Formation mechanism of hydride precipitation in commercially pure titanium

Since titanium has high affinity for hydrogen and reacts reversibly with hydrogen,the precipitation of titanium hydrides in titanium and its alloys cannot be ignored.Two most common hydride precipitates in α-Ti matrix are γ-hydride and δ-hydride,however their mechanisms for precipitation are still unclear.In the present study,we find that both γ-hydride and δ-hydride phases with different specific orienta-tions were randomly precipitated in the as-received hot forged commercially pure Ti.In addition,a large amount of the titanium hydrides can be introduced into Ti matrix with selective precipitation by using electrochemical treatment.Cs-corrected scanning transmission electron microscopy is used to study the precipitation mechanisms of the two hydrides.It is revealed that the γ-hydride and δ-hydride precipita-tions are both formed through slip + shuffle mechanisms involving a unit of two layers of titanium atoms,but the difference is that the γ-hydride is formed by prismatic slip corresponding to hydrogen occupy-ing the octahedral sites of α-Ti,while the δ-hydride is formed by basal slip corresponding to hydrogen occupying the tetrahedral sites of cα-Ti.     

氨解H2[TiO(C2O4)2]制备纳米氮化钛粉体

用氨解H2[TiO(C2O4)2]前驱体的方法成功制备出了纳米TiN粉体.通过X射线衍射分析了氨解温度和时间对氮化钛形成的影响以及形成机理.用透射电镜和扫描电子显微镜观察了氮化钛粉体的形貌和粒径.结果表明:1 050 ℃氮解H2[TiO(C2O4)2]2h所得纳米TiN粉体呈颗粒状,平均粒径约70nm,粒径大小较均匀.750 ℃ H2[TiO(C2O4)2]氨解时形成TiO2和TiO,随氨解温度升高和时间延长,最后形成立方相TiN.提高氨解温度有利于前驱体的氨解,并可缩短TiN的形威时间.     

锰对改善CaBi4Ti4O15高温压电陶瓷性能的研究

BiScO₃-PbTiO₃（BSPT）是一种新型钙钛矿结构压电材料,兼具高居里温度、高压电活性的优点,可用于构建高温极端环境中工作的高性能压电器件.结合本课题组的研究工作,从晶体结构、改性方法、制备技术等方面评述了BSPT材料的研究进展,重点阐述了不同材料体系的组分设计思路及相关高温压电器件应用,并对其发展方向进行了展望.

     

发动机用TC17合金喷丸+微弧氧化涂层组织和疲劳性分析

通过实验研究了TC17钛合金的喷丸处理效果,利用微弧氧化方法来达到纳米晶过渡层组织结构重构的过程。通过实验测试的方式研究不同工艺涂层微观组织,硬度以及疲劳性能。研究结果表明:形成许多火山型微孔,孔洞尺寸也存在明显差异。对合金实施喷丸处理能够获得厚度更大微弧氧化层,引起了晶粒的明显细化,得到更加致密的组织结构。经过喷丸处理后,硬度为463HV0.1,表现为硬度提高。对不同深度区域的组织硬度进行对比发现,从表面过渡到基体中的范围内硬度呈现不断减小的变化趋势。当试样表面经喷丸处理后疲劳寿命可以达到15361周次,相对处理前的试样疲劳寿命延长了15%左右。对试样表面实施喷丸处理将会导致表面组织中产生众多疲劳源并进一步迁移到基体内,疲劳源范围也持续缩小,涂层表面存在众多微孔。     

光伏多晶铸锭生产过程氩气循环利用技术研究

多晶硅铸锭在生产中采用的氩气排空方式存在生产成本高、电力消耗大、环境污染严重的问题。基于此本文提出多晶铸锭生产中氩气循环利用技术,通过采用一套真空泵联机多台多晶硅铸锭炉的技术,研发了一套纯化单元及控制系统,实现了氩气的循环再利用。多次采集的气体实验结果表明,本文所提出的技术研究降低了生产成本,减少了氩气的浪费,在一定程度上降低了因氩气的排放对大气造成的污染,进一步实现了光伏环境友好型的绿色发展。     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al₂O₃和Y₂O₃助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷.分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律.结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV2550,断裂韧性达8.34MPa·m^1/2,弯曲强度达684MPa.     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g·cm^-3和HRA 92.4.     

煤矸石和用后耐火材料合成多孔堇青石

以煤矸石、用后滑板砖和用后镁碳砖为原料,采用石墨、淀粉和复合添加剂为造孔剂,制备出多孔堇青石材料,并研究造孔剂种类、造孔剂加入量和合成温度对材料合成和材料性能的影响.实验结果表明:采用煤矸石和用后耐火材料为原料,在1350～1400℃高温下可以合成高纯度的堇青石材料;复合添加剂为最佳造孔剂,其合适加入量为15%～25%;当复合添加剂加入量为20%,在1350℃保温3h条件下,合成材料的气孔分布均匀贯通,其显气孔率为44.9%,热膨胀系数为2.14×10^-6 K^-1,荷重软化点为1290℃,综合性能良好,具有优良的高温使用性能.     

实验型调速搅拌磨设计

湿法搅拌研磨机可以满足精细陶瓷粉料的超细加工需求,结构设计合理的搅拌磨可以通过小于12h的研磨,获得粒度分布窄、中位径D50〈0．6μm的碳化硅陶瓷粉体．搅拌桶可替换,容积可变,主轴转速调速范围为0～2000r／min,满足碳化硅等超硬材料粉碎需要的实验室小型搅拌磨的设计．可变容积实验室搅拌磨总体结构、变速方案、电路设计以及冷却水循环系统的设计方案已被采用,所制造的搅拌磨已应用于科研和产品开发中．