碳化镧锰水解氧化法制备La0.978Mn0.946O3氧化物

碳化镧锰合金在室温常压下进行水解氧化反应,洗涤并在50～80℃烘干得到La(OH)3和Mn3O4纳米粉。探讨了反应温度、反应时间、悬浮液浓度和碳化镧锰颗粒大小对晶粒尺寸的影响。优化工艺条件为:反应温度35℃,反应时间18 h,悬浮液浓度0.1 g/ml,碳化镧锰颗粒小于0.15 mm,得到比表面积为122.6 m2/g的La(OH)3和Mn3O4纳米粉。将该纳米粉分别在400、600、800℃和1 000℃煅烧2 h,最终得到晶化程度较好的La0.978Mn0.946O3氧化物。     

LaB_6和La_2O_3添加剂对ZrB_2-SiC超高温陶瓷结构与性能的影响

采用SPS工艺制备添加La_2O_3或LaB_6的ZrB_2-SiC陶瓷,测量试样的密度和力学性能,利用扫描电镜和透射电镜观察试样的微观形貌,研究添加镧的不同化合物对ZrB_2-SiC陶瓷显微结构和力学性能的影响,分析添加量对材料力学性能的影响.同时对ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷进行热处理,考察热处理对其力学性能的影响.结果表明,加入2.5%或5%(质量分数, 下同)的La_2O_3或LaB_6添加剂后,材料的室温强度、高温强度、断裂韧性都比无添加剂时要高;当含量相同时,加入LaB_6比La_2O_3更有利于提高陶瓷材料的室温强度;当添加剂的含量为2.5%时,材料的室温强度比较好,当添加剂的含量为5%时,材料的高温强度和断裂韧性比较高.热处理可以提高ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷材料的高温强度.     

LaB6改性C/C-ZrC-SiC复合材料的制备及其抗烧蚀性能

采用料浆浸渍结合树脂浸渍裂解法制备了含9.73 wt.% LaB6的LaB6-C/C预制体,再利用反应熔体浸渍法（RMI）制备了LaB6改性C/C-ZrC-SiC复合材料,考察了材料的微观结构和烧蚀行为,探究LaB6对材料抗烧蚀性能的作用机理。结果表明：在热流密度为2380 kw/m2的氧乙炔焰烧蚀120 s后,LaB6改性C/C-ZrC-SiC复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.05×10-3 g/s和2.17×10-3 mm/s,较未改性C/C-ZrC-SiC复合材料分别降低了74.8 %和61.9 %。烧蚀过程中,LaB6发生氧化反应生成La2O3和B2O3,La2O3与ZrO2之间的固溶作用以及化学反应,再加之液态B2O3具有促进固相反应传质的作用,使得材料表面形成大面积连续稳定的ZrO2-La2Zr2O7-La0.1Zr0.9O1.95熔融态保护层,这是材料优异抗烧蚀性能的主要原因。     

La_2O_3-Mo阴极的发射机理

采用热分析、原位ＸＰＳ等方法对 Ｍｏ—Ｌａ２Ｏ３阴极中 Ｌａ的价态进行了研究,探讨了该阴极的发射机理．实验结果表明,在高温下Ｌａ２Ｏ３可以被Ｍｏ２Ｃ还原成单质Ｌａ． Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ阴极的发射可用原子膜机理解释：在阴极工作过程中,还原得到的 Ｌａ覆盖在Ｍｏ基体表面,降低了基体 Ｍｏ的逸出功,促进了阴极的发射根据此机理提出Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ电子管制备和运行工艺．使电子管的工作寿命提高到了满足实际应用要求的水平．     

La2O3改性ZrB2-SiC涂层C/C复合材料全温域抗氧化行为研究

采用高温反应熔渗工艺制备了ZrB2-SiC和La2O3改性ZrB2-SiC涂层C/C复合材料,对比了2种涂层试样在中温(7001100℃)、高温(12001500℃)和超高温(2000℃以上)3个温域范围内的抗氧化性能。结果表明:7001100℃范围内,随着温度的升高,La2O3改性涂层试样的抗氧化性能提升幅度在逐渐提高。1200℃1500℃范围内,涂层均表现出良好的长时抗氧化性能,La2O3改性ZrB2-SiC在1200℃下恒温氧化250 h后,仍保持微量的增重;涂层复合材料良好的高温抗氧化性能主要其在是由于氧化过程中涂层表面形成的La-Si-O复合玻璃层和钉扎相ZrSiO4的协同作用提升了氧化膜的高温稳定性。在2000℃以上的氧乙炔火焰烧蚀环境下,La2O3的添加使得ZrB2-SiC涂层的质量烧蚀率和线烧蚀率均降低了近50%,其主要归因于表层La-Si-O和ZrO2玻璃层对烧蚀缺陷的愈合作用。     

低红外发射率陶瓷层/金属层/陶瓷层复合薄膜高温性能研究

目的研究热处理工艺对陶瓷层/金属层/陶瓷层复合薄膜低红外发射性能的影响,并分析复合薄膜的有效工作温度。方法采用多弧离子镀方法在Ni基K424合金基底上制备了AlCrN/Cr/AlCrN和AlCrSiN/Cr/AlCrSiN两种复合薄膜,分别在700~800℃和800~900℃大气环境下对样品进行了热处理。利用X射线衍射仪、场发射高分辨率透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、电子探针显微分析仪、辉光放电质谱仪和傅里叶变换红外光谱仪,对样品的微观结构、化学组成和表面辐射特性进行了分析。通过建模计算了两种样品在不同温度下的氧化活化能和扩散系数,对比了其抗氧化性能和抗扩散性能。结果样品中的陶瓷层呈纳米晶-非晶结构特征,AlCrN和AlCrSiN陶瓷层中的纳米晶分别为hcp-Cr2N和hcp-AlN。非晶AlCrN介质会在750℃结晶形成面心立方相的Cr(Al)N,加入Si元素可以将其结晶温度提高至850℃。在氧化初期,由于纳米晶的不同,AlCrN和AlCrSiN陶瓷层的表面分别形成富Cr和富Al的氧化层,而由于fcc-Cr(Al)N的形成,以及氧化铬和氧化铝之间极高的溶解度,最终样品表面会形成铝、铬混合的氧化层。当非晶AlCrN介质结晶后,O元素通过晶界深入样品内部导致样品的红外发射率急剧增大,使其低发射特性失效。同时,结晶后的复合薄膜中陶瓷层的氧化活化能降低,Ni元素的扩散系数增大。结论纳米晶-非晶结构的陶瓷层具有更优异的抗氧化性能和抗扩散性能,加入Si元素可以提高样品的抗氧化性能,AlCrSiN/Cr/AlCrSiN复合薄膜可应用于850℃以下的低红外发射率应用。     

TiB2掺杂对316L不锈钢厚膜电阻抗氧化性能的影响

目的厚膜电阻在电热膜方面的应用越来越广,而对于多孔陶瓷基体表面的厚膜电阻抗氧化性能的研究尚不多见。方法通过恒温氧化实验研究了TiB_2掺杂对不锈钢厚膜电阻在400、500、600、700℃下抗氧化性能的影响,采用XRD、SEM和EDS等方法分析了未掺杂及TiB_2掺杂两种厚膜电阻的相组成和显微组织。结果两种厚膜电阻的氧化动力学曲线均符合类抛物线模型,即(Δw)n=kt。在400℃下,两种厚膜电阻的指数n均为4,掺杂TiB_2电阻膜的氧化速率常数K1为1955.8 g4/(m8·h),而未掺杂TiB_2电阻膜的氧化速率常数K2为4694.9 g4/(m8·h),这是由于掺杂TiB_2厚膜电阻的致密度较高,使得厚膜电阻的抗氧化性能得以提高。高于500℃时,两种厚膜电阻的指数n均为2,掺杂TiB_2厚膜电阻的氧化速率常数大于未掺杂厚膜电阻。这是由于TiB_2氧化致使膜层内部出现间隙,膜层内部氧化严重(氧化产物主要为TiO_2、B_2O_3、Fe_2O_3以及(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_3),厚膜电阻抗氧化性能降低。结论不锈钢厚膜电阻中掺杂TiB_2可在400℃下提高膜层的抗氧化性能,而在500℃以上的高温环境下却有损于膜层的抗氧化性能。     

Oxidation Behavior of K4750 Alloy at Temperatures Between 750 ℃and 1000 ℃

This study investigated the oxidation behavior of a new casting Ni-based superalloy K4750 at 750 ℃-1000 ℃ in air for 100 h-1000 h by isothermal oxidation tests.The oxidation-kinetic curves were plotted by the static discontinuous weight gain method.Observation and identification of oxidation products were conducted using scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectroscopy (EDS),electron probe micro-analysis (EPMA) and X-ray diffraction (XRD).X-ray photoelectron spectrometer (XPS) was also used to analyze the chemical state of elements and the distribution in depth.The results showed that the oxidation-kinetic curves of K4750 alloy basically obeyed the parabolic law.The average oxidation rate below 900 ℃ was less than 0.1 g/m2.h which meant the alloy was at a complete anti-oxidation grade,and the alloy was at an anti-oxidation grade at 1000 ℃.The predominant surface oxide was Cr2O3,and a double layer structure of the oxide scale was observed at all tested temperatures as time increased.The outer oxide layer contained continuous Cr2O3 and a small amount of oxides mixed TiO2 and NiCr2O4,while the inner oxide layer was composed with Al2O3.The oxidation process could be interpreted by the competitive oxidation of different elements.The diffusion rate of Ti through Cr2O3 layer increased with increasing temperature,and thus the generation of TiO2 was advantageous.The dispersed TiO2 reaching a certain amount destroyed the continuity of the surface oxide layer,which accounted for the reduction of oxidation resistance of K4750 alloy at high temperatures.     

C/C复合材料航空刹车副表面防氧化涂料的研制

以磷酸,磷酸盐,ＳｉＣ,ＳｉＯ２,Ｂ４Ｃ和含硼化合物等为原料研制了以硅、硼化合物为主的多组分陶瓷混合物涂料。采用该涂料以刷涂的方式制备的Ｃ／Ｃ复合材料复合涂层具有显著的防氧化效果。研究表明,涂覆有涂层的Ｃ／Ｃ复合材料试样在９００℃氧化１０ｈ后,其氧化损失率为１０．３７％;试样在空气中９００℃,３ｍｉｎ＝室温,２ｍｉｎ急冷急热,如此在１０ｈ内循环１００次后,氧化损失率为８．４１％,涂层与基体结合牢固     

NiCoCrAlY粘结层喷涂工艺对8YSZ热障涂层抗氧化性能的影响

目的 提高热障涂层粘结层的抗高温氧化性能。方法 分别采用爆炸喷涂和等离子喷涂工艺制备了不同结构的NiCoCrAlY粘结层,之后通过等离子喷涂制备8YSZ陶瓷层,分析了两种粘结层结构的热障涂层的抗高温氧化性能。利用XRD、SEM和EDS对涂层物相、微观结构和成分进行分析,并对其与基体结合状态、抗高温氧化性能进行研究。结果 爆炸喷涂粘结层内部组织致密,缺陷较少,与基体结合处孔隙少;而等离子喷涂粘结层内部的层状特征明显,孔隙较多,表面粗糙度较低。爆炸喷涂粘结层氧化5 h后,表面生成了一层富Al2O3的致密氧化物膜;而等离子喷涂粘结层表面形成了富NiO、CoO、Cr2O3和Ni(Cr,Al)2O4的氧化物层,并出现了许多微裂纹和片层状氧化物。爆炸喷涂制备的热障涂层试样在前5 h氧化增重速率高于等离子喷涂试样,随后变平缓,而等离子喷涂试样氧化速率依然较高。爆炸喷涂热障涂层的热生长氧化物层（Thermally grown oxide, TGO）经50 h氧化后,仍呈连续状,厚度均匀,粘结层内氧化物缺陷较少。结论 爆炸喷涂粘结层组织均匀、致密,喷涂时涂层的氧化以及热处理的内氧化较少,使得足够的Al较快速地在粘结层表面形成致密的氧化铝,表面一定厚度的氧化铝层抑制了氧和其他金属原子的相向扩散反应,提高了涂层的抗高温氧化性能。     

表面微弧氧化处理对不锈钢与环氧树脂粘接性能的影响

采用热浸镀铝工艺在不锈钢表面镀铝,分析了浸镀时间与浸镀温度对合金层及纯铝层厚度的影响并获得最佳镀铝工艺参数,在此基础上再进行微弧氧化试验。用剪切法测试了氧化膜与环氧树脂之间的结合强度,采用SEM、XRD和激光共聚焦显微镜对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而探讨分析了不锈钢微弧氧化处理对其与环氧树脂粘接性能的影响。结果表明:适宜的浸镀温度为710 ℃,浸镀时间为11 min;微弧氧化膜主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成,不同微弧氧化时间下氧化膜产物基本相同;随着氧化时间增加,陶瓷膜表面粗糙度增大,微弧氧化膜-环氧树脂的结合强度增大,当时间增至30 min时,膜层表面粗糙度最大值为1.265 μm,结合强度增加到最高值33.20 MPa,比未处理过的试样结合强度提高了2.8倍。     

氟钛酸钾添加对铝镁复合板微弧氧化涂层结构及耐蚀性的影响

为研究氟钛酸钾(K₂TiF₆)添加对Al-Mg复合板微弧氧化涂层结构和耐腐蚀性能的影响,在硅酸盐-氢氧化钠电解液体系中加入不同浓度的氟钛酸钾(0、1、2和3 g·L^-1),利用微弧氧化技术(MAO)在Al-Mg复合板表面制备陶瓷氧化物涂层。通过SEM、XRD、EDS和电化学工作站等对制备陶瓷氧化物涂层显微组织、相组成、形貌及耐蚀性能进行表征。添加K₂TiF₆后,Al-Mg复合板Al侧的涂层厚度、表面孔隙率和表面粗糙度随K₂TiF₆浓度的增加呈下降的趋势(24.2～18.4μm、6.8%～5.3%、3.55～2.23),Mg侧涂层呈上升趋势(21.0～26.6μm、3.6%～5.3%,3.35～4.33),此外涂层中的Ti和F元素含量增加,各样品的耐蚀性均有所提高。添加K₂TiF₆为2 g·L^-1时,两侧涂层的耐蚀性最好,其中R_t均比未添加的样品增加...     

碳化La_2O_3-Mo阴极材料的高温XPS研究

采用高温 X射线光电子能谱 (XPS)对碳化 La2 O3- Mo阴极材料表面 La的价态进行了研究。结果表明 ,材料中的 La2 O3可以被 Mo2 C还原成单质 La。单质 La的结合能高于 La2 O3的结合能。从实验上证实单质 La3d5/2的结合能为 835.96e V,并首次给出单质 La3d3/2结合能实验数值为 852 .2 3e V。     

7075铝合金微等离子体氧化硼酸盐体系电解液配方的优化

利用微等离子体氧化技术,在7075铝合金表面原位生成了陶瓷层.采用正交实验法确定了在硼酸盐体系中进行微等离子体氧化的最佳电解液配方,通过SEM及XRD分析了陶瓷层的形貌及相组成.结果表明:陶瓷层硬度可达到812HV0.1;陶瓷层表面形貌均匀,膜层致密,主要由γ-Al2O3组成.     

An investigation on bonding interface microstructure of ceramic coating prepared on AZ91D by evaporated pattern casting technique

PbO-ZnO-Na2O ceramic coating was fabricated on the AZ91D Mg-alloy substrate surface by using of evaporated pattern casting (EPC) process. The ceramic coating was characterized through scanning electron microscopy (SEM) observation, energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) and so on. The research was emphasized on the formation process of ceramic coating and the interface bonding conditions between ceramic coating and the substrate. Results show that the glass powder (PbO-ZnO-Na2O) melts when contacts with the high temperature liquid metal, and solidifies on the surface of the substrate with the decrease of temperature. Therefore,the ceramic coating was successfully prepared with the formation of the bonding interface with the substrate.Beside the influence of coating layer thickness, the vacuum level was also investigated. Further analysis indicates that oxide inclusions and decomposition products of foam pattern had a significant effect on the bonding interface.To obtain a good bonding interface between the ceramic coating and the substrate, the metal liquid oxidation and inclusions must be decreased and the decomposition products of foam pattern should be exhausted from the EPC coating completely.     

新型NbMoCrTiAl-1Si-xB(x=0、1)难熔高熵合金的微观组织及高温氧化行为研究

目的进一步改善新型低密度难熔高熵合金NbMoCrTiAl-1Si的高温氧化能力。方法采用非自耗真空电弧熔炼技术配合水冷铜模制备了 B(x=0、1)合金,于1173 K下,在TGA/DSC1型热重及同步热分析仪上进行了48 h高温氧化试验,通过XRD、SEM及EDS分析了该合金的组织结构和高温氧化机制。结果铸态NbMoCrTiAl-1Si-x B(x=0、1)合金具有典型的枝晶状组织,1%B元素的添加不会改变合金枝晶的组织结构,但会使枝晶间组织形态由黑色纳米颗粒状转变为亮白色短棒状。NbMoCrTiAl-1Si合金的氧化过程由初期线性快速氧化阶段和后期抛物线慢速氧化阶段组成,氧化总增重为1.064 mg/cm~2,而NbMoCrTiAl-1Si-1B合金氧化过程则可分为具有两个不同氧化速率常数的抛物线氧化阶段,氧化总增重约为NbMoCrTiAl-1Si合金氧化总增重的1/2。经48 h高温氧化后,NbMoCrTiAl-1Si合金表面氧化膜凹凸不平,枝晶间发生了明显的内氧化现象,形成了枝晶内以片状和针状刚玉结构的Al_2O_3为主,枝晶间以团簇状金红石结构的Ti O_2为主的氧化膜,NbMoCrTiAl-1Si-1B合金表面氧化膜相对平坦,整个试样表面覆盖了一层由Al_2O_3、Ti O_2和Ti_(0.4)Al_(0.3)Nb_(0.3)O_2等组成的连续、致密的氧化膜。结论1%B元素的添加会促进NbMoCrTiAl-1Si-1B合金表面Al_2O_3和Ti O_2等致密氧化物的形成,抑制合金内氧化进程,显著提高合金抗高温氧化能力。     

Gas solid techniques for preparation of pure lanthanum hexaboride

The processes reported for the preparation of lanthanum hexaboride (LaB6) from lanthanum oxide involve the use of carbon either elemental or in the form of boron carbide or elemental boron itself as reducing agents, fused salts at high temperatures or reactions which require the product boride to be leached out. Each of these techniques either increases the process costs and/or increases chances of contamination in fi-nal product. Pure LaB6 can best be prepared by a reaction which produces a gaseous byproduct. In the present study, such a reaction was successfully used to yield pure lanthanum hexaboride. The process involved mixing of anhydrous lanthanum chloride with aluminium and boron and heating the charges under dynamic argon flow. Lanthanum chloride is known to be highly hygroscopic; hence the process using improperly dehydrated LaCl3 led to the formation of lanthanum oxychloride which does not convert to LaB6 under conditions wherein LaCl3 converts. Not only the formation of AlCl3 but also its continuous removal from the reaction zone is necessary for the success of the process.     

TC4合金热氧化行为的研究

为提高钛合金的表面硬度和耐磨性能,采用表面改性热氧化技术在钛合金表面自生成陶瓷层。用金相显微镜及粗糙度测试仪研究了氧化膜的表面形貌,用显微硬度计分析了试样表面的硬度情况,电子探针研究了涂层成分沿断面分布的情况。结果表明：高温钛合金的氧化层由TiO2和其外表面的一薄层Al2O3所组成,使表面的硬度得到显著的提高。     

La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及耐磨性的影响

利用5kW的CO2激光器在低碳钢基体表面熔覆含La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层，研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明，在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2O3可有效改善熔覆复合层的组织及性能，减少复合层中的裂纹，孔洞，夹杂，加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的表面形状，同时使熔覆复合层的组织及硬度更加均匀。     

稀土镧不同化合物对渗锌层耐蚀性能的影响

目的 研究稀土元素镧的不同化合物对渗锌层耐蚀性的影响.方法 在渗锌剂中不添加稀土元素及分别添加氧化镧、硫酸镧、氯化镧和硝酸镧,采用包埋法制备相关的渗锌层.通过使用TT260覆层测厚仪测量渗层厚度,利用SEM对渗锌层的表面形貌进行观察.配制质量分数为5%的NaCl溶液,进行全浸腐蚀试验,使用TG-328 A分析天平测量浸泡75 h和150 h的腐蚀失重,计算腐蚀失重速率,使用数码显微镜观察渗锌层腐蚀形貌.结果 与未添加稀土元素制备渗锌层的厚度33.0μm相比,在渗锌剂中添加稀土元素镧能够有效提高渗层厚度,添加氧化镧的渗层厚度上升至45.7μm,添加硫酸镧的渗层厚度上升至41.7μm,添加氯化镧的渗层厚度上升至36.1μm,添加硝酸镧的渗层厚度上升至43.1μm.观察不同渗锌剂制备渗锌层的表面形貌,添加氧化镧制备的渗锌层表面最均匀、致密,但渗层表面出现少许微裂纹.在盐水浸泡实验中,添加硝酸镧制备渗锌层的腐蚀失重速率在浸泡75 h和150 h时都是最小的,分别为0.0441 g/(m2·h)和0.0625 g/(m2·h),表现出十分优异的耐蚀性能.结论 在渗锌剂中添加稀土元素镧,能够提高渗锌的效率,改善渗锌层的表面质量,使得渗层更加均匀、致密,但渗层表面会出现少许不同程度的微裂纹.氧化镧、硫酸镧和硝酸镧的催渗作用十分明显,氯化镧的催渗效果最差.在耐盐水环境的腐蚀中,添加氯化镧制备的渗锌层的耐蚀性最不理想,而添加硝酸镧制备的渗锌层的耐蚀性最好.