原位颗粒对近液相线铸造6063铝合金微观组织和耐磨性的影响机理

以CuO-Al作为反应体系,在6063铝合金中原位反应生成Al₂O₃颗粒,采用近液线相铸造的方法制备6063Al-XAl₂O₃(X=0,2,4,6)复合材料。研究原位反应颗粒Al₂O₃与6063铝合金自带的原位结晶颗粒Mg₂Si的形状、尺寸、数量、分布、界面特征等对合金微观组织和耐磨性的影响机理。结果表明,在6063铝合金中原位反应生成尺寸在亚微米级的近球形θ-Al₂O₃颗粒;其(311)晶面与6063铝合金基体(111)晶面成共格界面;6063铝合金中Mg₂Si尺寸大约为100nm,呈条带状,其(02-2)与Al基体(111)晶面属于共格界面。随着Al₂O₃颗粒含量的增加,6063铝基复合材料的晶粒组织形貌由蔷薇状逐渐向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小。当Al₂O₃的质量分数为6%时,复合材料组织由等轴晶和细小的柱状晶组成。载荷为50N时,6063铝合金的磨损量为6.72mg,6063-6Al₂O₃复合材料的磨损量为1.63mg,相对于6063铝合金降低75.7%。原位颗粒(Al₂O₃+Mg₂Si)与铝基体都成共格界面,界面之间无污染,界面结合强度高,在磨损过程中,不易从基体中脱落,承当磨损过程中的大部分载荷。原位生成高硬度的Al₂O₃颗粒与原位结晶颗粒Mg₂Si协同作用共同提高复合材料的耐磨性。外加载荷为40N时,随着增强相质量分数的增加,复合材料的磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。6063铝合金磨损机制以严重的粘着磨损为主。6063-2Al₂O₃复合材料磨损机制主要以粘着磨损为主,6063-4 Al₂O₃和6063-6Al₂O₃复合材料主要表现为磨粒磨损。     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.     

氧化钛纳米薄膜对玻璃表面的强化机制研究

采用溶胶-凝胶工艺在玻璃基体表面制备的掺铈和未掺铈的纳米TiO_2薄膜,对玻璃基体具有强化作用.涂覆未掺铈TiO_2薄膜的玻璃与涂膜前相比较,其抗弯强度和断裂韧性分别增加了7%和24%,涂覆掺铈薄膜后玻璃的力学性能增加的更为显著.借助原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨了薄膜对玻璃基体表面强化的作用机制.研究表明,涂覆在玻璃表面均匀致密的纳米结构TiO_2薄膜,通过高温烧结,原子间发生相互扩散,牢固地粘附于玻璃表面,使玻璃表面的微裂纹、断键等得以修复,从而提高了玻璃的力学性能.     

铈掺杂二氧化钛HRTEM和XRD分析

采用溶胶凝胶法制备了铈掺杂二氧化钛,通过高分辨透射电镜法(HRTEM)、X射线衍射法(XRD)等手段对样品的相变过程进行表征。结果表明,Ce3+掺杂不仅抑制锐钛矿和金红石相的晶粒长大,同时显著抑制了锐钛矿向金红石的相变。Ce3+/Ce4+离子无法进入二氧化钛晶格中,当Ce3+掺杂量大于5 mol%时,Ti4+离子进入稀土氧化物的晶格中,引起晶体缺陷和晶格畸变应力的增加。     

Various Analyses of Phase Transformation from Titania Gel to Anatase Crystals

通过高分辨透射电镜法,差示扫描量热法和x射线衍射法分析了二氧化钛凝胶向锐钛矿转变的相变过程。结果发现,三种方法测试的相变行为并不完全一致。透射电镜分析结果表明,在100 °C干燥24 h的非晶态凝胶中存在少量的结晶不完全的锐钛矿相;然而x射线衍射法并未检测出晶体。随着烧结温度的升高,锐钛矿的晶格常数c逐渐降低,当温度达到300 °C以后接近标准值(如,JCPDS 卡片号 84-1285)。而晶格常数a则保持了相对稳定并且透射电镜法和x射线衍射法计算出的结果基本一致。另外,透射电镜法分析的锐钛矿的晶粒度大于x射线衍射法检测出的晶粒度     

CuO颗粒粒度对Al-CuO体系合成Al2O（3p）-Al复合材料反应温度和显微组织的影响

在80%Al-20%CuO（质量分数）体系中,通过原位反应法制备Al2O3p-Al复合材料。采用不同方法研究CuO颗粒粒度对复合材料合成温度和显微组织的影响。结果表明,Cu O颗粒粒度对Al-CuO体系的完全反应温度有显著影响：含有粒度小于6μm CuO颗粒样品的完全反应温度比含有粒度小于100μm CuO颗粒样品的完全反应温度低200°C。当反应温度低于某一临界值时,原位Al2O3颗粒和Al基体之间不能完全结合;当温度高于某一临界值时,原位Al2O3颗粒的形貌从棒状转变成近球形。这两个临界温度受Cu O颗粒粒度的影响：含有粒度小于6μm Cu O颗粒样品的临界温度比含有小于100μm CuO颗粒样品的临界温度低100℃。     

锌离子掺杂的氧化钛薄膜的湿敏性能研究

采用溶胶-凝胶法在印有梳状银电极的石英玻璃表面制备了不同含量锌离子掺杂的氧化钛薄膜,通过烧结制得一系列湿敏元件,研究了锌离子掺杂量、烧结温度和工作频率对薄膜湿敏性能的影响.研究结果发现,较低的工作频率下元件的湿度敏感性能较好.随着锌掺杂量的增加,湿敏性能降低,表现在湿度敏感点升高,阻抗随湿度的变化幅度减小.相同掺杂量下,随着烧结温度的升高,元件的湿敏性能呈现先改善后恶化的趋势.     

12CrNi3钢粒状贝氏体的组织与性能

通过光学显微镜、电子显微镜研究了12CrNi3钢在不同的热处理条件下获得不同数量的粒状贝氏体,并测定其力学性能,得到粒状贝氏体含量与力学性能关系曲线,同时观察了其断口形貌特征。结果表明:在12CrNi3钢中,当粒状贝氏体含量占混合组织(马氏体 粒状贝氏体)含量30%以下时,合金的力学性能与单一板条马氏体的力学性能相比差别不大;合金中粒状贝氏体数量越多,其强度降低、塑性增加、冲击韧度增加;由断口分析知,不论是马氏体组织还是粒状贝氏体,或者是二者的混合组织,其断裂都表现为韧性断裂。     

柠檬酸三钠和纳米Al203胶体体系吸附性和稳定性的研究

为了降低纳米Al2O3粉体的表面活性,充分发挥其纳米性能,通过黏度和沉降试验定性地表征了柠檬酸三钠在Al2O3粉体上的吸附情况,并且用紫外-可见分光光度计研究了在pH=10时柠檬酸三钠在纳米Al2O3粉体上的定量吸附情况,测量波长为198nm.用透射电镜观察吸附前后的形貌.结果表明:当浆料的pH=10时,柠檬酸三钠在纳米Al2O3粉体上的吸附满足Langmuir单层吸附,最大吸附量为1.583mg/mL,此时,柠檬酸的量相对于Al2O3粉体为2.5%,恰好黏度最低,沉降速度也最小,即胶体的稳定性和吸附性同时达到最佳.     

钨渣在铸铁熔炼中的合理利用

本文从热力学和动力学条件分析了铸铁熔炼中使用钨渣的可行性。由此得知提高铁水温度,强化铁水搅动是加快冶金反应速度的两个有效措施。在实际生产中,工频炉能满足上述两个条件。多次重复试验表明,在工频炉中加钨渣熔炼铁水一小时后,钨渣中合金元素收得率为锰60～80％。钨和铌均高于90％。这种熔炼工艺既可以降低铸件成本,又可以获得高强度的合金化铸铁。