钨热阴极材料的研究进展

综述了钨热电子发射用阴极材料的组成特点及应用,介绍了几种钨阴极材料常用的掺杂工艺,讨论了影响钨阴极性能的因素,展望了今后的研究方向。     

钨—氧化钪混合基底阴极的制备与应用

本文介绍了W-Sc2O_3混合体的粉末冶金制备方法及其应用.该混合体作为阴极基底制成的阴极,获得了良好的结果.     

掺杂氧化铈钡钨阴极的结构和发射性能的研究

采用CeO2与钨粉机械混合,制备了满足大功率微波器件要求的高性能掺杂CeO2钡钨阴极,利用扫描电镜、压汞仪等测试手段分析了阴极的微观结构.用水冷阳极二极管检测了阴极的发射性能.研究表明,掺杂CeO2钡钨阴极孔径分布较窄,为0.4～3.6um,平均孔径为2um.在阳极正常工作温度1050。C下,掺杂CeO2钡钨阴极的直流发射电流密度和脉冲发射电流密度分别为6.33,17.48A·cm-2,明显优于传统钡钨阴极,满足大功率微波器件要求.     

垂熔制度对掺杂钨性能的影响

烧结的目的是通过高温作用得到接近理论密度和无孔隙的制品。而在掺杂钨中，需要形成合适的钾泡来稳定细微孔隙，以使钨丝具有高温蠕变强度；同时需去除钨中的杂质和无效掺杂剂。本文的研究表明，通过合理的垂熔烧结制度可使钨条密度最佳。     

钨掺杂氧化锌薄膜的结构与光学性能的研究

实验采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上制备了掺杂不同钨离子浓度氧化锌薄膜.研究了钨离子的浓度变化对氧化锌薄膜结构与光学性能的影响.测试结果表明,钨离子的掺入使氧化锌薄膜的晶体质量得到提高,衍射峰位置向低衍射角度方向移动,导致薄膜的光学带边发生收缩,即产生＂红移＂现象.随着钨离子浓度增加,氧化锌薄膜光致发光强度表现为先增加而后出现浓度淬灭现象.     

垂熔烧结掺杂钨条轴向密度均匀性改善工艺研究

针对大单重掺杂钨条经垂熔烧结后沿轴向密度呈两端低、中间高分布,从而导致旋锻加工后钨杆两端表面产生裂纹、劈裂的现象,提出将掺杂钨条两端局部直径减小的方案,并确定了最佳的减径量.当掺杂钨条两端直径减小1.2～1.8 mm时,垂熔烧结后钨条两端密度得到提高,整体密度分布差异减小,且限径区域与非限径区域的晶粒度几乎一致,同时旋...     

稀土元素对掺杂钨粉还原过程及性能的影响

利用中止还原的方法,研究了稀土元素对掺杂钨粉还原过程及其性能的影响。结果表明,在同样的还原工艺条件下,稀土元素能使掺杂钨粉的还原速率减小,分裂时间更晚,但最终的钨粉粒度更细小,可获得几百纳米的超细钨粉。还原后,粉末的形貌由准球形转变为规则的立方体形。稀土元素还促进钨粉中钾含量的提高。     

钙位掺杂对钴酸钙阴极性能影响的研究

固相法制备了钴酸钙阴极材料,考察在钙位用异价元素取代掺杂对材料性能的影响.结果 表明:少量异价元素取代,材料的物相结构保持不变;Sm掺杂材料Ca3-xSmxCo4O9(x=0.2)和Na掺杂材料Ca3-xNaxCo4O9(x=0.2)相比于未掺杂材料具有较低的极化电阻;Sm掺杂材料电导率比未掺杂阴极材料、Na掺杂材料都...     

退火处理对钨窄带组织与力学性能的影响

采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、室温拉伸及电子背散射衍射(EBSD)分析等手段研究了轧制态钨窄带在800℃、900℃退火时显微组织、织构及力学性能的变化.结果表明,轧制态钨窄带样品具有精细的纤维层状结构,层宽约0.5μm;包含α织构和γ织构,以α织构为主,最强织构{111}<110>占比35.7％;使其抗拉...     

氧化镧掺杂Mo-12Si-8.5B合金的微观组织与力学性能

采用液-液掺杂法和等离子体活化烧结法(Plasma Activated Sintering,PAS)制备了含不同氧化镧质量分数的Mo-12Si-8.5B合金。通过XRD和金相显微镜对不同成分的Mo-12Si-8.5B合金进行了物相分析和微观组织观察,并对其力学性能进行了测试和研究。结果表明,所制备合金均主要由-αMo,Mo3Si和Mo5SiB2三相组成,且随着氧化镧掺杂量的增加,合金的微观组织更加细化,抗压强度得到提高。     

铌掺杂对镍基正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电化学性能影响

解决镍基正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的电化学循环稳定性和高温循环性能是其产业化推广应用的关键。研究了掺杂铌改性高镍正极材料,优化材料的电化学性能,提升循环稳定性。首先以硫酸盐为原料,在N₂保护气氛下,采用共沉淀法合成三元球形Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,通过高温固相反应与LiOH·H₂O,Nb₂O₅合成Li（Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1）_1-xNb_xO₂（x=0,0.01,0.02,0.03）系列正极材料。X射线衍射结果表明,Nb5+离子可少量进入正极材料晶格,并在正极材料表面形成化学稳定性好的Li₃NbO₄。当x=0.02时,在室温25 ℃,电压2.75~4.2 V,0.2 C倍率下首次放电比容量为172.9 mAh/g,100次循环后容量保持率为97.47%,在50 ℃,0.5 C倍率下循环20次容量基本不变,平均放电比容量为183.7 mAh/g,且该样品具有较好的倍率性能。      

Effect of thermomechanical treatment on microstructure and mechanical properties of AISI 301LN stainless steel

Abstract

A wide range of cold thickness reduction (10–80%) and subsequent annealing were carried out on AISI 301LN stainless steel. X-rays and Feritscope MP30 were used to identify the strain induced α′-martensite phase and its volume fraction respectively. The microstructure was observed by optical micrograph and scanning electron microscope. The results show that shear bands were present and strain induced α′-martensite nucleated at their intersections. The volume fraction of α′-martensite increased with the increased cold reduction by the continuous growth of embryos, which resulted in the increasing yield and tensile strength. The reversion of α′-martensite to austenite occurred after subsequent annealing. The grain size variation of austenite was related to the annealing regime. A good combination of strength and ductility can be obtained after annealing at 650°C for 30 min. The effect of grain size on yield strength conformed with the Hall–Petch relationship in the entire range of our analysis.     

Effect of rare earth ions doping on properties of LiFePO4/C cathode material

LiFe0.99RE0.01PO4/C cathode material was synthesized by solid-state reaction method using FeC2O4·2H2O, Li2CO3, NH4H2PO4, RE(NO3)3·nH2O as raw materials and glucose as a carbon source. The doping effects of rare earth ions, such as La3+, Ce3+, Nd3+, on the structure and electrochemical properties of LiFePO4/C cathode material were systematically investigated. The as-prepared samples were characterized by means of X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and particle size analysis. The electrochemical properties were investigated in terms of constant-current charge/discharge cycling tests. The XRD results showed that the rare earth ions doping did not change the olivine structure of LiFePO4, and all the doped samples were of single-phase with high crystallinity. SEM and particle size analysis results showed that the doping of La3+, Ce3+ and Nd3+led to the decrease of particle size. The electrochemical results exhibited that the doping of La3+ and Ce3+ could improve the high-rate capability of LiFePO4/C cathode material, among which, the material doped with 1% Ce3+ exhibited the optimal electrochemical properties, whose specific discharge capacities could reach 128.9, 119.5 and 104.4 mAh/g at 1C, 2C and 5C rates, respectively.     

Effect of erbium doping on phase composition,mechanical and thermal properties of ZrO2-based ceramics

Er_xTi_0.1Zr_0.9–xO_2–1.5x (x = 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08) ceramics were synthesized by a solid-state reaction method. The influence of the Er³⁺ addition on the phase composition, Vickers hardness, fracture toughness, and thermal conductivity of this ceramic material was investigated. The X-ray diffraction results reveal that the c-ZrO₂ content increases from 1.85 vol% to 33.89 vol%, and the percentage of t-ZrO₂ decreases from 98.15 vol% to 66.11 vol% with the increase in Er³⁺ content from 4 mol% to 8 mol%. Moreover, the addition of Er³⁺ is beneficial to the volume expansion of the unit cell. At the same time, the incorporation of Er³⁺ weakens the coordination of oxygen ions around the metal cations, resulting in a corresponding decrease in the tetragonality of the t-ZrO₂. The Vickers hardness and fracture toughness of the Er_xTi_0.1Zr_0.9–xO_2–1.5x ceramics show increasing and decreasing trends, respectively. The thermal conductivity has a significant decline due to point defects caused by the Er³⁺ doping. The 8ETZ ceramic exhibits the highest Vickers hardness (12.7 GPa), the lowest fracture toughness (7.6 MPa?m^1/2), and the lowest average thermal conductivity (1.85 W/(m·K)) in the temperature range of 200–1000 °C. All of the above properties are higher than those of the Y₂O₃-stabilized ZrO₂ ceramic.     

TiC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与力学性能的影响

在制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷原料中,添加3%~12%(质量分数)TiC微粉,经球磨、压制、真空烧结后,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了试样的显微组织和微区成分,采用硬度计和材料试验机检测其力学性能,并与砂轮对磨分析其耐磨性能。结果表明:添加TiC有助于细化Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织和提高其均匀性,TiC能大幅度提高Mo_2FeB_2基金属陶瓷的硬度、抗弯强度和耐磨性。     

硼元素对FB2钢组织和力学性能的影响

 为了研究硼含量对FB2钢组织和力学性能的影响,先对5组不同硼含量的FB2钢用维乐试剂(1 g苦味酸+5 mL盐酸+100 mL无水乙醇)浸泡腐蚀90 s后进行形貌观察与分析。通过SEM-EDS观察分析基体中M₂₃C₆型碳化物,然后用Image-pro plus软件对析出相的尺寸进行分析。接着采用日本岛津制造所生产的AG-XPLUS 100 kN万能试验机,对5组不同硼含量的FB2钢进行室温拉伸试验和室温冲击试验。最后对5组不同硼含量的FB2钢进行组织和力学性能的分析。结果表明,FB2钢中的硼元素可以抑制M₂₃C₆型碳化物的长大粗化,但是硼元素易于与氮元素形成BN夹杂物。随着硼含量的增加,M₂₃C₆型碳化物的平均尺寸呈现降低的趋势,BN夹杂物的单位数量和平均尺寸呈现增大的趋势。FB2钢的室温拉伸性能随着硼含量的增加先升高后降低,并且在硼质量分数为0.010%时FB2钢的室温拉伸性能达到最强。当硼质量分数由0增加到0.010%时,FB2钢的室温拉伸性能升高,这是由于硼元素的加入抑制了M₂₃C₆型碳化物的粗化,从而提升了FB2的强度;当硼质量分数由0.010%增加到0.030%时,FB2钢的室温拉伸性能降低是由于硼元素与氮元素结合形成了BN夹杂物,引起应力集中,且大尺寸的BN夹杂物诱发了孔洞的形成,降低了FB2钢的性能。FB2钢的冲击功随着硼含量的增加呈现降低的趋势,且当硼质量分数为0.020%和0.030%时,冲击功出现了骤降,这是由BN夹杂物的单位数量、平均尺的上升和大尺寸BN及杂物的析出导致的。     

Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Y2O3的稀土钼合金,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等手段对钼合金的断裂特征和组织结构进行对比分析,研究稀土氧化物Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响.研究表明:添加Y2O3能细化晶粒、改善钼合金的晶粒均匀性和致密度、提高钼合金的性能:拉伸强度和屈服强度随Y2O3含量的增加呈现先增高后降低的趋势,在Y2O3含量为1％时,抗拉强度达511.43MPa,屈服强度456.99MPa,分别是纯钼材料的1.31倍和1.57倍,综合力学性能最佳;在烧结坯中,Y2O3颗粒分布均匀,主要以球形和等轴状形式存在于晶界上.     

添加球磨粉末对铁基高温合金锻态显微组织与力学性能的影响

采用SEM、能谱分析、XRD、密度和室温拉伸性能测定相结合的方法,研究添加球磨粉末对铁基高温合金锻态组织和力学性能的影响.结果表明:添加球磨粉末的混合粉末锻造合金的显微组织由几百纳米的细晶粒和几十微米的粗晶粒组成,具有明显晶粒尺寸双峰分布特征,其中细晶粒的形成提高了合金的界面能,有利于元素的扩散、成分均匀化和孔隙的消除...     

Si和La元素对Mo丝显微组织与力学性能的影响

系统研究了La、Si单元掺杂和复合掺杂对钼丝的显微组织和力学性能的影响及其作用机制,优化出具有优异力学性能的Mo-Si-La合金丝的成分为Mo-0.15Si-(0.5～0.8)La.MoSi2与Mo原位反应生成Mo5Si3和Mo3 Si硬质相,起到良好的晶粒细化作用和弥散强化作用.La2O3颗粒通过延迟微裂纹的形成和扩...     

热处理对X90管线钢组织性能的影响

将焊接的与未焊接的X90管线钢固溶后保温不同时间,对其显微组织和拉伸性能进行了分析.结果表明,X90管线钢在不同保温时间下的组织均由多边形铁素体和粒状贝氏体组成.随着保温时间的延长,粒状贝氏体由弥散状变为团状,M-A岛的含量增多,铁素体平均晶粒尺寸增大.焊接的与未焊接的实验钢保温时间为30 min,抗拉强度分别达最高660 MPa和725 MPa;保温60 min时抗拉强度分别最低为603 MPa和647 MPa.析出强化和细晶强化对钢的力学性能都有贡献,在保温30 min时,析出强化占主导地位.热处理对X90管线钢的性能影响对于经过焊接的与未焊接的实验钢,表现出了同样的趋势.