液态金属喷淋冷却定向凝固设备的研制

高温度梯度是控制高温合金定向凝固组织的重要参数。为了获得高的温度梯度,基于液态金属喷淋冷却定向凝固技术,设计并建造了一套通过喷淋液态锡使高温合金定向凝固的设备。热流分析发现,液态金属喷淋冷却定向凝固技术的热流密度比传统的高速凝固技术提高了47%。采用DZ22高温合金进行了喷淋液态锡使之定向凝固的试验。结果表明：在液态锡喷淋冷却条件下定向凝固的?15 mm DZ22高温合金试样枝晶组织细小,三次枝晶发达,这是液态锡喷淋冷却提高了温度梯度所致。     

聚乙烯醇纤维增强水溶性型芯的制备与性能

以云母粉、NaHCO₃为填料,聚乙二醇为黏结剂,聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA）纤维为增强材料,利用热压注法制备了水溶性型芯,研究了PVA纤维含量对水溶性型芯性能的影响。结果表明：随着PVA纤维含量的增加,水溶性型芯的抗弯强度和水溶速率都呈先增大后减小的趋势;当PVA纤维质量分数为1.0%时,型芯的抗弯强度最高,为17.01 MPa;当PVA纤维质量分数为0.5%时,型芯的水溶速率最大,为1.52×10^-3 g/s。同时,随着纤维含量的增加,型芯的抗吸湿性提高。此外,采用扫描电子显微镜分析了型芯断口的微观形貌,并探究了PVA纤维增强水溶性型芯性能的作用机制。     

抽拉速率对DD5单晶高温合金定向凝固组织及偏析的影响

研究了高速凝固条件下抽拉速率对DD5单晶高温合金定向凝固组织的影响。结果表明：随着抽拉速率的增大,DD5合金枝晶组织逐渐细化,一次枝晶间距减小;偏析程度加重;γ′相尺寸减小且趋于规则的立方状,枝晶干γ′相的尺寸小于枝晶间;γ/γ′共晶含量、碳化物含量和显微疏松随抽拉速率增大而增加,而γ/γ′共晶和碳化物的尺寸减小。     

行波磁场连续净化铝合金液实验

采用行波磁场进行了电磁连续净化铝合金液实验,并采用电磁净化金属熔体的轨线模型,对实验中的夹杂物去除率进行了理论预测,结果表明,含夹杂的铝合金液连续液经电磁力作用段时,夹杂物被阻隔,形成电磁过滤效应,而夹杂物聚集区域夹杂物面积分数趋于某一常数,轨线模型预测与实验结果吻合良好。     

溶剂和修饰剂对化学法合成Bi-Sb-Te纳米晶尺寸和形貌的影响

采用简单的水热/溶荆热法合成了纳米结构的Bi0.5Sb1.5Te3晶粒,通过改变溶剂种类和表面修饰剂的添加量可以实现对Bi0.5Sb1.5Te3纳米晶体的尺寸和形貌的控制.当表面修饰剂的浓度较小时,合成的Bi0.5-Sb1.5Te3晶粒只有数十纳米,有望为高性能的纳米结构块体热电材料提供原始粉末.产物的颗粒尺寸减小和片状形貌的获得,可能是生成物的合成速率减缓和表面修饰剂选择性吸附所致.     

籽晶添加对氮化硅陶瓷显微结构与力学性能的影响

以不同配比的Y₂O₃-Al₂O₃为烧结助剂, 通过添加3wt%的单分散β-Si₃N₄籽晶, 采用气压烧结制备了氮化硅陶瓷, 并对所得材料的相组成、密度、室温和高温力学性能及显微结构进行了研究. 结果表明: 不同烧结助剂配比的α-Si₃N₄粉体在1800℃保温2 h即全部转化为β-Si₃N₄, 且各烧结体的相对密度都达到了97%以上. 在6wt%Y₂O₃和4.5wt%Al₂O₃为烧结助剂时, 添加3wt%籽晶的样品其室温强度和1200℃高温强度分别提高了20%和16%, 断裂韧性提高了8%.     

热固性硅树脂压注法制备多孔硅基陶瓷型芯研究

以石英玻璃粉为基体, 热固性硅树脂为增塑剂, 利用压注方法制备了多孔硅基陶瓷型芯, 研究了烧结温度和保温时间对样品性能的影响。研究结果表明: 随着烧结温度的升高, 反玻璃化进程加快, 在烧结温度1250℃, 随着保温时间的延长, 玻璃相发生了转变, 逐渐析出方石英, 且含量不断增加; 样品的线收缩率和失重随烧结温度的升高略微增加, 但烧结时间的影响较小。样品的失重主要是由于硅树脂的分解引起的。在1250℃烧结10 h后, 得到样品的收缩率为0.93%, 显气孔率为32.8%, 抗弯强度为9.08 MPa。     

10T强磁场下低温中和法沉淀锰（Ⅱ）离子的研究

利用XRD和TEM分别对无磁场和10T强磁场下低温中和法沉淀锰（Ⅱ）离子的沉淀物进行了分析，结果表明：无磁场下，锰（Ⅱ）离子的沉淀物主要是由颗粒状和短棒状的Mn（OH）2组成，随着陈化时间的延长，Mn（OH）2被空气中的氧气氧化为颗粒状的MnOOH，其粒度分布不均匀。10T强磁场下短时间内，强磁场加速了Mn（OH）2向MnOOH转变，并且制备出了30nm左右的颗粒状MnOOH，其粒度分布均匀。随着陈化时间的延长，物相几乎没有发生变化，但是MnOOH颗粒有所长大，其粒度也出现了不均匀分布。此外，10T强磁场对MnOOH晶化程度几乎没有影响。     

铁矿氧化球团氢等离子熔融还原动力学分析

氢等离子熔融还原作为下一代氢冶金CO₂减排新技术受到广泛关注。以铁矿氧化球团为试验原料,系统地研究了气体流量和还原时间对氢等离子熔融还原过程的影响(气体流量为5、8、10 L/min, H₂的体积分数为10%),为氢等离子熔融还原铁矿氧化球团的研究提供理论依据。通过X射线粉末衍射、Rietveld精修、扫描电子显微镜和化学分析对铁矿氧化球团还原动力学、含铁物相演变、微观结构及生铁中杂质含量进行研究。结果表明,铁矿氧化球团最大转化速率从气体流量为5 L/min时的1.05 g/min升高至气体流量为8 L/min时的3.60 g/min,而继续增大气体流量至10 L/min,最大转化速率反而有所下降。氢等离子熔融还原符合相边界反应模型,其机理函数为f(α)=3(1-α)^2/3(α为铁转化率),不同气体流量下对应的反应速率常数分别为2.12×10^-4、7.29×10^-4、6.62×10^-4s^-1,表观活化能约为21 kJ/mol,反应速率...     

紫钨循环还原氧化制备亚微米钨粉新工艺的研究

通过激光粒度分析仪和电子探针扫描仪检测试验结果可得,利用紫钨连续循环三次还原,还原工艺为:一带温度640℃,二带温度760℃,三带温度860℃,当温度达到860℃时保温20 min两次氧化,氧化工艺为:钨粉在空气中缓慢地升温到500℃,当温度达到500℃时保温10 min,可以制备出粒度分布在0.11与0.95μm之间占93.68%,比表面积(BET)为1.082 m2.g-1的亚微米钨粉。