钛合金表面硅电极电火花强化及其耐磨性能

用硅电极分别在空气和硅油中对钛合金表面进行了电火花沉积强化改性。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、辉光放电光谱仪分析了改性层的形态、结构和成分分布,采用显微硬度计测试了改性层的硬度分布,通过电化学极化曲线和交流阻抗技术测试评价了改性层的耐蚀性,利用球-盘磨损试验机研究了改性层的耐空气环境磨损与耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。研究结果表明:硅电极在空气中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2、Si和TiN,硬度达2180HK。硅电极在硅油介质中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚的合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2和TiC,硬度达1810HK。硅电极电火花强化改性层的组成和硬度沿层深均呈梯度变化。硅电极电火花强化改性层显著提高了钛合金基材的抗空气环境干磨损性能,显著提高了钛合金基材的耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。     

提高化工专业认识实习质量的探讨

认识实习是化学工程与工艺专业教学计划中一个重要的实践性教学环节。本文结合我校近几年来认识实习的具体情况,针对以往认识实习过程中存在的不足,按照高素质创新型人才培养目标的要求,在实习基地建设、实习教学方法与教学手段、教师实践能力培养等方面做了相应的探讨。     

热氧化TC4合金在CO2饱和模拟油田采出液中的电化学腐蚀行为

借助热氧化技术对TC4合金进行表面处理,以提高其表面性能。借助扫描电镜,辉光放电光谱分析仪,X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析热氧化TC4合金的特征,采用电化学测试技术研究了热氧层和TC4合金基材在CO2饱和模拟油田采出液中的电化学腐蚀行为。结果表明:热氧化处理后,TC4合金表面生成连续、均匀的热氧化层,主要由金红石相组成。热氧化处理显著提高了TC4合金在模拟油田采出液中的耐腐蚀性能。     

Q195钢表面复合转化膜的制备及性能

KF对钢有强刻蚀性,可形成氟铁酸盐转化膜;且铁锈能与单宁酸配位形成有机保护膜。以KF,HNO3,单宁酸,Cr(NO3)3等组成转化液,在Q195冷轧钢表面制备了无机-有机复合转化膜。通过中性盐雾试验、电化学测试、百格法测试、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和红外光谱分析了复合转化膜的耐蚀性能、结合性能、形貌、成分和分子结构。结果表明:复合转化膜由氟铁酸钾、单宁酸-Fe3+配位化合物和单宁酸-Cr3+配位化合物组成,耐盐雾时间可达9.0 h,与基体结合良好。     

TC6合金柱塞表面改性对耐磨性能的影响

采用离子渗氮、双层辉光离子渗Mo、阴极弧离子镀TiN技术在TC6钛合金基体表面制备了强化层。对比研究了TC6合金基体、各强化改性层、Cr12MoV工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及铜合金(ZCuSb3Ni3Zn3Pb20P)配副对磨时的摩擦学性能,探讨了TC6合金渗氮后抛磨处理对摩擦副磨损行为的影响。结果表明,在航空煤油环境中,以GCr15钢为配副时,TC6合金的表面耐磨性能明显不及Cr12MoV钢;对TC6合金进行表面强化改性处理,离子渗Mo、离子渗氮、离子镀TiN可提高TC6合金表面硬度,显著提高表面耐磨性,但仍不及Cr12MoV钢;TC6合金离子渗氮再经抛磨后处理可减小表面粗糙度,具有较低的摩擦因数,能有效地改善摩擦体系的耐磨性能,获得优于Cr12MoV钢的耐磨性能。     

冷轧加工对工业纯钛板焊缝组织与性能的影响

采用等离子弧焊将两张3.5 mm厚纯钛板对焊,然后在1 780 mm冷轧机上依次进行变形量为43%、50%的冷轧加工,且冷轧后均进行退火处理。对两个轧程的冷轧态及退火态焊缝试样进行了金相显微组织观察;对两个轧程退火态试样进行了室温力学性能及硬度测试;对退火态成品母材区和焊缝加工区进行了杯突试验和在3.5%NaCl水溶液中的阳极极化试验。结果表明,两次冷变形板材退火后焊缝加工区晶粒尺寸均比母材区略微细小,强塑性略好一些,维氏显微硬度也稍高一些;成品板材焊缝加工区的延伸率与母材相差不大,杯突值相近,具有与母材相当的工艺性能;成品板材焊缝加工区的阳极极化行为与母材无明显差异,二者在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性基本一致。     

冷轧加工对工业纯钛板焊缝组织与性能的影响

采用等离子弧焊将两张3.5 mm厚纯钛板对焊,然后在1 780 mm冷轧机上依次进行变形量为43%、50%的冷轧加工,且冷轧后均进行退火处理。对两个轧程的冷轧态及退火态焊缝试样进行了金相显微组织观察;对两个轧程退火态试样进行了室温力学性能及硬度测试;对退火态成品母材区和焊缝加工区进行了杯突试验和在3.5%NaCl水溶液中的阳极极化试验。结果表明,两次冷变形板材退火后焊缝加工区晶粒尺寸均比母材区略微细小,强塑性略好一些,维氏显微硬度也稍高一些;成品板材焊缝加工区的延伸率与母材相差不大,杯突值相近,具有与母材相当的工艺性能;成品板材焊缝加工区的阳极极化行为与母材无明显差异,二者在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性基本一致。     

NdF_3-LiF二元系相图测定和计算的再研究

氟盐-氧化钕熔盐电解是目前稀土金属钕工业生产的主要方法,优化工艺的确定、产品质量的保证以及更好综合性能熔盐组成的选择直接有赖于NdF3-LiF二元系相图的分析和应用。为了获得精确的NdF3-LiF二元系相图和热力学信息,采用差热分析法(DTA)测定不同配比NdF3-LiF二元熔盐体系的初晶温度,同时通过扫描电子显微镜(SEM)表征方法观察确认初晶温度的准确性,并依据DTA测试结果绘制出实验相图;再根据CALPHAD法利用FactSage软件中的Compound、Solution、Equilib、OptiSage和Phase diagram等模块优化计算最终确定出NdF3-LiF二元系的相图,发现实际的NdF3-LiF熔盐体系符合正规溶液;在1000~1100℃下,LiF的活度系数趋于稳定,而NdF3的活度系数随温度升高有明显增多的趋势,其电离形成离子的多寡与电解过程密切相关。另外,用计算机处理拟合出相图中NdF3-LiF二元系初晶温度的数学模型,讨论提出了工业熔盐电解钕适合的配比为w(NdF3)∶w(LiF)=10∶1或者是比之略小的w(NdF3)∶w(LiF)=9∶1。     

复合表面改性协同增强Ti合金高温微动疲劳抗力

研究了Ti811（Ti8A11MolV）钛合金表面离子束增强沉积（IBED）0Cr18Ni9膜层的膜基界面成分分布、膜基结合强度、膜层硬度和摩擦学行为。利用喷丸形变强化对IBED膜层进行后处理，拟达到联合提高钛合金高温微动疲劳抗力的目的。结果表明：离子束增强沉积技术可以获得致密度高，晶粒细化，孔隙率低，膜基结合强度高的0Cr18Ni9膜层，从而显著提高了钛合金表面硬度和耐磨性能；离子束增强沉积0Cr18Ni9膜层的耐磨性能与喷丸形变强化引入的表层残余压应力协同作用，使Ti811合金在350℃高温下的微动疲劳抗力显著提高，并且高于喷丸强化或IBED膜层的单独作用。     

NF/PDMA/MnO2-Co电容电极对低浓度Pb2+的电吸附特性

在泡沫镍基体上进行阳极电沉积制备了NF/PDMA/MnO₂-Co电极,使用FESEM-EDS、XPS和Raman谱、循环伏安和电容吸脱附测试等手段表征了复合电极的结构和评价其电容特性和对Pb²⁺的吸附行为。结果表明,在电流密度为1 mA/cm²、30℃和3 min条件下制备的NF/PDMA/MnO₂-Co复合电极,在Pb²⁺浓度为20 mg/L的模拟废水中有比较高的比电容值(208.8 F/g),对Pb²⁺有较高的吸附容量(59.9 mg/g);PDMA底层与Co掺杂MnO₂表层的协同作用提高了MnO₂电极电容和吸附性能;吸附动力学拟合表明,复合电极的吸附过程受物理、化学吸附混合控制,并受离子传质和孔隙内扩散的限制;电极的稳定性好,4次循环吸附后的吸附量仍达到51.7 mg/g。