基体组织对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷层组织和性能的影响

研究了不同的基体组织对ZAlSi12Cu2Mg1合金微弧氧化陶瓷层厚度、硬度、截面形貌及相结构的影响规律.结果表明,ZAlSi12Cu2Mg1经过T6工艺热处理后,铸态组织中块状的初晶硅和粗大针状的共晶硅得到细化;在2种基体上均可形成厚度为110 μm的均匀、致密的微弧氧化陶瓷层,并与基体结合良好;基体组织对陶瓷层的显微硬度有影响,铸态基体上形成的陶瓷层的维氏显微硬度为5100 MPa,而经过T6工艺热处理的基体上形成的陶瓷层的显微硬度可以达到HV7200MPa;两者相比,后者比前者提高了41%;陶瓷层主要由α-Al2O3,γ-Al2O3,Al,Al2SiO5及非晶相组成.     

铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg合金微弧氧化陶瓷层的结构与性能

采用显微硬度、XRD、SEM、极化曲线测量、DSC、TG等技术研究了铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg微弧氧化陶瓷层的相组成、形貌、硬度、耐腐蚀性、耐热冲击性和热稳定性.结果表明,该合金微弧氧化陶瓷层由致密层和疏松层组成,致密层主要为αAl2O3相,疏松层主要为γ-Al2O3及无定型相,微弧氧化陶瓷层硬度(HV)高达2 400,合金的耐蚀性显著提高,抗热冲击性和热稳定性良好.     

硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响

目的 研究硅酸钠溶液浓度对Ti3Al基合金表面制备微弧氧化膜层结构的影响,以提高Ti3Al基合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法 采用恒流模式微弧氧化电源,分别在6、8、10 g/L的Na2SiO3电解液中,对Ti3Al基合金试样进行微弧氧化处理,用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、Image J软件、X射线衍射仪（XRD）及显微硬度仪,分析微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌、元素分布、厚度、相组成以及表面硬度。用CFT-I 型磨损试验机研究不同微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果 随着Na2SiO3浓度的增加,微弧氧化的工作电压与起弧电压均逐渐减小。微弧氧化层表面呈多孔状,存在熔融物堆积导致的环状凸起。随着Na2SiO3浓度的增加,氧化层表面微孔直径减小,膜层逐渐增厚。微弧氧化膜层主要Al2O3、SiO2、TiO2、Nb2O5以及Al2SiO5相组成,微弧氧化处理明显降低了Ti3Al基合金的摩擦系数和磨损率。电解液Na2SiO3质量浓度为10 g/L时,微弧氧化膜层的平均摩擦系数为0.49,磨损率仅为2.1×10-7 mm3/(N?mm),主要表现为微切削磨损与轻微的粘着磨损。结论 随着硅酸钠浓度的增加,有利于提高微弧氧化膜层的形成速率,缩短反应时间。微弧氧化处理能够显著改善Ti3Al基合金的耐磨性。     

焙烧对钛合金微弧氧化陶瓷层相组成和表面形貌的影响

在铝酸钠体系中,利用微弧氧化双脉冲电源在Ti-6Al-4V合金表面制备了以Al2TiO5为主晶相的陶瓷层.试样分别在1 000 ℃下空气和氩气气氛中进行焙烧,通过XRD和SEM技术分析了相组成与表面形貌.结果表明,在空气中,焙烧使微弧氧化陶瓷层中的Al2TiO5相分解较快.在氩气中,陶瓷膜外层生成α-Al2O3,膜层从外至内Al2O3含量降低并有Ti2O3生成.氩气焙烧后陶瓷层表面颗粒较焙烧前均匀和细化.     

电解液中Ce(NO_3)_3含量对ZAlSi12合金微弧氧化层特性的影响

研究Na2SiO3-NaOH体系电解液中Ce(NO3)3含量在0～0.20g/L范围内变化时对ZAlSi12合金表面微弧氧化陶瓷层组织和厚度的影响。采用SEM、XRD分析微弧氧化处理后陶瓷层的表面形貌和相组成。结果表明:随着Ce(NO3)3含量增加,陶瓷氧化层厚度逐渐增大,电解液中Ce(NO3)3加入量0.15g/L时可获得最大厚度为170μm的陶瓷层;电解液中加入Ce(NO3)3后,膜层仍主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,但α-Al2O3相的相对含量增加。     

H13热作模具钢微弧氧化复合陶瓷层的组织和性能

通过热浸镀铝/微弧氧化复合工艺对H13模具钢进行表面改性以提高模具表面质量。在热浸镀铝过程中,将H13钢基体浸入710℃纯铝液6 min,得到了以Fe2Al5为主中间合金层,使得镀层与基体紧密结合。经过微弧氧化处理后,镀铝试样表面铝层转化为氧化铝陶瓷,主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。用带有能谱分析装置(EDX)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了膜层的形貌、成分和相组成。微弧氧化陶瓷层主要由Al、O、Si元素组成,其中O、Si主要来源于硅酸盐电解液。     

正向氧化电压对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜形成的影响

通过改变正向氧化电压,对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜的形成进行研究,研究其对微弧氧化膜层特性的影响,并测定了膜层的相组成.结果表明:电压为430 V时,膜层厚度仅65 μm,膜层硬度434 HV,在30 min的干摩擦后膜层的磨损量为基体合金的29.86％;电压提高到440 V时,膜厚增到154 μm,膜层中含有3Al2O3·2SiO2、SiO2、α-Al2O3、γ-Al2O3和WO3,膜层硬度提高到898 HV,膜层的磨损量仅为基体的12.45％.超过440 V后,膜层厚、硬度及耐磨性均有所下降.     

纯铝微弧氧化陶瓷层的相组成及性能

采用微弧氧化设备,在电压410 V、Na2SiO3浓度80 g/L、电流10 A、氧化时间12 min条件下,在纯Al表面获得了厚度为22 μm的陶瓷膜层.采用X射线衍射及扫描电镜并结合能谱仪研究了膜层的相组成、形貌及化学成分;分析了膜层相组成的形成机制.研究表明:膜层表面凸凹不平,它由膜层基体和大量的孔洞组成,主要包含O、Si、Al元素.组成相包含非晶相和晶相,非晶相包含SiO2和Al2O3,晶相为Al相.膜层的粗糙度为2.0 μm,显微硬度为2 200 HV,绝缘电阻值为5 MΩ.     

铝合金微弧氧化工艺研究

为了达到改善铝合金表面硬度低、耐磨耐蚀性差的目的,采用脉冲电源微弧氧化技术在硅酸钠电解液中在铝合金表面原位生长陶瓷膜.讨论氧化时间和电流密度对微弧氧化成膜厚度的影响.用数字式覆层测厚仪测量膜厚,扫描电子显微镜和X射线衍射分析膜层显微结构和相组成.结果表明:氧化时间越长,膜层越厚,但是30min以后不再增厚,电流密度越大,膜层越厚;陶瓷层表面有微孔产生,膜层与基体结合紧密,膜层由致密层、过渡层和疏松层组成,致密层厚且致密;氧化膜由γ-Al2O3、mullite莫来石(3Al2O3·2SiO2)和AlO相组成.     

5083铝合金微弧氧化膜的制备及腐蚀特性

以硅酸盐溶液为电解液,测量了5083铝合金微弧氧化膜的生长曲线.分析了氧化膜的结构、成分和相组成,并通过盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测量,评估了微弧氧化表面处理前后试样的腐蚀特性.微弧氧化初期,电流密度快速下降,膜层主要是向外生长,膜层粗糙度快速增加.氧化30 min后电流密度逐渐降低,膜层逐渐变为向内生长为主.5083铝合金微弧氧化膜由γ-Al2O3和少量莫来石相(3Al2O)3·2SiO2)组成,莫来石主要分布在膜外层中.微弧氧化表面处理的5083铝合金腐蚀电流密度减小2个数量级,电化学阻抗模值|Z|增加,耐腐蚀性能得到了显著的改善.此外,由EIS图谱证实,内层膜致密性对微弧氧化膜耐蚀性起决定作用.     

环境功能材料--绿色研磨介质的制备

提出以耐火材料废料为主要原料制备性能优良的陶瓷研磨介质.以硅酸铝及刚玉质耐火材料废料及广西高岭土为原料,采用等静压成型及低温快烧工艺,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系中低成本制备了氧化铝含量低于60%的高性能绿色陶瓷研磨介质.所制备的陶瓷研磨介质具有非常优良的耐磨性能,其磨损率与我国目前进口最高水平的含氧化铝在90%以上的陶瓷研磨介质的磨损率相当.研究发现氧化铝含量为50%和55%的瓷球的耐磨性明显优于氧化铝含量为60%的瓷球.XRD分析表明,氧化铝含量为50%和55%的瓷球含有少量的石英相.而现有氧化铝含量在60%以下,含石英相的陶瓷材料,因石英高温相变,材料强度一般不高.研究表明,适当设计化学和相组成及显微结构,石英含量从可观察至15%之间,所制备瓷球的强度随石英含量提高而迅速提高.本文在CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2及CaO-MgO-Al2O3-SiO23个体系中均制备了性能优良的陶瓷研磨介质.初步研究发现在CaO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率最低,CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率次之,而在MgO-Al2O3-SiO2体系中制备的瓷球的磨损率最高.     

H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

MoSi2和WSi2的价电子结构及性能分析

根据固体与分子经验电子理论，对MoSi2和wSi2的价电子结构进行了定量的分析，通过键距差方法计算了MoSi2和WSi2晶体中各键上的共价电子数．结果表明：在MoSi2和WSi2晶体中，沿（331）位向分布的Mo-Si和W-Si原子键最强，这些键上的共价电子数和键能分别影响化合物的硬度和熔点．晶体中晶格电子数影响其导电性和塑性，MoSi2晶体中含有较高密度的晶格电子，因此MoSi2的导电性和塑性比WSi2好．并从键络分布的不均匀性解释了MoSi2和WSi2脆性产生的原因．     

镁合金表面SiO2-ZrO2溶胶凝胶膜的耐蚀性

采用溶胶-凝胶法在AZ91D镁合金表面制备SiO2-ZrO2复合溶胶凝胶膜.研究膜层制备工艺中的干燥、固化过程对膜层耐腐蚀性能的影响,从而确定了SiO2-ZrO2复合溶胶凝胶膜在镁合金表面的最佳沉积工艺.通过全浸腐蚀试验和电化学测试方法评价了膜层的耐腐蚀性能.试验确定最佳沉积工艺参数:干燥温度为80℃、干燥时间为9 h、固化温度为250℃、固化时间为1 h.在优化工艺条件下制备的溶胶凝胶膜层对镁合金基体有一定的防护作用,提高了镁合金的耐蚀性.     

铝电解过程对电解铝液的净化作用探讨

本文对比分析了采用长流程、短流程工艺熔铸铝合金过程中,氢和氧化铝夹杂的形成过程。分析了铝电解工艺过程对电解铝液的自净化作用。电解铝的工作介质为冰晶石熔体,对氧化铝有良好的溶解性能,通过溶解电解液-铝液界面上的氧化铝达到脱氢除杂的效果。电解铝液中存在的微量稀土具有固氢排杂的作用。现代大型铝电解槽电流强度达到350kA,存在于铝液中的不导电、不被铝液润湿的氧化铝夹杂,在强烈电磁场的耦合作用下聚集沉降在电解槽的边部、角部或铝液漩涡的交界处。     

LaMn2Ge2室温附近的磁相变与磁热性能

用非自耗真空电弧炉制备LaMn2Ge2合金,采用X射线衍射研究了合金的结构,LaMn2Ge2在常温下具有ThCr2Si2-型晶体结构,空间群为I4/mmm.利用振动样品磁强计测量合金的磁性能,根据升降温的磁化曲线所确定的合金发生反铁磁-铁磁相变温度有4.3 K的滞后,居里温度约320 K,具有一级相变的典型特征.通过不同温度的磁化曲线结果,计算得LaMn2Ge2在1.43×106A/m外场变化下居里温度附近的最大磁熵变为1.42 J/kg·K.     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

铁基高温合金氧化物强化相的形成和演化

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析、差示扫描量热法(DSC)分析、金相观察和显微硬度测定,研究铁基合金Fe-14Cr-3W-5Ti-3Y-2.2O(质量分数,%)中氧化物弥散相的形成和演化过程,以及氧化物弥散相对铁基合金的强化作用。结果表明:在高能球磨过程中,TiH2、YH2和Fe2O3可以在雾化粉末Fe-14Cr-3W基体中充分固溶;在随后的压制、烧结过程中,当烧结温度为950℃时弥散相以Ti2Y2O7相的形式析出,其强化作用不明显,合金的显微硬度只有250HV;当烧结温度为1100℃时,烧结体致密度得到提高,弥散相强化效果显著,合金的显微硬度为798HV;随着烧结温度的提高,析出相粒子长大,合金的显微硬度降低。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.