场激活燃烧合成碳化钨-镍硬质合金

由于W C体系反应热低,因此不能用常规燃烧合成方法制备,鉴于此,采用场激活燃烧合成技术,以W、C和Ni为原料制备了WC—Ni复合材料,研究了电场对燃烧合成WC—Ni的影响。研究结果表明:只有当施加的场强超过临界值,燃烧波才能蔓延。燃烧产物的特性与场强有关,当场强增加时,X射线衍射图中WC相的衍射峰强度增强,表明碳在钨中的扩散随场强的增强而增大。研究了样品初始相对密度对燃烧温度和燃烧波蔓延速率的影响,表明燃烧温度和燃烧波蔓延速率的最大值出现在一个合适的相对密度处。     

场激活加压燃烧合成WC-Ni复合材料的工艺参数研究

以钨、碳和镍为原料,在电场激活下,材料的燃烧合成和致密化同时进行,短时间内完成了碳化钨镍复合材料的制备。研究了场激活 加压燃烧合成中的工艺参数,如脉冲电流、能量控制模式、升温速率、最高温度和压力对反应的影响。测量了在反应合成和致密化前后的样品 收缩率。所制备的复合材料的相对密度,490N载荷下Vickers硬度和断裂韧性分别为99.2%,13.965GPa和5.9MP·m1/2。     

生产碳化钨-钴复合材料的FAPACS法

用现场活性助压燃烧合成(FAPACS)工艺，由钨、钴和不同碳材(活性炭和炭黑)的混合物，可生产WC-10wt％Co复合材料。使用活性炭或炭黑时，成品的Viekers显微硬度分别为1804kg／mm^2和1899kg／mm^2。     

Na2B4O7+Mg+C体系燃烧合成B4C及其反应机理

以硼酸钠、镁和碳为原料,采用燃烧合成技术制备碳化硼粉体,并研究了初始条件对燃烧产物的组成和显微结构的影响.结果表明:反应物中过量的镁粉和合适的坯体相对密度下获得的燃烧产物杂质含量较少;通过酸洗和水洗得到了不含杂质的碳化硼粉体.燃烧合成碳化硼的反应机理研究表明,硼酸钠首先分解为氧化硼,然后发生镁还原氧化硼及其碳化反应,最终生成碳化硼.     

化学法去除碳化钨–钴涂层的工艺

采用化学法分别去除GH4169合金及TC4合金基材表面的WC–Co等离子喷涂层。通过正交试验对去除液配方和处理温度进行优化。GH4169基WC–Co涂层的最优去除工艺条件为:HNO3 30 m L/L,H2O2 550 m L/L,处理温度35°C。TC4合金基WC–Co涂层的最优去除工艺条件为:HNO3 70 m L/L,H2O2 550 m L/L,处理温度30°C。采用上述工艺可有效去除GH4169和TC4表面的WC–Co涂层,对基体无明显的化学腐蚀,不会导致基体吸氢。1 L去除液可处理约10 dm2 0.3 mm厚的WC–Co涂层。     

电沉积镍-钴-碳化钨复合镀层的研究

研究了在镍钴合金镀液中加入碳化钨微粒形成镍－钴－碳化钨得合镀层的共沉积过程。分析了镀液中碳化钨微粒的悬浮量、镀液温度及阴极电流密度对镀层中碳化钨含量的影响,并进一步通过正交试验优选出一种较佳的操作条件。     

原位合成碳化钨涂层的基础研究

碳化钨陶瓷因具有极高的熔点、高的化学稳定性、高的硬度和优异的耐磨耐蚀性,已成为近年来金属陶瓷研究的热点之一。采用钨极氩弧堆焊设备,通过原料粉末之间的高温冶金反应,在堆焊过程中原位合成碳化钨金属陶瓷涂层。对所制备的涂层试样的组织结构进行了观察分析,并且研究了涂层的耐磨料磨损性能。研究结果表明,在钨极氩弧为热源的条件下,能获得性能较好的高温涂层,为碳化钨复合涂层在工业中的实际应用提供了理论基础。     

原位合成碳化钨涂层的基础研究

碳化钨陶瓷因具有极高的熔点、高的化学稳定性、高的硬度和优异的耐磨耐蚀性,已成为近年来金属陶瓷研究的热点之一。采用钨极氩弧堆焊设备,通过原料粉末之间的高温冶金反应,在堆焊过程中原位合成碳化钨金属陶瓷涂层。对所制备的涂层试样的组织结构进行了观察分析,并且研究了涂层的耐磨料磨损性能。研究结果表明,在钨极氩弧为热源的条件下,能获得性能较好的高温涂层,为碳化钨复合涂层在工业中的实际应用提供了理论基础。     

芦竹燃烧动力学不同反应机理的研究

利用热重分析仪进行了芦竹的燃烧试验,采用Coats-Redfern法分析热重曲线,研究不同升温速率(10,20,30℃/min)对燃烧过程的影响。结果表明,芦竹燃烧过程可分为3个阶段,即水分析出、挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧三个阶段。主要反应集中在第二和第三反应阶段。随着升温速率的增大,最大失重速率增大,三个阶段向高温方向偏移。挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧阶段的反应机理均满足随机成核A3模型,挥发分析出及燃烧阶段的活化能平均值为21.49 k J/mol,频率因子变化为1.31×10³3¹.83×101.83×10³min3min^(-1);焦炭表面燃烧阶段的活化能平均值为47.15 k J/mol,频率因子变化为325×10(-1);焦炭表面燃烧阶段的活化能平均值为47.15 k J/mol,频率因子变化为325×10³3⁷4.9×1074.9×10³min3min^(-1)。     

芦竹燃烧动力学不同反应机理的研究

利用热重分析仪进行了芦竹的燃烧试验,采用Coats-Redfern法分析热重曲线,研究不同升温速率(10,20,30℃/min)对燃烧过程的影响。结果表明,芦竹燃烧过程可分为3个阶段,即水分析出、挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧三个阶段。主要反应集中在第二和第三反应阶段。随着升温速率的增大,最大失重速率增大,三个阶段向高温方向偏移。挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧阶段的反应机理均满足随机成核A3模型,挥发分析出及燃烧阶段的活化能平均值为21.49 k J/mol,频率因子变化为1.31×10~3~1.83×10~3min~(-1);焦炭表面燃烧阶段的活化能平均值为47.15 k J/mol,频率因子变化为325×10~3~74.9×10~3min~(-1)。     

煤自燃生成水的反应机理研究

应用傅立叶变换红外光谱仪研究了煤在氧化自燃过程中不同温度下生成的气体产物.在30℃～100 ℃左右有水和二氧化碳气体析出,温度升至105℃～150℃左右时,有一氧化碳生成.采用密度泛函B3LYP方法,在6-311G基组水平上研究了煤与氧发生自燃反应生成水和一氧化碳的反应体系,对反应势能面上各驻点的几何构型进行了全优化,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证.计算结果表明,煤氧化自燃生成水的反应是氧分子攻击苯环侧链上的伯胺基团-C(29)H2-N(22)H2中间的N(22)原子,使煤分子苯环侧链上的伯胺基团生成了-CH2-N=O基团和水.由反应活化能可知,生成水的反应是一个自发式反应.     

微波合成LiCoO2及其反应机理

以Co3O4和LiOH·H2O为原料,微波反应合成了LiCoO2.考察了Co3O4和反应原料在微波场和普通加热时的反应行为.由X射线衍射(X ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察对样品进行表征.XRD实验结果表明Co3O4和反应物在微波场和普通加热时的反应行为不同.在微波场中,在750℃Co3O4发生分解,Co3O4和LiOH·H2O反应生成LiCoO2的反应分两步完成.采用普通加热时,Co3O4在900℃以下不发生分解,Co3O4和LiOH·H2O生成LiCoO2的反应一步完成.SEM观察表明,微波合成LiCoO2样品颗粒边缘清晰、光滑.粒度分布实验表明以样品中的粒子直径为1～12μm的颗粒个数计所得百分含量为98.05%.     

燃烧合成Al-Cr_2O_3系隔热材料反应热力学

通过绘制反应标准自由能与反应温度的关系曲线、Al-O-N和Cr-O-N两体系叠加热力学参数状态图,结合X射线衍射、扫描电镜分析,对具有耐热高强隔热特点的燃烧合成材料的相的形成原因进行了分析。该燃烧合成材料的主要成分为Al_2O_3及(Cr,Al)_2O_3固溶体,并含有少量的AlN、Cr,Al_8O_3N_6,Cr_3P。     

煤燃烧中铬与氧的反应机理研究

探索使用了高级量子化学从头计算法来研究来铬与氧的反应机理。分别优化了两个研究反应的反应物，过渡态，中间体和产物的几何构型，并且计算出反应的热效应，熵变，活化能和绝对速率常数，并与文献数据进行了比较，计算结果与文献数据比较吻合，表明量子化学计算是研究铬等痕量元素气相反应机理和计算热力学及动力学参数的一种有效手段。     

F-T合成反应机理的研究

对F-T合成反应机理的发展过程,应用范围及研究前景进行了系统综述,着重总结了近期提出的机理模型,讨论了各种反应机理的合理性和欠缺处,并分析了链引发,链增长和链终止在反应机理中的作用,列举了支持各反应机理的直接实验事实。     

BaB6陶瓷粉末的反应合成

研究了利用BaCO3,B4C粉和活性炭粉制备BaB6陶瓷粉末的反应合成工艺。利用X－射线衍射分析了不同反应温度和保温时间条件下所生成粉末的相组成，利用扫描电镜分析了所生成BaB6粉末的颗粒尺寸及形貌。实验结果表明，BaCO3-B4C-C系制备BaB6粉末是一固相反应过程，其间要经过Ba2B2O5,BaB2O4等过渡相的生成过程。反应合成BaB6粉末的优化为：在10^-2Pa的真空条件下，1673K保温2小时，所合成的BaB6粉末形状主要由原材料B4C粉的形状决定，其颗粒由多边形集合体构成，通过改善原材料颗粒形貌可优化BaB6粉末形貌及性能。     

自蔓延高温合成Ti3AlC2 和Ti2AlC及其反应机理研究

以Ti,Al和C的粉体混合物为原料，在纯氩气气氛，25MPa压力，1600℃保温4h条件下，自蔓延高温合成了Ti3AlC2和Ti2AlCT，利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段对反应产物进行了研究，提出了自蔓延高温合成Ti3AlC2和Ti2AlC应具备的条件，并探讨了Ti，Al和C自蔓延高温合成Ti3AlC2和Ti2AlC的反应机理，结果表明，Ti3AlC2和Ti2AlC能够由Ti,Al和C元素经高温自蔓延合成反应来制备，其制备的必要条件是需要极快的加热速率以防止铝熔化并且改变钛的转移路线，Ti3AlC和Ti2AlC综合了金属材料和陶瓷材料的优点，成功的应用自蔓延高温方法合成Ti2AlC2和TiAlC必将成为该类材料纯块体的合成和制备提供好的原料，从而这类材料的实际应用将起到极大的推动作用。     

燃烧反应加压法制备细晶氧化铝陶瓷的致密化机理

采用燃烧反应加压法制备了致密的细晶氧化铝陶瓷。用透射电镜和场发射扫描电镜观察了致密样品,研究了快速升温条件下晶粒尺寸和致密度随烧结时间的变化规律。基于对氧化铝陶瓷致密化过程中晶粒生长动力学及结构形成过程的分析,探讨了燃烧反应加机械压力法制备细晶氧化铝的致密化机理。结果表明:烧结时间在2min以内的时,氧化铝晶粒尺寸没有明显变化,由表面扩散导致的晶粒颈部生长可以忽略。晶粒长大的抑制是由快速的升温速率以及短的烧结时间控制。样品中通过基面位错的滑移和攀移过程在(1120)面上生成具有Burgers矢量为1/3[1010]的层错,致密化过程为晶粒的高温塑性流动及晶界滑移共同作用结果。