Al2O3/(W, Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

采用纳米和亚微米级的α-Al₂O₃,以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料,制备了Al₂O₃/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al₂O₃含有体积分数为11%的纳米Al₂O₃时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840MPa,6.55MPa·m^1/2和20.1GPa.TEM实验表明,纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大,形成了典型的骨架结构,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.     

N掺杂Co3O4纳米片的制备以及活化过一硫酸盐的性能研究

采用牺牲模板法合成N掺杂Co₃O₄纳米片（N-Co NS）,通过透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和光电子能谱（XPS）对制备材料的形貌结构、化学组成进行分析,并通过催化活化过一硫酸盐（PMS）降解水中双酚A （BPA）来探究催化剂的催化性能.实验结果表明与Co₃O₄纳米颗粒（Co NP）、Co₃O₄纳米片（Co NS）相比,N-Co NS表现出了较高的催化性能.在PMS浓度为2 mmol·L^-1、BPA初始质量浓度为50 mg·L^-1的反应条件下,N-Co NS在10 min内完全降解水中的BPA,表明N掺杂和二维纳米片结构有利于催化剂性能的提升.通过pH及离子影响实验证实N-Co NS在复杂水化学环境中仍具有较高的活性.此外结合自由基捕获实验和电子顺磁共振（EPR）测试证实反应体系中产生了高氧化活性的羟基自由基和硫酸根自由基.     

基于双金属MOFs 制备Co3O4/In2O3 复合物及其气敏性能的研究

以硝酸铟(In(NO₃)₃·xH₂O)、对苯二甲酸(H₂BDC)、六水合硝酸钴(Co(NO₃)· 6H₂O) 为原料, 首先采用一锅油浴法合成了含有Co²⁺ 的铟基金属有机框架材料(MOFs) Co²⁺/CPP-3(In) 材料, 然后在450 ℃ 下焙烧制备Co₃O₄/In₂O₃ 复合物气敏材料, 将Co₃O₄/In₂O₃ 复合物的粉体制作成传感器, 并对其气敏性能进行研究。利用扫描电子显微镜和X 射线衍射仪(XRD) 对双金属MOFs Co²⁺/CPP-3(In) 材料和Co₃O₄/In₂O₃ 复合物进行表征, 采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明, Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 样品的形貌保留了其MOFs 前驱体的棒状结构, 棱柱形框架更为突出, 表面呈凹陷状, 棒体中间粗两边细, 六角截面和棒体均布满了孔洞。结合EDX 和XRD 表征结果, Co²⁺/CPP-3(In) MOFs 前驱体完全转化成Co₃O₄/In₂O₃ 复合物; Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 复合物在 70 ℃ 下对5×10^-6 H₂S 的气敏性能最优, 响应值达到153, 是同条件下纯备In₂O₃对H₂S 响应值的5 倍, 并且有较好的重复性、选择性和稳定性。     

SO2-4对块体纳米晶铜阳极极化行为的影响

为了揭示SO₂^-4对块体纳米晶铜耐蚀性能的影响规律,利用电化学方法,结合X射线衍射、能谱分析、扫描电镜等表面分析技术,研究了惰性气体沉积原位温压法制备的块体纳米晶铜在不同质量分数（0.3%、1.3%、2.3%、3.3%和4.3%）Na₂SO₄溶液中的阳极极化行为.结果表明,随着SO₂^-4的增多,纳米晶铜的致钝电流密度增大,而致钝电位降低.在0.3%的Na₂SO₄溶液中加入1%的NaCl,纳米晶铜阳极极化行为发生明显变化,Cl^-在纳米晶铜表面形成难溶于水的CuCl保护钝化膜,纳米晶铜致钝电流密度降低,活化-钝化过渡区电流密度下降速率显著减小.     

O3/NaOH同时脱硫脱硝的热力学研究

利用化学热力学基本原理,分别计算了O₃/NaOH溶液同时脱硫脱硝反应过程中的摩尔反应吉布斯自由能变、摩尔反应焓变、化学反应平衡常数,以及化学反应达到平衡时的SO₂和NO的分压力,结果表明:利用O₃/NaOH溶液同时脱除SO₂和NO是可行的.     

Cu2O/Cu2S 复合材料制备及可见光催化降解甲基橙的研究

通过水热法制备Cu₂O/Cu₂S 复合材料对甲基橙(MO) 进行光催化降解实验。在Cu₂O 中引入S 元素, 通过 改变Cu/S 投加摩尔比, 从而得到不同Cu/S 的复合材料。利用XRD、SEM、UV-vis、EIS 等手段对材料进行表征, 并 对MO 进行光催化降解实验。XRD 结果表明, 随着S 含量的增多, Cu₂S 的衍射强度逐渐上升, Cu₂O 的f111g 晶面 衍射强度逐渐降低。SEM 结果表明Cu₂S 能较好地包覆在Cu₂O 八面体的表面。通过UV-vis 和EIS 结果计算得知, 复合材料带隙为1.49 eV, 电荷转移电阻大幅降低。降解实验结果表明复合材料最佳Cu/S 投加摩尔比为15 : 1, 其在 100 min 时对MO (100 mL, 10 mg/L) 降解率达到91.4%, 明显高于纯Cu₂O 对于MO 的降解率(60.3%)。猝灭实验表 明了?OH 和 ?O₂ ^-在光催化过程中起到主要作用。     

TiO2对高C3S熟料烧成的影响

通过外掺TiO₂来改善高C₃S熟料的烧成.配制7个生料样品,其潜在矿物组成均为w(C₃S)=75%、w(C₃A)=7%、w(C4AF)=18%,TiO₂掺量分别为0、05%、10%、15%、20%、25%、30%,在设定的高温下煅烧成熟料,通过化学分析、XRD、SEM/EDS等方法,研究了TiO₂对熟料易烧性、矿相形成、C₃S晶体形貌和熟料强度等的影响.结果表明,掺入少量TiO₂明显提高了熟料的易烧性;当TiO₂掺量小于2%时,f-CaO随TiO₂掺量的增加而显著降低;当TiO2掺量超过2%后,f-CaO随TiO₂掺量的变化不大;当TiO₂掺量达到3%时,在1 350和1 400 ℃温度煅烧的熟料中均发现了CaO·TiO₂新相;掺2%TiO2在1 400℃煅烧条件下的熟料,TiO₂在C₃S中的固溶量约1.7%;掺入适量的TiO₂,熟料中C₃S结晶比较完整、均匀,熟料强度较高.适当掺入TiO₂对改善高C₃S熟料的烧成和提高其强度都是有利的.     

Fe2(SO4)3对活性污泥微生物活性的影响

为了解Fe₂(SO₄)₃作为絮凝剂对活性污泥中微生物活性的影响,向活性污泥系统中投加质量浓度为20、40、60、80,100 mg·L-1的Fe₂(SO₄)₃,反应4 h后测定活性污泥的脱氢酶活性、比耗氧速率(R_SOU)、胞外聚合物(EPS)及各组分含量,同时测定系统出水的COD等各项指标．结果表明:Fe₂(SO₄)₃质量浓度在20～60 mg·L-1时对活性污泥的脱氢酶活性、R_SOUEPS及各组分含量影响均不大,此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物随Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加而有较大幅度去除．Fe₂(SO₄)₃质量浓度为80 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU、总EPS含量均明显下降．当Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加到100 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU进一步受到抑制,而总EPS含量则大幅度提升．此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物去除率增加幅度变缓,SCOD及NH₃-N去除作用有所下降．     

具有可见光响应的改性纳米TiO2研究进展

通过改性可以改变TiO₂只有在紫外光激发下才显示出较高光催化效率的特点,使其在可见光范围也显示出较高的活性。本文综述了纳米TiO₂改性方面的研究进展,指出通过元素掺杂、贵金属修饰、聚合物修饰、半导体复合、染料敏化等手段对TiO₂进行改性,可以减小纳米TiO₂禁带,提高纳米TiO₂对可见光的响应性和量子效率。分析认为,实验室制备的改性纳米TiO₂可见光光催化效果已经比较理想,解决回收难、工程易操作性等问题是未来的发展方向。     

3A分子筛和Al2O3复合载体催化剂的催化特性

为探究3A分子筛和Al₂O₃复合载体催化剂的结构特征以及对甲苯的催化特性,采用等体积浸渍法制备Al₂O₃与3A分子筛不同掺混比的载体镍基催化剂,并对催化剂进行XRD、H₂-TPR、BET等特性分析,在固定床反应器中对催化剂催化甲苯的特性进行研究. 结果表明:催化剂中活性组分Ni主要以氧化镍NiO和镍铁合金Ni₃Fe的形式存在;Al₂O₃催化剂的比表面积和孔容随着Fe负载量的增加而减小,而不同掺混比催化剂的比表面积和孔容随着γ-Al₂O₃占比的增加而逐渐增大;甲苯的转化率随着反应温度的增加而逐渐增加,但是随着Fe负载量的增加而先增加后下降;对于不同掺混比的催化剂,随着γ-Al₂O₃占比的增加,催化剂的活性逐渐增强而后减弱,甲苯的转化率因此先增大后减小;当反应温度为700 ℃,水碳比为2,停留时间0.6 s,γ-Al₂O₃占比为60%时,甲苯转化率最高.     

Influence of Mg3N2 powder on microstructures and mechanical properties of AZ31 Mg alloy

In order to obtain an effective and reliable grain refiner for Mg-Al alloys, 1% （mass fraction） Mg3N2 was added into AZ31 Mg alloy. The microstructures of the Mg alloys were studied by optical microscopy, scan electron microscopy and X-ray energy dispersive spectroscopy, and the mechanical properties were determined. The results show that adding a small amount of Mg3N2 to AZ31 Mg alloy can refine the grain size from 103 to 58 μm. The ultimate tensile strength and elongation of AZ31 Mg alloy are 174.1MPa and 8.3%, respectively. After the addition of 1% Mg3N2, the ultimate tensile strength and elongation of AZ31 Mg alloy are increased up to 198.7 MPa and 11.8%, respectively. The grain refinement mechanism is that AIN is formed after Mg3N2 is added. Both AIN and Mg phases are of HCP lattice structure, and the disregistry between Mg phases and AIN along （0001）Mg//（0001）AIN is 3.04%, which is very effective for heterogeneous nucleation.     

Corrosion resistance of plasma sprayed NiCrAl+(ZrO2+Y2O3) thermal barrier coating on 18-8 steel surface

The corrosion resistance of NiCrAl+(ZrO₂+Y₂O₃) thermal barrier coating, formed with the plasma spraying technique, on the 18 - 8 steel surface was investigated. The phase structure and morphology of the coating were analyzed by means of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical corrosion behavior of the coating in 1.0 mol/L H₂SO₄ solution was studied by using electrochemical measurement methods. The results show that the gradient plasma spraying coating is composed of the NiCrAlY coating and the (ZrO₂+Y₂O₃) top coating, and the coating thickness is 360 μm. The microhardness of coating reaches 1 100 HV. The corrosion resistance of the plasma sprayed coating of the 18 - 8 steel surface is about 5 times as great as that of the original pattern. The corrosion resistance of the coating is enhanced notably. Foundation item: Project (5040202140) supported by Scientific Research Common Program of Beijing Municipal Commission of Education     

复合活性钎料钎焊Cu与Al2O3的接头组织及性能

为改善紫铜与Al_2O_3陶瓷的连接强度,采用纳米-Al_2O_3增强的AgCuTi复合钎料(Ag Cu Tip)对紫铜与Al_2O_3陶瓷进行了真空钎焊.采用扫描电镜、能谱分析以及剪切试验对钎焊接头微观组织及力学性能进行了分析.钎焊接头典型界面组织为紫铜/扩散层/铜基固溶体+银基固溶体+Ti_2Cu+Ti_3(Cu,Al)3O/Al_2O_3.纳米-Al_2O_3的添加抑制了Al_2O_3侧反应层的生长,并促进钎缝中形成弥散分布的Ti_2Cu相.随着保温时间的延长,铜侧扩散层和Ti_3(Cu,Al)_3O反应层的厚度逐渐增大.保温时间为20 min时,铜母材向钎料过度溶解,降低了接头性能.当钎焊温度为880°C,保温10 min时,接头抗剪强度最高为82 MPa.纳米颗粒的加入细化了钎缝组织并降低了母材与钎缝热膨胀系数的不匹配,因此提高了接头的连接性能.保温时间可影响界面组织及反应层的厚度,进而影响接头的连接强度.     

纳米Al2O3改性变压器绝缘纸性能的研究

为了研究纳米 Al2O3改性绝缘纸的绝缘性能,实验室制备了含不同质量分数的纳米 Al2O3绝缘纸手抄片,并对真空浸油后的绝缘纸性能进行了测试。结果表明在一定的质量分数内纳米 Al2O3改性后的绝缘纸的工频击穿场强得到较大的提高,在质量分数为1%时,工频击穿场强提高了12.75%,绝缘纸的抗张强度增加了14.13%;在1%的添加量内绝缘纸的介电常数、介电损耗都随纳米 Al2O3含量的增加而减小。     

二维纳米结构——氧化铋纳米片的制备与表征

利用物理气相沉积法,在氩气和氧气保护下将氧化铋粉末在水平管式炉中常压加热至1050℃,然后降温沉积,在硅衬底上得到了大量具有规则矩形外形的二维纳米结构——片状氧化铋.纳米片的长约1200nm,宽约300nm,厚约10～15nm.采用扫描电镜（SEM）,X-ray能谱仪（EDS）、高分辨透射电镜(HRTEM)等测试手段分析了样品的形貌、成分及微结构.研究分析了衬底放置方式对产物沉积量的影响.     

Abnormal gradient microstructure in Cr3C2 based cemented carbide

With OLYMPUS PMG3 metallograph, an abnormal three-layer gradient structure, i. e. coarse grain zone, binder enrichment zone and normal structure zone from surface to inner, was observed in Cr₃C₂ based cemented carbide. In the binder enrichment zone, three different shapes of anomalous coarse carbides were observed. It is shown that the transverse rupture strength can be raised remarkably, up 20.7% from the alloy with abnormal gradient structure by removing the abnormal gradient structure. The results suggested that the abnormal gradient structure in the surface, especially the anomalous coarse carbides in the binder enrichment zone is the main reason for the lower strength Biography of the first author: ZHANG Li, born in 1965, senior engineer, majoring in powder metallurgy.     

环氧树脂改性聚氨酯羟基组分的合成及应用

为提高发泡聚氨酯材料的界面粘接性能,利用二乙醇胺与环氧树脂反应合成端羟基环氧树脂,再将其涂敷于发泡模具的内表面,加入聚氨酯羟基组分并与稍过量的异氰酸酯组分混合均匀后发泡成型,制得环氧树脂改性聚氨酯泡沫材料.研究了合成反应的温度、时间、配比以及反应动力学方程.红外光谱分析结果显示产物的环氧基特征吸收峰消失,且羟基特征吸收峰增强变宽,说明环氧基参与了反应并生成了端羟基环氧树脂.性能测试实验的结果表明:环氧树脂改性聚氨酯具有凝胶、固化快等特点,环氧树脂链段的引入可以将聚氨酯发泡材料的界面粘接强度提高约57％.     

Properties of plasma sprayed NiCrAlY+(ZrO2+Y2O3) coating on refractory steel surface

NiCrAlY+(ZrO₂+Y₂O₃) thermal barrier coating was prepared on the surface of refractory steel 1Cr18Ni9Ti with plasma spraying technique. The phases and microstructure of the thermal barrier coating were determined by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The results show that the bonding between thermal barrier coating and substrate is sound. The surface hardness of 1Cr18Ni9Ti reaches up to 1 000 HV, but that of substrate is only 300 HV. The patterns sprayed with CoNiCrAlY+(ZrO₂+Y₂O₃) ceramic coating have a good heat insulation effect at 800 °C for heat insulation temperature difference reaches 54 °C, which increases the operating temperature and service life of refractory steel. Foundation item: Project (5040202140) supported by Scientific Research Common Program of Beijing Municipal Commission of Education     

油气管道三层防腐用改性聚乙烯夹克底胶的研究

研究聚乙烯品种、聚乙烯熔融接枝马来酸酐工艺条件对改性聚乙烯夹克胶、环氧粉末及钢管间粘接强度的影响。结果表明：（１）使用线型低密度聚乙烯效果较好,其中以ＬＬＤＰＥＤＮＤＢ７１４３效果最佳;（２）引发剂过氧化二异丙苯（ＤＣＰ）、单体马来酸酐（ＭＡＨ）、交联抑制剂用量和螺杆转速均对改性聚乙烯夹克胶、环氧粉末及钢管间接强度产生不同程度的影响,其中以ＤＣＰ用量影响最大;（３）提高改性聚乙烯夹克胶增强了与钢管