铝硅合金潜热变化规律的DSC分析

通过真空电弧炉制备不同Si质量分数的铝硅合金,利用差示扫描量热分析仪测量合金的潜热,分析了Al-Si合金的成分与潜热之间的相互关系。结果表明,Al-Si合金初生相和共晶相的潜热需要进行单独求解,在Si的质量分数为4.16％～21.4％范围内,Al-Si合金潜热随Si的质量分数增加呈线性增加,亚共晶潜热、过共晶潜热具有不同的线性关系,分别为:L_hypo=353.4+12X(亚共晶)和L_hyper=409.6+7.54X (过共晶),其中X为Si的质量分数;过共晶Al-Si合金中初生Si相的潜热与纯Si的潜热相差较大是由Al-Si熔体中与纯Si熔体中Si的形态差异引起的。     

Si和Ca对铸态Mg-5Sn-0.5Sr合金组织和性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-5Sn-0.5Sr合金中加入Si和Ca等合金化元素,设计了Mg-5Sn-0.5Sr-xSi(x=1,2)和Mg-5Sn-0.5Sr-xSi-0.5Ca(x=1,2)合金.采用x-射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)研究了合金的相组成及显微组织,并利用力学性能试验机测定了合金的拉伸性能.结果表明,Mg-5Sn-0.5Sr-xSi(x=1,2)合金组织由沿α-Mg晶界析出的共晶Mg₂Sn、Mg₂Si相与α-Mg晶内初生MgSnSr相组成,且Mg₂Si相的质量分数随Si元素的增加而增加.对于Mg-5Sn-0.5Sr-xSi-0.5Ca(x=1,2)合金而言,加入Ca元素能够显著促进初生(Ca,Sr)MgSn相的形成,而抑制晶界上Mg₂Sn相的析出.     

Ce对Al-15%Mg_2Si复合材料组织和性能的影响

为了研究Ce元素对Al-15%Mg_2Si复合材料微观组织和力学性能的影响,利用原位内生工艺制备了Al-15%Mg_2Si复合材料,并加入不同质量分数的Ce元素对复合材料进行细化变质.利用扫描电子显微镜进行微观组织观察,利用布氏硬度计和液压万能试验机进行力学性能测试.结果表明,添加Ce元素后Mg_2Si相以块状和粒状形态存在于Al基体中,随着Ce元素质量分数的增加,初生Mg_2Si相得到细化,其力学性能呈现先增大后减小的趋势.当Ce元素的质量分数为0.6%时,初生Mg_2Si相的细化效果最好,其力学性能最佳.     

电磁搅拌对A1-Si合金凝固组织的影响

对电磁搅拌条件下凝固的亚共晶、共晶合金组织进行研究后发现,电磁搅拌可使Al—Si亚共晶、共晶宏观组织中等轴晶明显细化;α—Al显微组织由树枝状变球状,α—Al二次枝晶臂变宽,Si相间距变宽;Al—Si共晶合金显微组织中随搅拌电压增加Si片变长,分枝减少,Si片变得有规则,Si相间距增大等。     

TiAl合金表面Al-Y渗层的抗热腐蚀性能（英文）

针对TiAl合金抗热腐蚀性能不足的问题,采用扩散渗法在其表面制备了Al-Y渗层,研究了催化剂类型对渗层组织结构的影响,分析了渗层的热冲击性能,对比研究了TiAl基体和Al-Y渗层在25%NaCl+75%Na₂SO₄熔盐(质量分数wt.%)中的热腐蚀行为。结果表明:用不同催化剂制备的Al-Y渗层具有相似的结构,与基体均为良好的冶金结合,由外向内均由富Al外层、TiAl₃中间层和TiAl₂内层构成,但当采用NH₄Cl为催化剂时,渗层的致密度和均匀性较用NaF和AlCl₃·6H₂O催化剂好。在1000℃热冲击下,Al-Y渗层较基体合金具有更强的抗热冲击性能。TiAl合金在热腐蚀时,基体中的片层状α₂-Ti₃Al相首先与O、S介质发生选择性腐蚀,随后形成灾难性腐蚀;而Al-Y涂层在热腐蚀初期会形成致密的Al₂O₃氧化膜,有效地保护了渗层,随着热腐蚀时间的延...     

变质Al-xMg2Si合金中超细初生Mg2Si的制备

在未变质Al-xMg₂Si合金中,随着Mg\Si含量从18降低到14 wt.%,初生Mg₂Si晶粒尺寸发生明显细化,由~30 mm减小到~10 mm;当合金中Mg\Si的含量降低到12 wt.%,初生Mg₂Si全消失,其金相组织为单一共晶相组成。对Al-xMg₂Si进行0.5 wt.% Ca-Sb复合变质处理,当合金中Mg\Si的含量降低到10 wt.%,合金中金相组织为初生α-Al+共晶Mg₂Si组成。在0.5 wt.% Ca-Sb复合变质的Al-xMg₂Si合金中,由于变质剂的作用,在Al-xMg₂Si合金中,树枝晶状初生Mg₂Si消失,转变为细小的多边形,随着合金中Mg\Si含量从18降低到12 wt.%,初生Mg₂Si晶粒尺寸从~15 mm降低到~5 mm,形成超细初生Mg2Si晶体。对合金进行力学性能测试发现,超细初生Mg2Si的形成对提高合金强度、硬度作用较大。     

Mg⁃Al⁃LDH对塔河沥青质及其亚组分的吸附研究

采用pH恒定共沉淀法合成了双金属氢氧化物Mg?Al?LDH,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及BET等手段对其微观形貌、结构和组成进行表征。结果表明,成功制备出具有层状结构且有序程度较高的LDHs,其孔径属于介孔范畴。采用甲苯?正庚烷法将塔河沥青质（T_A）分离成重组分(A₁)和轻组分(A₂),并对其进行元素分析,得知A₁的极性最大,其次依次为T_A和A₂。进一步考察了Mg?Al?LDH对塔河沥青质及其亚组分A₁、A₂的吸附性能,研究发现Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附可在2~3 h达到平衡,实验数据与准二级动力学拟合较好,所得吸附等温线符合Langmuir模型,Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附量分别为71.38、140.65、39.31 mg/g。     

K438高温合金Al-Si涂层的高温氧化表面形貌分析

为提高航空发动机使用寿命,航空发动机涡轮机叶片表面均采用防护涂层技术,以提高基体合金的抗高温氧化腐蚀性能.采用热扩散的方法,在K438镍基高温合金表面制备了Al Si涂层.依据GB/T13303 91标准,对制备了Al Si涂层的K438高温合金进行了1 000℃×500h高温氧化性能试验.用XL 300FEG扫描电镜对氧化后的涂层表面进行观察分析,分析结果表明,K438高温合金表面的Al Si涂层,在高温氧化过程中已转变成连续致密的αAl2O3 氧化膜,该氧化膜无裂纹、剥落发生,可有效地阻止氧原子的渗入.涂层中Si元素的加入,能有效地阻止涂层元素与基体元素的互扩散,起到了扩散障的作用,延长了涂层的退化周期,使涂层获得了优良的抗高温氧化性能.     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900 ℃×5 h热处理后,再进行900 ℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

铜铝异种焊接用低温焊料Sn-40Bi-xZn的研究

通过改变Sn-40Bi-xZn焊料合金中Zn元素含量,对比Sn-58Bi共晶焊料合金研究Zn含量对Sn-40Bi-xZn焊料合金的熔化过程、焊接润湿扩展性、微观组织结构、力学性能方面的影响.结果表明：随着Zn元素含量的增加,Sn-40Bi-xZn焊料合金熔点T变化不大,但熔程ΔT逐渐变小直至保持稳定;当Zn的质量分数含量为2.0%时,Sn-40Bi-xZn焊料合金的铺展率最大,焊料合金在Al板上的润湿效果最好;当Zn质量分数含量达到1.0%及以上时,Sn-40Bi-xZn/Cu界面层主要为Cu₆Sn₅和Cu₅Zn₈金属间化合物,且Cu₆Sn₅含量随着Zn的增加有降低趋势;在Sn-40Bi-xZn/Al界面处并无金属间化合物层形成,而是随着Zn元素的增加,富Zn相也增加,焊接界面逐渐形成富Bi相、Sn-Zn-Bi相、Al-Zn-Sn固溶体多相共存;随着Zn元素的增加,Sn-40Bi-xZn焊料合金应变率、铜铝焊接接头剪切强度均呈现上升趋势.     

Al_xFeCoNi_(2.05)近共晶高熵合金组织和力学性能研究

为研究Al元素含量对Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)近共晶高熵合金组织和拉伸性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察合金的显微组织和断口形貌,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究Al原子含量对晶体结构的影响。试验结果表明:在该共晶系高熵合金中,Al元素为共晶形成元素。当Al元素含量为0.95时,合金具有由层片状L12相和B2相组成的完全共晶组织,其中富含Fe和Co元素的L12相为领先相,B2相富含Ni和Al元素。当Al元素含量为0.85时,合金组织为L12_(初生)+(L12+B2)_(共晶)组成的亚共晶组织;当Al元素含量为1.05时,合金组织为B2初生+(L12+B2)_(共晶)组成的过共晶组织。正是由于显微组织的差异,Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)合金的屈服强度由650MPa降低到450MPa和510MPa,而延伸率由12%大幅度增加到29%和27.5%。     

NiCr-Cr3C2 陶瓷涂层在锌铝腐蚀中的失效分析

运用超音速火焰喷涂技术在304不锈钢沉浸辊上喷涂NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层。将制备后的试样置于600℃铝质量分数为55%的熔融锌铝混合液中,并分析涂层在其中的腐蚀机理和失效过程。采用SEM 观察了原始粉末的形态并对涂层被腐蚀前后的形貌进行对比观察,采用EDS检测了NiCr-Cr₃C₂ 粉末的原始构成以及涂层被腐蚀后其中的元素变化。结果表明,NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层的孔隙率为2.9%,平均结合强度为82.76MPa,显微维氏硬度的平均值为1078.67HV。NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层在被沉浸1d后,在涂层中发现了元素构成的变化且有层次区分,NiCr-Cr3C2 涂层失效原因是Ni-Cr基体被Zn溶解,导致了涂层溃散,涂层中的Cr₃C₂也同时失去保护作用,并漂移到Zn-Al熔体中。     

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg_2Si相的变质作用

为了获得性能优良的耐热镁合金,研究了Sr对初生和共晶Mg_2Si相的变质作用,并利用扫描电子显微镜观察了Mg_2Si相的形貌特征与Mg-1.7Si-x Sr合金的微观组织.结果表明,当Sr的质量分数处于1.0%~1.5%范围内时,可对初生和共晶Mg_2Si相进行有效变质.Sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现,引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变,因而Sr可对初生Mg_2Si相起到变质作用.Sr的添加还可将Mg+Mg_2Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式,使得Mg_2Si相的生长形态产生改变,因而Sr可对共晶Mg_2Si起到变质作用.     

氧化铈含量对LZ91合金微观组织和显微硬度的影响

主要研究了添加不同质量分数的氧化铈(CeO₂)所制备成的LZ91合金复合材料的微观组织以及显微硬度。X射线衍射(XRD)证明了铸态LZ91合金α-Mg、β-Li相以及MgZn₂的存在,随着CeO₂的加入,复合材料LZ91合金的相组成发生了改变。对显微组织的研究发现,添加不同质量分数的CeO₂,影响了α-Mg的面积分数(S_α)和α-Mg晶粒大小,当质量分数为3%时面积分数最小为27%,晶粒最小值为58μm;同时观察到微观结构中的相组成发生了MgZn₂的消失和MgLiZn的生成,发现CeO₂的加入改变了合金的凝固方式。利用纳米压痕方法对材料的硬度进行表征发现,随着CeO₂的添加,显微硬度逐渐降低。     

溅射Ti涂层的Mg-7Y-2.5Zn-2Si/Al合金电化学腐蚀行为研究

为提高镁合金耐电化学腐蚀性能,研究磷化溅射Ti涂层的Mg-7Y-2.5Zn-2Al和Mg-7Y-2.5Zn-2Si两种镁合金在质量分数为3. 5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能.对两种试样进行电化学腐蚀试验,腐蚀后用扫描电镜(SEM)观测镁合金表面形貌,以及使用维氏硬度计对腐蚀后的镁合金进行硬度分析.磷化后溅射Ti涂层镁合金的电化学实验结果表明:含Si镁合金比含Al镁合金腐蚀膜更加稳定紧凑,通过磷化后溅射Ti涂层工艺处理后的镁合金的腐蚀膜与基体的连接性能较好,耐蚀效果提高较为显著.     

单相或混杂颗粒增强铝基复合材料的原位制备技术

以TiB₂/Al及TiB₂+Mg₂Si/Al铝基复合材料为例，探讨单相或混杂颗粒增强铝基复合材料的原位制备技术及混杂增强的优势。结合混合盐反应法与熔铸法成功地制备出体积分数5% TiB₂+10% Mg₂Si/Al混杂颗粒增强复合材料，并对其进行组织分析和性能检测。结果表明:TiB₂颗粒能够作为Mg₂Si相的优质异质形核基底从而有效地细化并均匀化Mg₂Si相，Mg₂Si共晶胞尺寸从50 μm细化至10 μm以下；在晶界区域团聚的TiB₂颗粒被Mg₂Si相打散而较均匀地分布，二者形成相互优化趋势；TiB₂+Mg₂Si/Al的屈服强度和抗拉强度较TiB₂/Al分别提升了88%和45%。     

激光熔覆Cr3C2/Fe复合涂层的组织与磨损性能

采用5kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Fe基合金涂层（Fe55）及添加20%Cr3C（2质量分数）的Fe基合金复合涂层（Cr3C2/Fe）,研究了两种涂层的组织结构、显微硬度及耐滑动磨损性能。结果表明,Fe55涂层以亚共晶方式结晶,在初生柱状固溶体枝晶间存在大量的网状共晶组织。Cr3C2/Fe涂层中Cr3C2大部分溶解,原Fe55涂层中初生柱状固溶体枝晶产生等轴化,枝晶组织也明显细化。激光熔覆Fe55涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,Cr3C2/Fe涂层的主要组成相为γ-Fe;α-Fe,Cr23C6以及未熔Cr3C2。激光熔覆Cr3C2/Fe涂层的硬度和耐磨性明显优于Fe55涂层。     

NiAl/Al复合涂层高温抗氧化性能与扩散机制

为了延长纯钛在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在纯钛表面制备了NiAl/Al复合涂层.在热处理炉中进行800 ℃×50 h连续氧化实验,根据NiAl层与纯Al层反应生成的金属间化合物性能,考察涂层的高温抗氧化行为和高温防护机制.结果表明,复合涂层在体系中具有足够的Al、Ni元素,可在涂层外表面形成以Al₂O₃为主的氧化物防护层,从而阻碍氧向内侵入.在高温氧化过程中NiAl/Al涂层中的Al发生熔化扩散,并与Ni和Ti形成以NiAl、Ni₂Al₃、NiAl₃及TiAl₃富Al相为主的扩散阻挡层.NiAl/Al复合涂层显著提高了纯钛的高温抗氧化能力.     

双金属MOF⁃74(Mg x Ni1-x )的制备及其对CO2/N2的吸附分离性能研究

以Mg、Ni为中心金属、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为模板剂,采用溶剂热法合成HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）（x=0.25、0.50、0.75）样品,以烟道气中CO₂和N₂为吸附质,考察了HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品在273 K和298 K下吸附分离CO₂/N₂的性能;通过静态容量法在273 K和298 K处测试了三种不同HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上CO₂和N₂的等温线,并使用双位点Langmuir?Freundlich（DSLF）和单位点Langmuir?Freundlich（SSLF）模型对获得的实验数据集进行了拟合;根据理想吸附溶液理论（IAST）,估算了CO₂/N₂二元混合物的吸附选择性;使用Clausius–Clapeyron方程计算了等量吸附热（Q_st）。结果表明,在273 K和100 kPa的条件下,HP?MOF?74(Mg_0.50Ni_0.50)样品的CO₂吸附量为4.864 mmol/g;CO₂和N₂在HP?MOF?74(Mg_0.50Ni_0.50)样品上的吸附等温线分别与DSLF和SSLF模型十分吻合,说明CO₂的吸附行为是双孔位吸附,而N₂的吸附行为是单位点吸附;HP?MOF?74（Mg_0.25Ni_0.75）样品对CO₂的IAST吸附选择性为2 263,吸附量和选择性均优于传统吸附剂MOF?74材料;CO₂在HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上的等量吸附热均高于N₂,说明CO₂在HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上的表面自由结合能更高。     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。