熔盐电解制备钛锆合金及其反应过程研究

采用熔盐电解法由ZrO_2与TiO_2混合氧化物(Ti, Zr原子比为1∶ 1)一步制备出了TiZr合金, 并探讨了反应机制. 温度为900 ℃, CaCl_2熔盐中以烧结的ZrO_2与TiO_2混合氧化物为阴极,石墨棒为阳极, 3.1 V恒电压电解, 制备出了钛锆合金. 结果表明, 所得产物的组分与投料比例一致, 钛、锆为无限互溶的固溶体, 电解反应是由外向内进行的. 其合金化历程为: 部分ZrO_2先生成CaZrO_3, 然后继续脱氧还原为锆的低价氧化物直至还原为金属锆, 一旦有金属锆生成, TiO_2在金属锆上直接电解还原形成钛的低价氧化物, 直至生成金属钛后与锆形成固溶体; 其余ZrO_2, TiO_2先形成CaZr_mTi_nO_x, 然后直接脱氧还原为TiZr.     

熔盐电解制备钛及钛合金研究进展

熔盐直接电解钛氧化物制备金属钛及其合金的机理至今仍是研究热点,目前主要存在两种解释：一是阴极氧化物得到电子,氧离子化后进入溶液,进而在阳极以气体的形态放出,而钛留在阴极;另外,熔盐中的Ca^2＋在阴极得到电子后生成金属钙,金属钙进一步还原钛氧化物得到金属钛。本文主要就近年来围绕两种机理展开的研究进行归纳总结,并在文献和实验的基础上通过能斯特方程计算推导钒钛磁铁矿直接熔盐电解制备钛合金的可行性,为实现经济、简洁的钛合金生产提供借鉴。     

丝材连续镀金的镀层厚度

为了实现丝材连续镀金过程中镀金层厚度的可控性,研究了金盐浓度、镀液温度、阴极丝的移动速度对电流效率的影响,采用牛津的X-Sight能谱仪对镀金层断面进行能谱分析和镀金层确定,通过JSM-6460型扫描电子显微镜观察镀金层断面形貌、测定镀金层厚度.结果表明:金盐浓度对电流效率影响较小,电流效率与镀液温度和阴极丝移动速度有关;当温度确定时,阴极电流密度亦随之确定,镀金层厚度仅与阴极丝移动速度有关;镀液温度为45℃,阴极电流密度为2.9 A/dm2,阴极丝移动速度为3.2m/min时,镀金层厚度为1.0μm.     

铱涂层的制备及性能

通过离子镀方法,在难熔金属Mo表面成功制得Ir涂层,制得的Ir涂层呈亮银白色且表面均匀,并分别采用X射线衍射及扫描电镜技术对其结构和微观形貌进行分析。结果显示:涂层均匀致密呈山丘状,无明显缺陷,Ir涂层呈多晶态,并沿(111)晶面优先生长,Ir涂层与基材结合良好,铱涂层抗氧化性能良好。     

电磁加工技术在材料制备中的应用

简单介绍了电磁场的内涵,并综述了电磁加工技术在材料科学研究和加工中的应用现状,主要涉及电磁感应加热、电磁搅拌、电磁分离、电磁冷坩埚感应熔炼、磁悬浮熔体技术、金属熔体的电磁近终成型技术、强磁场处理技术的发展。最后展望了电磁加工技术在材料科学领域的应用前景。     

钛合金表面微弧氧化膜层磨损性能研究

采用微弧氧化技术,以硅酸钠、磷酸钠溶液为电解液,在TC4钛合金表面制备出高硬度、高耐磨的微弧氧化膜层。用扫描电镜观测了膜层的显微结构,用X射线衍射分析其相组成,并对膜层进行了耐磨损和摩擦学性能实验。结果表明,膜层由过渡层、致密层和疏松层3层组成。其相组成主相为Al2TiO5,其次为Al2SiO5,并含有少量无定型SiO2。膜层的维氏硬度为8470MPa,是基体硬度的2倍多。采用45#钢作对磨副,载荷为5kg,磨损时间20min条件下,膜层的失重为0.25mg,仅为基体的8%左右。     

内爆炸法制备铝/不锈钢细长双金属复合管的研究

通过调整爆炸物的爆速、松装密度等参数,采用内爆炸法对铝／不锈钢细长双金属复合管（L／D≈60）的爆炸焊接进行初步的研究。结果表明：细长管的内爆炸焊接受管道效应的影响明显,从爆轰起始端到结束端,复合管的界面附近金属的塑性畸变有加剧的趋势。结合界面金相等分析手段,发现使用低能量的炸药制备出的复合管在爆轰结束端存在Al-Fe化合物相。     

锆合金表面交流微弧氧化膜组织与性能的研究

采用交流微弧氧化方法，在硅酸盐溶液中于锆合金表面沉积了一层厚约28μm的氧化膜。用扫描电镜（SEM），能谱（EDS）及X射线衍射（XRD）分析了氧化膜的组织形貌、元素分布及相组成。通过测量试样在5％NaCl溶液中的点腐蚀电位，评估了氧化膜的保护性能。研究结果表明：氧化膜自内而外分为3层，即过渡层，致密层和疏松层。疏松层厚度达18μm，与致密层的界面存在明显孔洞，因此结合性较差；过渡层和基体、致密层与过渡层之间结合牢固。Si元素存在于氧化膜中，这说明电解液中的SiO3^2-参与了微弧氧化反应。氧化膜主要由M-ZrO2相和T-ZrO2相组成。锆合金表面的微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能。     

钛合金表面火焰喷焊涂层中气孔的成因及增加重熔对气孔的影响

在"一步法"火焰喷焊的基础上再增加一次重熔工艺.研究重熔对钛合金表面火焰喷焊制备的涂层中气孔的影响,并分析涂层中气孔的成因.工艺Ⅰ是在Ti6Al4V钛合金表面采用"一步法"火焰喷焊法制备镍基碳化钨涂层,工艺Ⅱ为在工艺Ⅰ制备的涂层上再增加一次重熔步骤.利用扫描电镜(SEM)对两种工艺所获取的涂层端面进行分析.扫描电镜照片显示增加一次重熔可有效地减少气孔.增加重熔后,使原来由于阴影效应和燃烧焰流大的吹力所产生的气孔和在粘稠的熔融金属上浮困难的气孔增加了气体排出机会,有效地减少了气孔;但增加重熔后,涂层中仍存在少量、小卵状的气孔,表明增加重熔可最大程度地减少气孔,但难以杜绝气孔的产生.