超细碳化钨-钴硬质合金的原子力显微镜研究

以液相复合-连续还原碳化方法制备的纳米碳化钨-钴复合粉末为原料,采用低压烧结制备了性能优良的超细碳化钨-钴硬质合金.运用原子力显微镜(AFM)对超细碳化钨-钴硬质合金的表面形貌进行了观察、缺陷和粒度分析,同时对合金的力学性能进行了测试.结果表明,采用低压烧结获得的烧结试样的洛氏硬度HRA≥93.5,抗弯强度TRS≥3300MPa,平均晶粒度＜220nm.制备了具有高强度、高硬度的超细碳化钨-钴硬质合金.纳米碳化钨-钴复合粉末制备的超细硬质合金组织结构均匀,但局部仍然存在着组织缺陷,分析了产生缺陷的机理.     

等离子喷涂碳化钨涂层的静摩擦性能

叙述了等离子喷涂碳化钨(WC)涂层与不同材料组成摩擦副的静摩擦性能.结果显示,摩擦副的静摩擦系数与偶件的表面粗糙度和显微硬度相关.与WC涂层配对的偶件材料的显微硬度越低,摩擦副的静摩擦系数越高;提高WC涂层的粗糙度以及降低与WC配对的偶件材料的粗糙度可有效地提高摩擦副的静摩擦系数.     

黏弹性阻尼器温度软化效应补偿控制

提出新型黏弹性阻尼器温度软化效应的补偿与控制策略,通过控制试验检验智能控制器精度及温度软化效应补偿控制效果。据此研制出基于脉宽调制技术的温度补偿智能控制器,结果表明,智能控制器精度较高,所提出的温度补偿控制策略可以很好地补偿黏弹性阻尼器温度软化效应,控制器精度与补偿效果均能满足阻尼器实际工作要求。     

纳米碳化钨的制备及电化学催化性能研究

以新制备的过氧钨酸和酚醛树脂为原料合成碳化钨(WC)前驱体,分别以H2和Ar为还原及保护气体,原位碳化制备纳米WC粉体.使用FTIR、XRD及SEM对试样的理化特性进行表征,并采用循环伏安法测试Pt/WC复合材料的电化学催化活性及其稳定性.结果表明,实现了低温原位碳化制备纯度高的纳米WC粉体,粉体颗粒粒径为15～100nm,颗粒形貌近似球形.WC可与Pt协同作用加强H2的电催化氧化作用,10%Pt/WC(质量分数)展现了较好的催化稳定性和活性,其电流密度可达49.58mA/cm2.     

纳米晶碳化钨薄膜的析氢催化性能

采用等离子体增强化学气相沉积法制备了具有纳米结构的碳化钨薄膜, 采用XRD、EDS、SEM方法表征了薄膜的表面形貌、化学组成和物相结构. 这种碳化钨纳米晶薄膜具有巨大的电化学比表面积、很好的电催化活性和电化学稳定性. 通过测试和计算表明, 几何面积为1cm²碳化钨薄膜/泡沫镍电极、碳化钨薄膜/镍电极的电化学比表面积分别为83.21和64.13cm2; 该薄膜电极材料的a值为0.422～0.452V, 接近低超电势材料; 析氢交换电流密度为4.02～4.22×10^-4A/cm²; 当超电势为263mV时, 其析氢反应的活化能为45.62～45.77kJ/mol.     

Fe-V系合金软化现象及机理的研究

一般认为,合金化将使屈服强度提高,但在一定的溶质含量和一定的温度下,体心立方固溶体合金的屈服强度有可能比纯铁还低,并且随溶质含量的增加而降低,称之为合金软化。Fe-V 合金的拉伸实验表明:(1)在室温和低温下都存在合金软化现象,(2)随温度的降低,屈服应力的极小值移向钒含量较高的合金,见图1。净化理论认为,Fe-V 合金的软化是由于合金中的碳和氮原子与钒形成钒的碳化物和氮化物,减少了间隙碳、氮原子对位错运动的阻力所致。stoloff~([1])指出,0.1%的钒能够使间隙氮原子浓度降低到     

不同碳化钨含量对等离子弧熔覆镍基碳化钨涂层组织及性能的影响

采用等离子弧粉末熔覆技术在Q345钢表面熔覆镍基碳化钨涂层,研究了粉末中不同碳化钨含量对镍基碳化钨熔覆层组织及性能的影响.借助光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪分析镍基碳化钨熔覆层的组织形貌,用显微硬度计和摩擦磨损实验机分别测量镍基碳化钨熔覆层的硬度和耐磨性.结果表明:镍基碳化钨熔覆层与基层之间呈冶金结合,涂层表面无气孔缺陷.镍基碳化钨涂层组织主要由碳化钨颗粒和镍基粘结相构成,碳化钨是WC和W2 C,镍基粘结相中包含SiC、Cr23 C6 、Ni3 Si、γ-Ni等物相.随着粉末中碳化钨含量从15% (质量分数,下同)增加至50% ,熔覆涂层组织中硬质相数量增多,其硬度和耐磨性显著提高.当碳化钨含量为50%时,熔覆涂层硬度高达1 024HV10且耐磨性最好.     

弹性壁板下钢筋混凝土矩形贮液结构的液动压力

钢筋混凝土矩形贮液结构广泛应用于给水排水、污水处理、石油化工、铁路等各种工业企业,主要用于贮存清水、污水、石油和化学液体等。在这类结构的抗震设计中,液动压力是一项主要的地震作用。该文假定贮液结构内的液体是理想、无旋和不可压缩的,并忽略表面重力波的影响,采用无晃动机制的矩形贮液结构液-固耦合振动模型,针对带有弹性壁板的双向壁板式钢筋混凝土矩形贮液结构,将液体运动的速度势函数表示为壁板侧向变形和刚体运动速度势函数的叠加,推导了液动压力计算公式。为便于工程应用,结合现有文献并编制MATLAB程序,给出了液动压力计算的简化公式及其计算系数用表,从而为以后该类结构的设计计算提供了理论依据。     

碳化钨/石墨烯气凝胶的合成及其电催化性能

采用氧化石墨为前驱体,甲醛和间苯二酚为碳源,钨酸钠作为碱性钨源及反应的催化剂,首先通过溶胶-凝胶反应合成了有机湿凝胶,后经冷冻干燥和高温焙烧/原位碳化制备了碳化钨/石墨烯气凝胶材料。对样品进行了X-射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、透射电镜、差热-热重及比表面积和孔径分析,考察了样品的微观结构、热稳定性、表面官能团和孔隙结构等性质。以对硝基苯酚为底物,探讨了复合材料的电催化性能。     

硬质合金类烟机配件的性能改善

硬质合金由于其很高的硬度和光洁度而具有很好的耐磨性,但硬度越高,其脆性就大,不利于零件后期的加工。我们通过在硬质合金混合料中添加稀土氧化物Y2O3、CeO2、La2O3,可提高其加工性并改善硬质合金的耐磨性。     

硬质合金刀具材料的抗氧化性能研究

选用牌号为YG6,YG6X,YT15和YS8四种硬质合金刀具材料,利用电阻炉对刀具材料加热保温,进行刀具材料的抗氧化性能实验.结果表明:氧化实验中,刀具材料表面的WC被部分氧化成WO3;Co元素被氧化成Co3O4,而刀具材料中的TiC非常稳定,在温度达到1300K时才发现其氧化产物TiO2;含有TiC的刀具材料比不含TiC的刀具材料具有更好的抗氧化性能,晶粒小的刀具材料比晶粒粗大的刀具材料有更好的抗氧化性能;四种刀具材料的高温抗氧化性能好坏顺序为:YS8>YT15>YG6X>YG6.     

碳化钨涂层模拟氧化及其对老化性能的影响

为了分析国产某大型装备关键部件表面喷涂的钴-碳化钨涂层在厂房放置后出现蓝紫色现象,并评估其对涂层服役性能的影响,采用同样的超音速火焰喷涂工艺制备一批钴-碳化钨涂层样品,利用环境试验箱调节湿度和温度,模拟现场环境进行加速氧化试验并实时观察。采用拉拔法、往复摩擦法和电化学试验对腐蚀后的样品进行结合力、摩擦以及抗腐蚀性能测试。发现采用同样参数制备的钴-碳化钨涂层在模拟条件下成功复现了现场腐蚀样貌。对比研究腐蚀前后钴-碳化钨涂层各项性能发现,腐蚀前后涂层的结合力均大于60 MPa;腐蚀前后涂层同条件下的磨损体积基本一致,无明显下降;腐蚀氧化仅发生在涂层表面,未深入涂层内部,涂层内部和基体并无损伤。分析认为,现场发生的涂层表面变色是由于当地夏季环境高温高湿,导致涂层表面发生Co的氧化。氧化后涂层的结合强度和耐磨性无明显下降,经过综合研究认定,现场涂层表面氧化不会影响其服役性能及寿命。     

碳化钨对复合惰性阳极材料电化学性能的影响

为寻找一种适合锌电积用Pb-Ag合金阳极的替代材料,在铝合金基体表面采用脉冲电沉积从镀液中制备了Al/Pb/α-PbO2-WC复合惰性阳极材料,研究了制备镀液中WC添加量对复合惰性阳极材料在锌电积模拟溶液中电化学性能的影响,测试了阳极极化曲线、塔菲尔极化曲线和循环伏安曲线.结果表明:复合惰性阳极材料在锌电积模拟溶液中的析氧过电位随制备镀液中WC颗粒添加量的增加先降低后升高,WC颗粒的质量浓度控制在30 g/L时,制备的复合惰性阳极材料析氧电催化活性最好;测试电流密度为500 A/m2时,Al/Pb/α-PbO2-WC复合惰性阳极材料的析氧过电位比Al/Pb/α-PbO2降低67 mV,比Pb-1.0%Ag合金降低126 mV;复合惰性阳极材料在锌电积模拟溶液中的腐蚀电位较高,腐蚀电流密度较低,耐腐蚀性较好.     

新型耐热弹性合金弹性性能的研究

对耐热弹性合金材料的抗松弛性能、弹性模量、弹簧扭矩进行了重点分析和研究。研究了合金在不同热处理工艺下对松弛率力学性能的影响,以及弹簧扭矩随扭转角度的变化情况。结果表明,研制的弹簧抗松弛性能优于进口产品;弹簧的扭矩性能满足国家重点试验机的要求;在达到扭矩值6.86N.m后回转90°,测得最低扭矩值测得为5.12N.m;普遍回转90°的扭矩值为5.45～5.65N.m。弹型模量温度系数βE计算得出为3.91×10-4/℃。计算610℃时弹性模量相对室温的变化为:ΔE/Eo=23.78%。     

复合材料的等效弹性性能

用细观力学的分析方法研究了复合材料的宏观等效弹性性能。在严格满足组分相间界面的连续性条件下,正确反映了组分相间的相互作用, 考虑了弹性张量各分量之间的相互关系, 分析了层合介质的宏观等效弹性性能。进一步用统计平均的思想, 得到了总体横观各向同性及总体各向同性复合材料的等效弹性性能的解析表达式。与有关的理论及实验结果比较, 得到了非常满意的结果。      

测量压力的弹性敏感元件的选择问题

在测压和调压仪表中是采用波纹管、膜盒、膜片作弹性敏感元件的。在设计仪表时需要选择不同类型的弹性敏感元件,也就是需将几种元件互作比较。大家都知道用的鉴定不同横向截面的波纹管的技术参数,可是,这些参数对于譬如象C形、S形压力表弹簧以及最近采用的封闭回路波纹管之间相互比较是不适用     

抑制剂对WC-Co硬质合金涂层性能的影响

利用原位还原碳化反应合成的超细WC-12Co复合粉末作为原料, 分别添加1.0wt%晶粒长大抑制剂即VC、Cr₃C₂和NbC, 经团聚造粒和超音速火焰(HVOF)喷涂制备了超细结构的硬质合金涂层。研究了不同晶粒长大抑制剂对涂层的显微组织结构、物相、硬度、耐磨性能和耐蚀性能的影响。结果表明, 与未添加晶粒长大抑制剂涂层相比, 添加1.0wt% VC或Cr₃C₂制备的硬质合金涂层中WC颗粒的平均尺寸降低了约49%, 涂层硬度明显提高, 磨损速率降低了约52%~55%。添加1.0wt% NbC对制备涂层中WC颗粒尺寸的抑制作用不明显, Co粘结相中由于形成了(W, Nb)C化合物, 其耐蚀性获得显著提高, 但该化合物脆性大, 导致涂层耐磨性不及添加VC和Cr₃C₂制备的涂层。     

微量合金元素对硬质合金性能的影响

为改善金属-陶瓷复合材料的物理、化学及机械性能,通常会在其中添加微量合金元素,然而如果添加方法不同、或后续处理方法不当,则合金元素的功效无法完全发挥,甚至会出现负面效应。而这些最终都可归结到对微量元素的精确控制。硬质合金属于金属-陶瓷复合材料中最重要的材料之一。详细概括了常见的微量合金元素对硬质合金的制备、组织结构和性能的影响。分析研究了微量合金元素的来源、在硬质合金中的作用机理,及其精确控制难点。根据其作用机理,提出一些可能的有效措施,用于精确控制微量合金元素在硬质合金中的含量、相组成、存在状态、分布等,以期能为硬质合金的生产实际提供一些理论指导。