Ti_3SiC_2增强铝基复合材料的摩擦磨损特性研究

通过机械合金化制备出了Ti3SiC2粉体,真空热处理对机械合金化粉体进行了提纯,采用脉冲放电等离子烧结(SPS)技术制备出了Ti3SiC2/Al复合材料,并对该复合材料进行了组织观察和摩擦磨损特性的表征。研究结果表明,采用机械合金化技术可以将Ti,Si和C单质粉体合成Ti3SiC2,机械合金化合成Ti3SiC2粉体中含有的TiC杂质相可通过真空热处理去除,当热处理温度为1 000℃时,可将Ti3SiC2的纯度提高至99.1%。在550℃时,采用SPS技术烧结的Ti3SiC2/Al复合材料组织均匀摩擦磨损特性优良,其中含5 vol%Ti3SiC2的复合材料摩擦系数较低且耐磨性较好。     

不同热处理工艺合成Ti2SnC材料的研究

研究了不同热处理工艺对合成Ti2SnC材料的影响,并利用X射线衍射仪测定了合成产物的物相组成,通过扫描电镜观察其显微形貌.研究表明:以2Ti/Sn/C和Ti/Sn/TiC粉体为原料,采用传统热处理技术,在1 000℃保温2h可合成高Ti2 SnC含量的产物;通过热爆反应技术,在800℃保温2 min,也可合成Ti2 SnC,其中以2Ti/Sn/C粉体为原料所得产物中有较高含量的TiC和TiSnX相,而以Ti/Sn/TiC粉体为原料所得产物中Ti2SnC含量较高.     

Si和Al对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

采用3Ti／Si／2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体。研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应。反应后产生大量坚硬的颗粒状产物。机械合金化3Ti／Si／2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物。添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2。添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2。采用3Ti／Si／2C／0．15Al粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92．8wt％;而采用3Ti／Si／2C／0．20Al粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61．9wt％。     

机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的机理研究

以3Ti／Al／2C粉体为原料,采用机械合金化的方法以合成Ti3AlC2材料。研究结果表明,在机械合金化过程中诱发自蔓延反应,反应会产生大量坚硬的小块体颗粒,大小约为0．2-11mm。粉体的组成相为TiC、Ti3AlC2、Ti2AlC,而块体仅含有TiC和Ti3AlC2。获得的粉体和块体产物中Ti3AlC2含量分别约为63wt％和84．8wt％。提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的反应机制,即Ti3AlC2是从固相TiC与Ti-Al液相中形核并长大。     

热解氧钒碱式碳酸铵法M型二氧化钒粉体的制备

以五氧化二钒、浓盐酸、水合肼和碳酸氢铵为原料,合成氧矾碱式碳酸铵前驱体,并通过控制退火温度在氮气气氛下热处理前驱体制备M型二氧化钒粉体.采用X射线衍射、差热分析、扫描电子显微镜等方法对样品成分、相变温度和晶体形貌进行了分析.结果显示:当升温速率和保温时间一定时,不同的热处理温度和气氛对粉体的晶型和成分有重要影响;不同的热处理温度热解氧钒碱式碳酸铵,保温30min能得到不同价态的氧化钒粉体;当500℃温度热处理30min时,可以得到纯的M型二氧化钒粉体.有序结构的理论晶粒尺寸为20~40nm,实际颗粒尺寸在1μm左右,粉体相变温度为66℃;通过热处理氧钒碱式碳酸铵前驱体可以制备M型二氧化钒粉体,工艺简单、条件容易控制.     

核辐射探测器用溴化铊材料的真空蒸馏提纯及其单晶特性研究

报道了溴化铊多晶材料的真空蒸馏提纯工艺对溴化铊(TlBr)单晶性能的影响。先以硝酸铊(TlNO3)和氢溴酸(HBr)为原料,采用化学共沉淀法合成了TlBr多晶粉体,然后采用真空蒸馏法(VD)在不同的温度(520~640℃)下对TlBr多晶粉体进行提纯,用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)研究不同的提纯温度对多晶粉体纯度及杂质含量的影响。接着选用纯度较高的TlBr多晶粉体采用垂直布里奇曼法生长了直径为8 mm的TlBr单晶。ICP-MS测试结果表明,真空蒸馏提纯后,TlBr多晶粉体杂质含量均减小一个数量级;单晶的X射线衍射(XRD)测试表明,生长出的TlBr单晶其主要生长方向为[110];晶体的电阻率提高1个数量级以上,达到109W.cm,光学特性也明显改善,适合于探测器的制备。     

天然金刚石晶体的真空热化学腐蚀工艺

为了给天然金刚石刀具的使用寿命延长提供一种全新的技术方法,提出了基于纳米氧化铜的真空热化学腐蚀新工艺,用于后处理机械刃磨工艺加工的天然金刚石晶体．实验结果表明,当真空环境温度为100 ℃时,天然金刚石晶体表面受损碳原子和纳米氧化铜发生氧化、还原反应．随着腐蚀时间的增加,天然金刚石晶体的表面粗糙度缓慢降低,呈现微弱的平坦化趋势．当真空环境温度为200 ℃时,2 h的热处理时间为最佳．此过程中天然金刚石晶体表面受损碳原子和纳米氧化铜发生氧化、还原反应,同时伴随受损碳原子的退火修复作用,因此30 nm压痕深度下的表面微硬度和弹性模量值达到最大．随着腐蚀时间增加,表面微硬度和弹性模量反而下降．     

HA-ZrO2生物复合材料的制备

首先以H3PO4和Ca(OH)2为主要原料利用湿化学方法合成了结晶良好的羟基磷灰石粉体(HA),在该粉体中分别引入15%、20%和25wt%的m-ZrO2粉体,经成型后分别在900℃、1 000℃、1 100℃和1 200℃温度下煅烧1h,详细研究ZrO2含量和烧结温度对该复合材料物相及体积密度的影响规律.结果表明:随着烧成温度的升高,该复合材料的体积密度呈上升趋势,当温度为1 000℃时达到最大值,当温度进一步升高时,体积密度下降.而复合材料中的HA相随温度的升高而不断降低,当温度超过1 000℃时该趋势更加明显.随ZrO2的引入材料体积密度有一定提高,但当ZrO2含量超过20%时,其体积密度有所降低,当ZrO2含量为20%时,杂质含量最低.     

不同配方下沉淀法制备羟基磷灰石的纯度

分别以Ca(NO3)2和NH4 H2 PO4及Ca(N()3)2·4H2O和H3PO4为起始原料,利用沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP).结果表明,溶液pH值和煅烧温度对HAP纯度的影响规律是一致的.当pH值提高时,有助于获得较高纯度的HAP;随着煅烧温度的提高,HAP粉体纯度较好,但当煅烧温度超过1 000℃时,会造成HAP的分解.     

纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能研究

以偏钛酸为原料通过常温水解-沉淀法制备了纳米TiO2粉体,用XRD、Raman和TEM等手段对粉体的晶型和形貌进行表征。TiO2粉体在热处理温度400-600℃时为锐钛矿,当热处理温度达700℃时,为锐钛矿和金红石的混合晶型,热处理温度达到750℃,样品中锐钛矿完全转变成金红石;用亚甲基蓝为目标降解物,研究了其对亚甲基蓝的降解性能,当分散剂加入量（质量分数）为13.5%,氨水溶液的pH值为4.0时得到的光催化剂粉体的晶粒尺寸均匀,粒径为10-20 nm,其降解亚甲基蓝的效率最高。     

Ti_3SiC导电陶瓷粉体的制备

将单质粉体Ti,Si和C作为实验原料,按着原子配比(Ti∶Si∶C=3∶1∶2)将原料粉体称量混合后,利用高能球磨机和放电等离子设备进行Ti_3SiC导电陶瓷粉体的制备。通过机械合金化工艺(球磨转速550 rpm,球料比10∶1,磨球直径12 mm)球磨10 h,生成以Ti_3SiC为主晶相的混合粉体,其中Ti_3SiC含量为83%,同时研究了放电等离子温度对混合粉体中Ti_3SiC的含量和形貌的影响。研究表明:利用放电等离子工艺可提高球磨粉体中的Ti_3SiC含量,当烧结温度为1 000℃时,球磨粉体中Ti_3SiC的含量达到99.1%,球磨粉体的组织形貌也以Ti_3SiC的典型层片状为主。     

热处理对TiO2/AC电极材料结构及电化学性能的影响

为了研究不同热处理温度对Ti O2/AC电极材料结构及电化学性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备该电极材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG-DTG)、比表面积及孔径分析仪(BET)、X射线衍射光谱仪(XRD)和电化学工作站对其微观结构和电化学性能进行表征分析.结果表明:热处理使Ti O2呈絮状或颗粒状附着于活性炭表面及孔道中;随着热处理温度升高,Ti O2/AC比表面积先增大后减小,晶型由锐钛型逐渐向金红石型转变,晶粒尺寸也逐步增大,比电容值先增大后减小;当热处理温度为450℃时,Ti O2/AC电极材料的晶型呈锐钛型且晶粒尺寸适中、有效比表面积最大、电化学性能最优.     

Ti(CN)基金属陶瓷压坯在烧结过程中的成分变化

采用化学分析、X-射线衍射(XRD)等方法,研究了Ti(CN)基金属陶瓷压坯分别在氢气和真空中脱胶,然后在真空烧结过程中的化学成分和相成分变化.金属陶瓷压坯在氢气中脱胶的总碳含量比在真空中脱胶的总碳含量低0.4%～0.5%,当烧结温度在1100～1300℃之间时,碳含量和氧含量快速降低;在1300℃时形成氮分解峰,在液相出现后,氮分解基本上停止;当烧结温度在1500℃以上时,氮又开始分解.TaC和Mo_2C在900℃开始固溶反应,在1200℃消失,WC在1300℃消失.     

机械激活和固相反应合成Mg2Ni合金

通过机械合金化机械激活和固相反应制备了Mg2Ni合金，用XRD和EDS对合金进行了分析，实验研究表明：混合粉经机械研磨激活和适当增加固相烧结反应的温度，这样可有效增加固态扩散反应能力，有利于固相反应进行，使形成Mg2Ni的量明显提高，实验结果发现，成分配比、烧结反应温度及时间均影响最终Mg2Ni的纯度，其中反应温度是影响固相反应Mg2Ni形成的重要因素，当Mg增量取0.5%，烧结温度为700℃，保温时间6h时可得到组织单一和纯度较高的Mg2Ni合金相。     

机械合金化制备MoSi2和Mo5Si3

用机械合金化方法制得了ＭｏＳｉ２粉末和Ｍｏ５Ｓｉ３非晶粉末，Ｍｏ５Ｓｉ３非晶经１０００℃真空退火后晶化成Ｍｏ５Ｓｉ２晶体，用Ｘ射线衍射研究了机械合金化过程中粉末结构变化规律。     

温度对纳米氧化锆粉体结构的影响

以ZrOCl2.8H2O为原料,加入3%的Y2O3为稳定剂,采用湿化学法制备出稳定的纳米ZrO2粉体,分别在200℃、400℃、600℃、800℃和900℃下煅烧,研究煅烧温度对纳米ZrO2粉体的物相组成、粒径大小、比表面积及粉体分布特征的影响,并讨论了分散时间对纳米粉体团聚现象的影响.研究结果表明:当温度从200℃升至900℃,粉体经历了由无定形向四方相、单斜相晶体的转变,对应相变温度分别是400℃、800℃;随着煅烧温度的不断升高,ZrO2粉体的粒径不断增大,比表面积不断减小;分散时间的延长可以减少纳米ZrO2粉体中颗粒之间的软团聚,改善颗粒分布的均匀性.     

热处理温度对纳米ZnO微波介电性能的影响

用均匀沉淀法合成纳米ZnO粉体.经分析XRD和SEM表明产物为纤锌矿结构,呈球状或类球状.对所得粉体进行不同温度热处理,分析结果表明：当热处理温度达600℃时,ZnO粉体颗粒小且分布均匀,平均粒径为28 nm.对所得产物在8.2-12.4 GHz范围进行电磁参数的测量表明：纳米ZnO粉体属于介电损耗材料,600℃热处理后,粉体与石蜡组成的复合体不仅具有良好的频响特性,且介电常数实、虚部和损耗值都较大.     

铌酸锶钡粉体的水热合成

以BaCl2、SrCO3和Nb2O5的混合物为前驱物,KOH为矿化剂,利用水热合成技术制备了铌酸锶钡Sr0.5Ba0.5Nb2O6（SBN）粉体.借助XRD、SEM、粒度分析测试技术研究了SBN粉体的晶相组成、晶粒度、晶粒形貌、粉体粒度分布及分散性等性质.研究结果表明：随水热温度的提高及时间的延长,晶体发育越完整;当温度为240℃,反应时间为24 h时,SBN为短轴约0.1μm,长轴约1.0μm的矩形柱状晶体;粉体平均粒径为0.48μm,呈正态分布.     

SS716阀片钢的冶炼及热处理工艺试验研究

在真空感应电弧炉中冶炼SS716阀片钢,用二辊轧机进行热轧工艺试验,将钢锭轧制成10 mm厚的钢材;然后,采用不同的热处理工艺对钢材进行热处理.研究表明,当其他热处理条件相同时,随着淬火温度的升高,钢材的硬度先升高后降低;随着回火温度的升高,钢材的硬度先升高后降低;随着回火保温时间的持续,钢材硬度变化不大.最佳热处理条件是淬火温度1080℃、回火温度450℃、回火保温时间3.5 h,此时钢材的硬度最高.     

用层式熔融结晶法提纯人造麝香DDHI

采用层式熔融结晶技术对麝香DDHI进行分离提纯,随着结晶时间的延长,结晶层厚度增加,晶体层纯度增大,结晶2h后,纯度变化缓慢,固液两相趋于平衡。随着结晶管内温度提高,晶体纯度也越高,而晶体层厚度变薄,在98.5℃时,纯度可达99.5 %。管外熔融液温度对结晶过程的影响不大。通过实验数据回归出了结晶过程的操作平衡方程:结晶平衡线Xcc=exp[(Tc+175 3.8) / 4 0 2 .6 8],母液平衡线Xm=exp[(Tc+6 90 .0 ) / 172 .2 ]。回归数据与实验结果误差较小,可用于工程设计。