及其氧化机理

用热重法研究了二维炭/炭(2D-C/C)复合材料的等温氧化, 提出了氧化动力学模型, 用SEM观察了样品不同氧化程度的微观形貌, 并探讨了材料的等温氧化机理。氧化分2个阶段: 线性氧化阶段, 氧化失重率小于约65%, 氧化速率处于稳定状态; 非线性氧化阶段, 氧化失重率约大于65%, 氧化速率急剧减小。Arrhenius曲线由折点在800~850℃之间的2条直线组成。线性氧化阶段, 活化能分别为217.2kJ/mol和157.0kJ/mol; 非线性氧化阶段, 反应级数分别为0.55和0.65, 活化能分别为219.3kJ/mol和182.0kJ/mol。通过实验验证, 氧化动力学模型可以较好地预测材料的恒温氧化。氧化从炭纤维与基体炭的界面开始, 基体氧化快于纤维, 氧化后期主要是纤维的氧化。在750~800℃, 氧化为化学反应控制; 在850~905℃, 氧化由化学反应和气体扩散共同控制, 但非线性氧化阶段气体扩散对氧化的贡献小于线性氧化阶段。      

反应烧结多孔碳化硅的高温氧化行为

研究了反应烧结多孔碳化硅(RPSC)陶瓷在1200--1500℃干燥氧气中的氧化行为。 结果表明, 与碳化硅致密块的高温氧化行为不同, 温度越高, RPSC的氧化增重越小; RPSC的整个氧化过程分为氧化初期的快速增重阶段和缓慢氧化的平台阶段, 氧化动力学曲线符合渐近线规律。 RPSC的高温氧化在外表面和孔隙内同时发生, 孔隙内的氧化占主导地位, 最大氧化增重与孔隙率成线性关系。当孔内氧化速率高于氧气向孔内的传输速率时, 氧化主要发生在孔口附近, 氧化硅很快将孔封闭, 阻止了孔内继续氧化。     

不同溶剂对NO2氧化再生纤维素纤维的影响

以NO2作为氧化剂,探索了氧化体系中不同溶剂（CCl4和Freon-113）对再生纤维素的选择性氧化的影响。采用FT-IR等测试手段表征了氧化再生纤维素的结构,证明了两种体系均在再生纤维素的C6位置发生了氧化,而且均具有很高的选择性。随着氧化时间的延长,氧化再生纤维素的羧基含量逐渐增加,而聚合度逐渐降低;反应时间为24...     

30CrMnSiA钢件三次化学氧化工艺探讨

介绍了钢铁制件进行碱性化学氧化的基本原理，分析了30CrMnSiA钢件中的主要化学成分对化学氧化膜形成所产生的影响，提出了30CrMnSiA钢件三次化学氧化工艺，该工艺方法能有效地解决了30CrMnSiA钢件氧化膜层出现白斑，发花及红色挂灰等现象。氧化膜厚1.0-2.5μm，硫酸铜点滴试验达50－80s。     

Si3N4颗粒及SiC晶须强韧化MoSi2复合材料的低温氧化行为

对Si₃N₄颗粒及SiC晶须强韧化MoSi₂复合材料在773K下的氧化行为进行了研究.通过热重量分析法（TG）分析了MoSi2及其复合材料MoSi₂-Si₃N_4(p)和MoSi₂-Si₃N_4(P)SiC_(w)在773K下的氧化性能, 采用SEM和X射线衍射测定其表面形貌和氧化物相组成.结果发现：在773K下, 纯MoSi₂和MoSi₂+20vol%Si₃N₄均发生了“Pesting”氧化, 氧化过程服从直线规律, 氧化产物层疏松, 氧化产物主要为MoO₃; MoSi₂+40vol%Si₃N₄氧化服从抛物线规律, 速率常数K_p为0.04mg²/(cm⁴·h), 氧化层致密, 成分主要为SiO₂、Si₂N₂O, 增加Si₃N₄的含量可显著提高MoSi₂的抗“Pesting”氧化能力; MoSi₂+20vol%Si₃N₄+20vol%SiC发生了严重的粉化现象, 氧化产物主要为短针状MoO₃.     

Oxidation of silicon nitride in a wet atmosphere

The effect of water vapour on oxidation was studied with hot-pressed silicon nitride containing both yttria and alumina as sintering aids in wet air flow with 10, 20, 30, and 40 vol% H₂O at 1300°C for 100 h. The oxidation kinetics were determined in a wet air flow with 20 vol% H₂O and in a dry air flow at 1300°C for oxidation times up to 360 h. The water vapour in the atmosphere slightly influenced the oxidation and accelerated the reaction, and the weight gained on oxidation in a wet atmosphere had an increasing tendency with increasing water vapour content. The oxidation proceeded in a diffusion-controlled manner in both wet and dry atmospheres. The values of weight gained in wet oxidation varied to a greater degree than in dry oxidation. Water vapour had a strong effect on the devitrification of the amorphous oxide. This process was presumed to promote the rate of oxidation more than in dry atmosphere. The water vapour also had a strong roughening effect on the surface oxide layer grown during oxidation. The flexural strength at room temperature was degraded by oxidation in a wet atmosphere and it is presumed to be degraded by wet oxidation slightly and consecutively with time.     

The influence of different soil constituents on the reaction kinetics of wet oxidation of the creosote compound quinoline

Creosote contaminated sites have become a widespread problem in industrialized countries. Recently, wet oxidation using high temperature, pressure, water and oxygen followed by activated sludge treatment proved to be an efficient method for removing a wide selection of creosote compounds in contaminated soils. Wet oxidation of the creosote compound quinoline was carried out in the presence of montmorillionite, quartz and humic acid. The products derived from wet oxidation were identified and treated biologically by activated sludge testing their biodegradability. The influence on the oxidation kinetics of quinoline during wet oxidation was pH dependent. Humic acid supported the oxidation of quinoline, whereas the addition of montmorillionite and quartz had either an inhibiting effect or led only to a slight increase in oxidation. In mixtures of soil constituents, especially at low contents of humic acid, the adsorption of quinoline on montmorillionite prevented oxidation at neutral pH. Thus, alkaline extraction of both quinoline and humic acid was needed for an efficient oxidation. A proposed reaction mechanism suggests that quinoline was oxidized by hydroxyl radicals formed during the oxidation of the humic acid. A wide selection of reaction products (mainly carboxylic acids, benzene and pyridine derivatives) derived from the wet oxidation of humic acid and quinoline. The reaction products from humic acid degradation had a rate limiting effect on the wet oxidation of quinoline leaving small residues of quinoline after the treatment. On the contrary, these reaction products also improved the biodegradation of products from the quinoline oxidation due to co-digestion of carboxylic acids. Therefore, the presence of soil components (mainly humic acid) improved the combined wet oxidation and biological activated sludge treatment of quinoline.     

毡基碳/碳复合材料氧化动力学研究

本文研究了不同温度(773～1173K)条件下,毡基碳/碳复合材料的氧化动力学行为,并利用扫描电镜观察分析了不同氧化程度的碳/碳复合材料显微组织。实验结果表明:毡基碳/碳复合材料在各温度下氧化速度均不随时间而变化。在高于和低于873K时,其氧化机制不同,二者的活化能分别为128kJ/mol和96kJ/mol;同时,碳/碳复合材料氧化过程中。碳毡优先氧化,随着氧化过程进行到后期,基体碳氧化程度加剧。另一方面,毡基碳/碳复合材料的氧化速度主要受该材料的表面反应、气体扩散、催化剂等因素的影响。     

不烧Al2O3-C质耐火材料在水蒸汽中的抗氧化性能

不烧Ａl2O3-C质耐火材料是针对高炉炉身下部的工作条件开发的一类新型耐火材料,水蒸气氧化是该部位内衬蚀损的主要原因之一,对该种耐火材料在水蒸气环境的抗的抗氧化性能进行了热力学分析,并进行了一系列的等温氧化性能实验,实验结果表明：该种名碳耐火材料在高温下有保护型氧化的特征,其氧化后的抗折强度有所提高,在水蒸气中具有较好的抗氧化性能,此外,根据其氧化规律建立了不烧Ａl2O3－Ｃ质耐火材料的氧化动力学模型。     

面向VCSEL的Al0.98Ga0.02As薄膜湿法氧化的研究

为了系统研究VCSEL制作中的湿法氧化过程和机理, 设计了专门的材料结构并采用MOCVD技术进行外延生长。对经过光刻和干法刻蚀形成的台面结构样品进行不同时间的湿法氧化, 由表面形貌及断面结构来确定氧化程度。研究发现, 氧化时间较短时, Al_0.98Ga_0.02As层的横向氧化深度随氧化时间呈线性变化; 随着氧化时间增加, 横向氧化深度与氧化时间呈抛物线变化, 并渐趋于饱和。此外实验中发现Al_0.98Ga_0.02As层的湿法氧化速度可比Al_0.9Ga_0.1As层高一个数量级, 且Al_0.9Ga_0.1As层的湿法氧化速度随其层厚增加而增大。最后根据修正的一维Deal-Grove氧化模型计算了受限空间内Al_0.98Ga_0.02As层横向氧化深度随氧化时间的变化关系。     

Oxidation behaviour in Si-containing low-carbon steels

Oxygen partial pressure at the boundary between external oxidation layer and steel matrix was determined by characterisation of internal oxidation in Si-containing low-carbon steels oxidised under atmospheric condition. The oxygen partial pressure calculated from the rate equation of the internal oxidation matches with the equilibrium value between Fe and FeO. From the oxygen partial pressure between external oxidation layer and steel matrix, the evolution of internal oxidation zone and the diffusion profile of solute Si were numerically simulated. The calculated depth of internal oxidation and solute Si profile accords to the measured ones from the EPMA, which implies that the numerical simulation captures reasonably the evolution of the internal oxidation in the Si-containing steels.     

涂层碳/碳复合材料氧化机理的研究

通过高温等温氧化实验,对自制涂层碳/碳复合材料的氧化机理进行了研究.研究结果表明,涂层碳/碳复合材料的等温氧化可分为4个阶段.氧化初期,涂层的表面开始氧化,氧化失重是一个受氧气和涂层的化学反应控制,表现为氧化增重;氧化中期,氧化失重受玻璃质的形成速度和蒸发速度控制,表现为缓慢的氧化失重,氧化失重与时间的关系为直线型;随后,涂层上出现裂纹的形成和愈合过程,涂层深层被氧化,表现为较快的氧化失重;最后,涂层被局部破坏,基体被部分氧化,氧化失重直线上升.     

微弧氧化和阳极氧化处理镁合金的耐蚀性对比

通过电化学分析测量镁合金微弧氧化陶瓷层和阳极氧化陶瓷层的交流阻抗图谱，稳态电流／电位曲线，并对得出的交流阻抗值和腐蚀电流进行比较，结果表明，与阳极氧化处理比较，镁合金经营微弧氧化处理后交流阻抗值增大，腐蚀电流降低，微弧氧化陶瓷层特有的微观结构是其耐蚀性显著提高的主要原因。     

X射线激光Nd，Dy,Er和Yb薄膜靶表面氧化过程的石英晶振方法研究

用电子束蒸发方法在抛光玻璃衬底上分别制备了X射线激光用的稀土元素Nd ,Dy ,Er和Yb薄膜靶。用石英晶片作为陪片 ,通过测量晶振频率的方法研究了薄膜靶在真空、干燥空气及潮湿空气等不同环境中不同阶段的氧化层增长过程。发现除Yb薄膜在淀积结束后的干燥空气和潮湿空气环境中的氧化过程遵循倒对数规律之外 ,其它所有的氧化过程均可用对数规律很好地进行拟合。淀积结束后充入大气时 ,薄膜表面的快速氧化过程仅为数分钟。在相同的环境中 ,Nd氧化速率最高 ,Er和Dy其次 ,Yb最低 ;在不同的环境中 ,Nd受环境湿度的影响最大 ,Er和Dy其次 ,Yb最低。     

Oxidation behavior of Ti-B-C-N coatings deposited by reactive magnetron sputtering

Quaternary Ti-B-C-N coatings with different carbon concentrations are deposited on high-speed steel substrates by reactive magnetron sputtering. The oxidation behavior between 300 and 800 °C under ambient conditions is studied by scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, Vickers micro-hardness, and X-ray diffraction. The Ti-B-C-N coatings with smaller carbon contents have better oxidation resistance and the oxidation process can be divided into two stages: low-speed oxidation below 700 °C and high-speed oxidation above 700 °C. An oxidation mechanism is proposed to explain the relationship between the reaction with oxygen and observed oxidation behavior.     

铝合金微弧氧化电流密度的临界条件研究

为了改进微弧氧化能耗高、处理效率低的问题,以6061变形铝合金为试验材料,2%磷酸盐溶液为导电介质,在25 ℃下,利用MAO200/750微弧氧化设备对微弧氧化的电流密度和起弧时间、起弧电压和试样面积、起弧电压与占空比以及起弧时间与占空比等之间的关系进行了研究.结果表明:本工艺条件下,铝合金微弧氧化的临界电流密度为0.2 A/dm2;起弧电压随试样面积的增加而呈正比增加;起弧时间随着占空比的减小而缩短;占空比越小,起弧电压越高.     

不同Cr含量的Fe-Cr合金高温高压水蒸气氧化行为

Fe-Cr合金钢广泛用于锅炉的受热面管,但目前研究多针对Cr在高温常压环境中的氧化行为,对高温高压下的研究较少。对Cr的质量分数分别为9%、12%、18%、25%的Fe-Cr合金试样在650℃、25 MPa的高压水蒸气环境中的氧化行为进行研究,并与Cr-9的常压水蒸气氧化进行对比,采用扫描电镜(SEM)观察形貌、能谱分析成分变化、X射线衍射仪(XRD)分析物相组成并称重绘制氧化动力学曲线,以此来探究不同Cr含量的Fe-Cr合金的氧化膜生长规律和压强对其氧化行为的影响。结果表明:随着Cr含量的提高,Fe-Cr合金的孕育期增长,抗氧化能力得到提高;Cr含量的增加对氧化行为有一定影响,氧化66.0 h,Cr-9与Cr-12氧化动力学符合抛物线规律,在氧化初期就出现内外氧化层分层,内层为尖晶石FeCr2O_4,外层为Fe_3O_4,而Cr-18、Cr-25则仍处于孕育期,动力学几乎处于稳定状态,这个阶段主要是元素的扩散准备,氧化物的出现只是附加产物;表面的氧化物并不能构成一层完整的氧化膜,外加压强能够增加Fe-Cr合金位错和空位浓度,从而提高氧化速率,并且压强影响了氧化膜的形貌,在压应力的作用下,氧化膜主要由粒状氧化物构成。     

微波烧结TiC/Ti6Al4V复合材料的高温氧化行为

采用微波烧结法制备TiC/Ti6Al4V复合材料,研究TiC/Ti6Al4V复合材料在550、650和750℃空气中的恒温氧化行为,并对氧化膜的表面、截面形貌及相组成进行了分析。结果表明:TiC/Ti6Al4V复合材料由TiC、ɑ-Ti+β-Ti三种物相组成。随着氧化温度的增加,TiC/Ti6Al4V复合材料的氧化规律由抛物线型转变为直线型,在650℃温度以下,复合材料的氧化产物主要由TiO_2组成,而750℃时氧化层主要有外层极薄的TiO_2、中间层Al_2O_3和TiO_2混合区及大部分内层TiO_2三部分组成。随着TiC含量增加,氧化激活能增大,氧化物粒径减小,TiC/Ti6Al4V复合材料的抗氧化性能也越好。     

The influence of implanted chromium and yttrium on the oxidation behaviour of TiAl-based intermetallics

The influence of implanted chromium and yttrium on the oxidation behaviour of Ti-50Al (at %) in air at 800 °C was investigated. It was found that implanted chromium and/or yttrium leads to a decrease of the oxidation rate because an alumina scale was formed on the implanted material in the early stages of oxidation, whereas a titania-based scale grew on the non-implanted material. With increasing oxidation time the difference in oxidation behaviour between the implanted and non-implanted alloy gradually disappeared. These results show that chromium and yttrium, provided their concentration is properly chosen, can have a similar positive effect on the oxidation behaviour of TiAl-based intermetallics as they have on the oxidation behaviour of conventional Fe-, Ni-, or Co-based alumina-forming high temperature alloys.