Ta-W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层组织结构与氧化行为

采用料浆烧结法在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-Zr涂层,利用内热法在大气环境下测试了涂层在1 400 ℃的抗氧化性能,通过扫描电镜、电子探针和波谱分析等手段分析了Ta-10W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层氧化前后的微观形貌与组织结构。结果表明：原始涂层呈3层结构,从表面到基体的组织依次为(Zr,Cr,Ti)Si₂→(Ta,W)Si₂→(Ta,W)₅Si₃→Ta合金; 1 400 ℃高温下保持10 h,涂层仍可有效防护钽合金基体不失效; 涂层高温抗氧化机理在于形成了致密的(Si,Zr,Cr,Ti)O₂复合氧化膜,有效减缓了氧元素向内扩散的速率。     

Al/MoSi2复合材料的低温氧化行为

通过热重量分析法研究了Al/MoSi2复合材料在400～700 ℃的氧化性能,采用SEM和X射线衍射仪观察与测定了其表面形貌和相组成.结果表明Al/MoSi2复合材料在400,600和70 0 ℃氧化时,质量变化较少,归因于表面形成较连续的3Al3O2·2SiO2保护膜;而它在50 0℃氧化过程中,大量生成挥发性MoO3相,破坏了3Al3O2·     

钛合金表面渗钼涂层的组织和性能研究

采用固体粉末包埋法在钛合金表面制备了渗钼涂层, 用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)仪以及X射线衍射(XRD)仪, 对不同热处理制度下涂层的形貌、组织结构、元素分布进行了分析。在900 ℃以上加热时, 得到了渗Mo涂层, 涂层由沉积层和扩散层组成, 涂层厚度随温度的提高而增加, 在1 050 ℃/6 h处理时, 其中扩散层厚度达到了370 μm, 涂层和基体界面间的裂痕被消除。涂层由外往里的相组成依次为Mo、β(Ti)、α″(Ti)、α′(Ti), 改变了原钛合金表面的相结构。涂层显微硬度最大值达到HV0.25 1 400 以上, 达到了提高钛合金涂层硬度的目的。     

镍基高温合金铝硅涂层高速旋转燃气热冲击实验研究

为了提高叶片在恶劣服役环境下的使用性能,用料浆法在DZ417G高温合金表面制备了铝硅涂层,利用涡轮叶片模拟服役环境装置,分别开展了900和1 100℃下的高速旋转燃气热冲击实验,并且用扫描电镜对试样表面和截面进行了形貌观察及成分分析,以及采用XRD分析了涂层的相结构。结果表明:经高速旋转热冲击后,涂层结构保持完整,其对基底有良好的保护作用;热冲击后在涂层外表面形成不连续氧化膜,与静态氧化时呈现的氧化机理不同。     

金属钼表面Mo-Si-N-B涂层的抗高温氧化性能研究

在金属钼表面制备了Mo-Si-N-B涂层, 利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成, 并评价了涂层在1 450 ℃大气环境下的抗氧化性能。结果表明: 涂层由MoSi₂相、Si₃N₄和Mo₂B₅相组成, 涂层内部致密且与基体结合紧密;高温氧化时, 涂层表面生成致密硼硅玻璃氧化膜, 其稳定抗氧化时间达100 h;高温下由于氧化膜的挥发和涂层的“退化”导致涂层失效。     

CeO2-Y2O3-ZrO2热障涂层研究进展

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命和隔热性能等要求的不断提升,传统的6%—8%Y₂O₃部分稳定ZrO₂(YSZ)热障涂层由于存在容易产生高温相变、变形剥落等问题,已难以适应未来高温等更加严苛的工作环境。CeO₂和Y₂O₃共同稳定的ZrO₂(CYSZ)涂层具有良好的高温相稳定性、较好的抗熔盐腐蚀性能,CeO₂的掺杂能使ZrO₂材料的热导率降低,提高涂层的隔热性能、热膨胀系数和抗热震性能。综述了国内外CYSZ热障涂层的研究成果和存在的问题,阐述了CeO₂掺杂对YSZ热障涂层性能的影响机制,并简要介绍了目前国内外CYSZ热障涂层及其材料的制备技术研究进展。     

Mn13钢基材表面真空钎焊Al1.2CoCrFeNi2.1高熵合金的微观组织与性能

针对传统钢材Mn13钢等在大规模应用中暴露出的低应力耐磨性差、低温脆性和易生锈等问题,采用在Mn13钢表面焊接具有高强度、良好的延展性和耐蚀性的Al_1.2CoCrFeNi_2.1近共晶高熵合金来改善其表面性能。采用BNi2钎料通过真空钎焊的方式在Mn13钢表面钎焊Al_1.2CoCrFeNi_2.1高熵合金,并对高熵合金母材和钎焊接头的微观组织与力学性能进行了探究,同时研究了真空钎焊温度对钎焊层微观组织和力学性能的影响。实验结果表明：母材Al_1.2CoCrFeNi_2.1高熵合金的显微组织由FCC相和有序B2相组成,钎焊后合金组织中B2相体积分数增加,显微维氏硬度从（436±15.7）HV升至（472±7.1）HV;钎焊接头的微观组织主要为Ni基的固溶体相和硼化物相,焊缝中心主要以CrB为主,扩散区则以B元素与母材元素形成的硼化物为主;钎焊温度过低或者过高会在焊缝形成气孔及硼化物,从而降低钎焊接头的剪切强度,当钎焊温度为1 050 ℃时,焊接接头的剪切强度达到最大值684.6 MPa。     

La/Y比对A2B7型La-Y-Ni储氢合金性能的影响

采用真空熔炼法制备了不同La/Y比的A₂B₇型La_xY_3-xNi_9.7Mn_0.5Al_0.3(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)储氢合金。通过XRD、SEM、气相PCT曲线和电化学充放电循环曲线测试等方法,系统研究了A侧Y元素部分替代La元素对合金相结构和合金性能的影响。结果表明,制备的合金主相为Ce₂Ni₇相,同时还含有少量Gd₂Co₇相、PuNi₃相和LaNi₅相。主相Ce₂Ni₇相丰度随着La/Y比增加而逐渐增大,当La/Y比为1∶2时,LaY₂Ni_9.7Mn_0.5Al_0.3合金吸氢量最大,为1.317%。经过150次充放电循环,LaY₂N...     

铝电解槽阴极TiB2-碳胶涂层的制备

铝电解槽惰性阴极是近年来的研究热点,而TiB2阴极涂层以其简单易行且具有优异的性能如电导率高、耐腐蚀性、与铝液良好的润湿性等而备受关注。本文介绍了TiB2碳胶涂层的制备方法,并以此涂层应用在工业铝电解槽上进行试验,取得了较好效果。     

Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层的组织与性能

本文采用真空电弧熔炼技术与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层,采用XRD、SEM、显微硬度计、磨料磨损试验机对高熵合金及涂层的相结构、微观组织以及耐磨损等性能进行测试分析。研究结果表明:真空电弧熔炼技术制备的Fe0.5CrMnAlCu高熵合金的相结构为FCC和BCC相固溶体结构,其组织形貌主要由枝晶和枝晶间组织构成,冷喷涂辅助感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层的相结构为单一的BCC 结构,其组织形貌由枝晶和枝晶间组织构成。由于感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层较电弧熔炼制备的高熵合金有更大的晶粒尺寸,同时涂层的原子尺寸差δ大于合金的原子尺寸差,这导致感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层的硬度是真空电弧熔炼高熵合金的1.37倍,其磨损率比真空电弧熔炼制备的高熵合金磨损率降低18%。真空电弧熔炼与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层的磨损机制主要是粘着磨损、磨粒磨损。     

纳米AgSnO_2触头合金的电弧侵蚀特性

采用化学共沉淀、高能球磨、常压烧结等方法制备了纳米AgSnO_2触头合金,对合金的密度、硬度、电阻率等物理性能及其组织结构进行了分析研究,利用高速摄像机对纳米AgSnO_2和商用AgSnO_2In2O3触头合金的燃弧过程进行了跟踪拍摄,对比研究了电弧侵蚀前后合金的表面形貌。结果表明,纳米AgSnO_2触头合金内部的纳米氧化物颗粒均匀弥散地分布于银基体内。与商用AgSnO_2In2O3合金相比,纳米AgSnO_2触头合金具有较高的硬度及电阻率,而密度偏低。在燃弧试验过程中,纳米AgSnO_2触头合金电弧等离子云颜色浅、体积大,电弧弧根对应的阴极斑点数量多、区域大,具有较强的分散电弧能力以及优良的耐电弧侵蚀性能。燃弧后,合金表面烧蚀轻微,电弧烧蚀率明显小于AgSnO_2In2O3合金。     

锂离子电池Li2FeP2O7正极材料的制备及其电化学性能

采用固相球磨法制备了Li2FeP2O7/C正极材料,研究了烧结温度、碳包覆含量以及碳源对其结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明: 高温固相烧结合成样品的适宜温度为680 ℃,以柠檬酸为碳源、碳包覆量为5%时,合成的Li2FeP2O7/C晶型完整,晶粒较小且均匀,0.1C倍率下的放电比容量可达102.6 mAh/g,0.5C倍率下的初次放电比容量可达83.4 mAh/g,循环30次后放电比容量为80.7 mAh/g,展现了较好的循环性能以及倍率性能。     

无造孔剂模压烧结制备多孔Cu60Zn40合金的工艺及组织调控

金属多孔材料在制备过程中通常需要掺杂造孔剂以调控孔隙结构,但去除造孔剂需要较长时间,且残留造孔剂会对母材造成污染或腐蚀。以水雾化Cu₆₀Zn₄₀合金粉末为原材料,在未掺杂造孔剂条件下,采用单轴限位模压和烧结工艺制备了多孔Cu₆₀Zn₄₀合金,深入研究了高度压缩比和烧结时间对其孔隙结构的影响。研究结果表明,在未掺杂造孔剂的情况下,粉末冶金制备的多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的孔隙结构主要受压制条件和烧结工艺控制。随着压坯高度压缩比从1.6增加至2.0,多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的孔隙率降低了48.15%,同时最大孔径、平均孔径和最小孔径分别减小了45.51%、46.72%和66.43%。尽管孔隙形貌未发生明显变化,但该调控方式有效改变了合金的孔隙尺寸。随着烧结时间延长,多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的孔隙形状明显趋于球形化,而孔隙率和孔隙尺寸变化幅度较小。因此,采用模压烧结法制备的多孔Cu₆₀Zn₄₀合金,可通过调整高度压缩比灵活调控开孔隙率和孔隙尺寸,可通过调控烧结时间优化孔隙形貌。此外,在多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的烧结过程中,锌的挥发量与高度压缩比成反比,与烧结时间成正比。本研究为无掺杂造孔剂调控金属多孔材料孔隙结构提供了可靠的理论和技术支持,对粉末冶金制备金属多孔材料具有重要理论和实际意义。     

添加CeO2对W-6Ni-4Co合金组织与性能的影响研究

采用冷压烧结法,以W、Ni、Co为原料,添加微量CeO2,制备W-6Ni-4Co合金。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪等分析测试合金相组成、组织结构和力学性能,研究CeO2添加量对合金组织、性能的影响,并探讨CeO2对合金烧结致密化、相组成及分布、相长大和力学性能的作用机制。结果表明,W-6Ni-4Co合金主要由W、Co7W6、CeO2、Ni和Co相组成,增加CeO2添加量,抑制局部烧结合金化及W相长大,使Co7W6相减少、W相细化以及孔隙增加;添加0.1%CeO2合金组织细小、黏结相分布均匀,减弱了孔隙的性能弱化效应,使其力学性能最优。     

ZrO2/B2O3双包覆单晶高镍材料及锂电池性能研究

开发高能量密度、低成本、高安全性和可持续的材料体系,对于锂电池的高质量发展具有重要意义。高镍三元正极材料具有质量能量密度高、倍率性能好、钴含量较低的优点,是长续航动力锂电池的首选,但其存在压实密度低、表面残碱高、高温循环易产气的问题。本文通过采用在不同温度下进行梯次包覆的方法,制备出ZrO₂/B₂O₃双组分包覆的单晶高镍材料（ZrO₂/B₂O₃@SCHN）。同时,对ZrO₂/B₂O₃双包覆单晶高镍材料及其锂电池性能进行了研究。研究结果表明：ZrO₂/B₂O₃@SCHN材料单一颗粒形貌明显,具有良好的层状晶体结构;ZrO₂/B₂O₃@SCHN锂离子软包电芯在45 ℃循环1500次后容量保持率高达85%,此外ZrO₂/B₂O₃@SCHN电芯通过热箱测试（130 ℃,30 min）后未发生破裂、冒烟、着火和爆炸等现象,表现出优异的热安全性。该研究为进一步改善单晶高镍材料的性能提供可靠的实验探索,为高能量密度长循环锂离子电池的研发提供参考。     

二氧化锰还原法制备锰酸锂材料及其性能研究

采用二氧化锰还原法制备了锰酸锂前驱体, 将前驱体在不同温度下进行热处理, 制得尖晶石型锰酸锂。利用AAS、滴定法、XRD、SEM表征样品的元素含量、晶体结构、形貌和粒径, 并研究了不同热处理温度对锰酸锂电化学性能的影响。结果表明, 通过二氧化锰还原法合成出了具有一定尖晶石结构的锰酸锂前驱体。当热处理温度为800 ℃时, 锰酸锂的导电性最佳, 0.2C放电容量为132.7 mAh/g, 0.5C放电容量为123.9 mAh/g, 循环10次后, 容量衰减5.97%。     

基于天然辉钼矿制备的少层MoS2纳米片及其超电容性能研究

以天然辉钼矿为原料,采用Na+离子辅助液相剥离法制备了一种少层的MoS2纳米片（F-MoS2）。分析结果表明,剥离得到的F-MoS2纳米片厚度约为1.1~1.5 nm,对应为2~3层MoS2。电化学性能测试发现,F-MoS2在0.25 A/g的电流密度下质量比容量可达到73.7 F/g,远高于未剥离的辉钼矿（9.2 F/g）和商品MoS2（19.6 F/g）,F-MoS2显著提升的电容量主要归因于其充分暴露的活性表面。本研究证实了通过Na+离子辅助液相剥离法制备的F-MoS2是一类非常有应用前景的储能材料。     

大比表面积CoOOH包覆高电压钴酸锂的性能研究

采用液相沉淀-低温热分解法制备了大比表面积羟基氧化钴,通过XRD、SEM和激光粒度仪对样品的结构和形貌进行表征,结果表明所制备的产物主相为CoOOH,其比表面积达到60 m²·g^-1,形貌呈片状颗粒,中位径D50为0.13μm。同时,研究了大比表面积CoOOH对钴酸锂正极材料的包覆性能及电化学性能。SEM结果表明,大比表面积CoOOH均匀地覆盖在钴酸锂颗粒表面。电性能测试结果表明,CoOOH包覆的钴酸锂在电压3.0—4.6 V范围内经100次循环充放电后,其容量保持率达到87.9%,优于氢氧化钴。