自蔓延高温合成技术焊接制备(TiB_2+Fe)/Fe结构材料

SHS焊接陶瓷与金属是一种新的陶瓷 /金属连接工艺 ,本文采用SHS工艺制备了 (TiB2 +Fe) /Fe结构材料 ;通过SEM测试及显微结构分析表明TiB2 +Fe陶瓷金属层结构致密 ,Ti从TiB2 +Fe侧向Fe基片侧进行扩散 ,以及TiB2 +Fe层与Fe基片结合良好。接头断裂时 ,断裂位置发生在TiB2 +Fe金属陶瓷层 ,而不是沿着TiB2 +Fe层与Fe基片的界面断裂。

原位〔TiB_(2(p))+TiC_p〕/Fe复合材料的制备和微结构

热力学分析表明,Fe Ti B C熔体具有反应生成TiB2和TiC的可能性,TiB2和TiC热力学稳定性相当。试验结果表明,利用Fe Ti B C熔体反应可以制备TiB2和TiC颗粒增强铁基复合材料,TiB2颗粒和TiC颗粒均匀分布于α Fe晶粒中,TiB2颗粒比TiC颗粒具有更大的平均尺寸。

SHS／QP制备（TiB2＋Fe）／Fe叠层材料的结构与性能分析

采用SHS/QP工艺制备了(TiB2+Fe)/Fe叠层材料.SEM分析表明TiB2+Fe金属陶瓷层结构致密.用EPMA研究了TiB2+Fe金属陶瓷层与Fe基片之间的界面连接机制,结果表明TiB2从TiB2+Fe侧向Fe基片侧进行扩散,以及TiB2+Fe层中的Fe粘结相和Fe基片的粘接完成了(TiB2+Fe)/Fe叠层材料的界面连接.叠层材料接头断裂时,断裂位置发生在TiB2+Fe金属陶瓷层,而不是沿着TiB2+Fe层与Fe基片的界面断裂.

自蔓延高温合成/快速加压法制备(TiB_2+Fe)/Fe梯度材料

通过对不同Fe含量的Ti+B +Fe体系绝热温度计算和试样温度有限元计算 ,确定了 (TiB2 +Fe) /Fe梯度材料各层合理的厚度 ,并采用SHS/QP技术制备了 (TiB2 +Fe) /Fe梯度材料。电子探针分析表明 (TiB2 +Fe) /Fe梯度试样中各层间没有了明显的界面 ,沿厚度方向由富陶瓷相向富金属相连续转变。背散射电子像分析表明从富陶瓷侧到富金属侧 ,材料的显微结构也是梯度变化的。SEM分析表明 ,从富陶瓷层到富金属层 ,TiB2 晶粒减小。

Nb对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

添加Nb可提高(Nd0.9Dy0.1)9.5Fe79Co5B6.5(原子百分数,下同)合金的非晶形成能力和快淬薄带的晶化温度,经过710℃晶化处理4min后,快淬薄带的晶粒细小均匀,从而显著提高了快淬薄带的磁性能。三维原子探针(Three-DimensionalAtomProbe,简称3DAP)分析结果表明,含Nb快淬薄带晶化后,在晶界形成了Nb-Fe-B偏聚物,抑制了晶粒长大,细化了晶粒,进而使晶粒间交换耦合作用增强,提高了合金的磁性能。

Fe_3Al/Q235异种材料扩散焊界面相结构分析

采用X射线衍射、透射电镜和电子衍射技术对Fe3 Al/Q2 35真空扩散焊界面附近的微观相结构进行了试验研究。试验结果表明 ,当加热温度 10 5 0～ 10 80℃ ,保温时间 6 0min ,压力 9.8MPa时 ,Fe3 Al金属间化合物与Q2 35钢扩散焊界面附近形成了明显的扩散过渡区 ,该过渡区由Fe3 Al相和α -Fe(Al)固溶体构成 ,显微硬度约为 4 80～5 4 0HM ,不存在含铝较高的高硬度脆性相。有利于提高Fe3 Al/Q2 35扩散过渡区的韧性 ,提高扩散焊接头的抗裂纹能力。扩散过渡区中的Fe3 Al相与α -Fe(Al)固溶体之间存在着 (11- 0 ) α -Fe(Al) ∥ (0 11) Fe3Al和 [0 0 1]α -Fe(Al) ∥ [10 0 ]Fe3Al的晶体学取向关系。

原位TiB_(2(p))/Fe复合材料的制备及其显微组织

利用Fe Ti B熔体反应制备了TiB2颗粒增强铁基复合材料,研究了该材料的显微组织。热力学分析表明,Fe Ti B熔体具有反应生成TiB2的可能性。试验结果表明,TiB2颗粒均匀分布于α Fe晶粒中,晶内TiB2粒子平均间距大于晶界。TiB2粒子尺寸大多为1～6μm,形状大多为接近等轴的多面体。

核壳结构Fe_3O_4@TiO_2磁性纳米复合材料的制备及性能表征

利用热分解油酸铁复合物得到油相Fe_3O_4磁性纳米粒子,以冰醋酸、钛酸四异丙酯和乙醇组成混合溶液,采用水热仿生合成法制备Fe_3O_4@TiO_2核壳结构磁性纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)对材料的形貌、结构、磁学性能等进行了分析表征。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,产品分散性好、结晶度高、形态稳定、磁性良好,为其在环境保护、生物、光催化等诸多领域的潜在应用提供了有利条件。

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复相材料微结构对微波复磁导率的影响

采用熔体快淬、晶化退火工艺及机械球磨方法制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相材料。研究了机械球磨工艺对材料的微结构、形貌和微波复磁导率的影响。结果表明:适当的机械球磨工艺可使材料粒度变细、变薄,晶粒细化,增强软、硬磁相晶粒间的交换耦合作用,提高其磁各向异性和饱和磁化强度,从而调节材料的共振吸收峰频率和微波复磁导率。球磨25h样品的复磁导率虚部μ′在3GHz达2.6,μ″在12GHz达1.2,μ″在30.5GHz达0.85,Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相材料共振峰可控,不仅可应用于厘米波而且可应用于毫米波吸收材料的设计中。

快淬速度对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

利用熔体快淬法制备了(Nd0·9Dy0·1)9(Fe0·9Co0·1)85·5B5·5快淬薄带,研究了快淬速度对晶化过程、晶化后薄带的结构及磁性能的影响。研究发现,快淬速度不同,薄带的非晶程度不同,晶化过程存在很大差异;在快淬速度为12m/s时,快淬薄带中已存在一定的晶态相,晶化后的晶粒细小均匀,磁性能较高;而当快淬速度达到18m/s和25m/s时,合金晶化后的晶粒粗大且不均匀,磁性能较低。

原位TiB_2/Fe_3Al基纳米复合材料的合成及其晶粒生长动力学(Ⅰ)——Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化

研究了机械合金化过程中Fe-Al-Ti-B四元粉体的结构演变,讨论了其合金化机制。研究表明,Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化通过Al、Ti、B原子向Fe晶格中扩散形成Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体。在机械合金化的早期(<10h),形成包覆结构的复合颗粒,合金化尚未进行。在机械合金化的中期(10-60h),首先形成具有几个同心圆环结构的复合颗粒,然后环状结构消失,同时Fe(Al,Ti,B)晶格常数迅速增加,但成分均匀化过程缓慢。在机械合金化的后期(60-80h),主要发生复合颗粒内部的成分均匀化过程,球磨80h后,复合颗粒内部各组元的成分已经非常均匀。Fe(Al,Ti,B)晶粒细小(6.8nm),晶格畸变严重,具有近似非晶态的结构。由于Ti、B元素的添加,Fe-Al-Ti-B四元粉体晶粒细化速率更快,但合金化速率明显降低。

Fe/Al_2O_3纳米复合材料的结构和磁性

采用溶胶-凝胶法制备了复合材料Fe2O3/Al2O3,将其在氢气中还原得到了纳米复合材料Fe/Al2O3。利用X-ray衍射、Mssbauer效应和振动样品磁强计对样品的结构和性质进行了研究,结果表明,Fe2O3含量对样品的还原过程及结构和性质有明显的影响。随Fe2O3含量的增加,还原后样品中α-Fe的晶粒尺寸变大,样品的比饱和磁化强度增加,矫顽力减小。Mssbauer效应结果显示,在一些样品中存在超顺磁现象和FeAl2O4相。

B含量对Nd_2Fe_(14)B/Fe_3B复合永磁材料微观结构和磁性能的影响

用熔淬法制备非晶带、再进行晶化处理,制备了纳米晶复合Nd4.5Fe77+xB18.5-x(x=0.1,0.2,0.3,0.4)永磁磁粉,然后以环氧树脂为粘结剂制备粘结磁体。研究了B含量对材料磁性能和微观结构的影响。结果表明,随着B含量的提高,Nd4.5Fe77+xB18.5-x粘结磁体的剩磁、矫顽力和磁能积都先增大后减小。适量的B可以细化复合材料的晶粒,改善微观结构,提高磁体磁性能;B含量过高使复合材料的晶粒长大,出现Nd1.1Fe4B4富B相,导致磁体磁性能下降。当B含量为18.3at%时,粘结Nd4.5Fe77.2B18.3磁体具有最佳磁性能:Br=0.88T,Hcj=257kA/m,(BH)m=57kJ/m3。

ZrO_2/Fe_3Al复合材料的界面电子结构计算及材料制备

采用热压烧结制备了ZrO2 (3Y) /Fe3 Al复合材料 ,材料的室温抗弯强度、断裂韧性、HRA硬度分别为 132 1MPa、39MPa·m1/ 2 、86 .7,临界热震温差 (ΔT)由单相ZrO2 (3Y)的 2 5 0℃提高至 5 0 0℃。在此基础上 ,用EET理论 (经验电子理论 )计算了ZrO2 与Fe3 Al的价电子结构及其部分晶面的电子密度 ,并对两相的晶体学取向进行了预测。

SHS／QP制备（TiB2十Fe）／Fe叠层材料的温度场与应力场分析

采用有限元分析方法，研究SHS／QP技术制备叠层材料过程中试样的温度分布和变化，为工艺参数的选择和试样界面结构分析提供参考。有限元计算表明SHS反应层厚度增加时，Fe基片界面处温度升高，Fe以液相存在的时间延长。采用有限元分析方法计算叠层材料残余热应力，叠层材料中TiB2十Fe金属陶瓷层与Fe基片的界面结合处径向边缘出现轴向应力和剪切应力的奇异点，导致在这个区域出现应力集中。

Fe_2O_3对菱镁矿尾矿合成镁橄榄石材料晶体结构与性能的影响

在工业废弃物菱镁矿尾矿中加入石英砂和少量Fe2O3,经1550℃反应烧结合成镁橄榄石材料,探讨Fe2O3对合成镁橄榄石材料晶体结构与性能的影响。利用XRD、X'pert plus软件、SEM对合成镁橄榄石的相组成、晶胞参数、显微结构等进行研究。结果表明:Fe2O3的引入使得镁橄榄石结构中形成缺陷,导致晶胞参数和晶胞体积发生改变,促进了高温液相的形成,加速了离子的扩散,加快了反应速度,促进了镁橄榄石的烧结,但在某种程度上降低了镁橄榄石的合成率。

阴极材料La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)的晶体结构和性能

使用硝酸盐,氢氧化钠和碳酸钠为沉淀剂,共沉淀法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)(x=0.05、0.10、0.15、0.20)的粉料并研究了粉料的各种性能。结果表明,前驱体800℃煅烧3h形成粉料具有六角晶系钙钛矿结构;Ca2+和Sr2+双掺杂取代La3+进入晶格后,随着Ca2+含量x增加,La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)晶胞a轴方向缩短c轴方向拉长,晶胞体积减小;且1200℃烧结3h后所有样品电导率在降低。温度升高到490℃,掺杂样品的电导率出现最大值,温度继续升高晶格氧逸出导致电导率降低。当x=0.10和0.15时,阴极材料电导率在500～650℃范围内基本相等且高于700S/cm,并与Ce0.8Sm0.2O2热性能的表现一致,且两者阴极材料在650℃时,所组装单电池的输出功率明显大于350mW/cm2。

氩弧熔铸TiC-TiB_2/Fe复合材料的组织与耐磨性

为改善合金材料的耐磨性能,采用氩弧熔铸技术,以Fe、Ti、B和C粉为原料,按质量分数比45∶30∶20∶5制备原位合成TiC-TiB2/Fe复合材料。通过扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计及摩擦磨损试验机对复合材料的显微组织、物相、洛氏硬度和耐磨性进行分析研究。结果表明:复合材料由原位生成的TiB2和TiC增强颗粒相及α-Fe相组成,颗粒呈块状、板条状和多边形,且颗粒结合地很紧密。复合材料的平均洛氏硬度约为9.37 GPa。在室温干滑动磨损条件下,该熔铸复合材料的耐磨性约是GCr15工具钢的6倍。该研究为原位合成TiC-TiB2/Fe复合材料的制备提供了一种新方法。

添加Sn对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

在Nd10Fe84B6添加0.5 at%Sn元素,合金晶化后Sn富集于富Nd相,富Nd相的生成使得合金中α-Fe相的相对含量增加,合金的剩余磁化强度,矫顽力和剩磁比有所改善。而在Nd9.5Fe75.5Co5Zr3.5B6.5合金中添加1 at%Sn元素后,虽然晶化后合金的晶粒变细小,α-Fe相的相对含量也有所增加,然而由于过多的富Nd相、富B相和富Zr相等软磁性相或非磁性相的存在,使得合金的剩余磁化强度和磁滞回线的方形度降低,进而降低了合金的综合磁性能。

常压烧结工艺制备Fe_3Al/Al_2O_3复合材料的显微结构和力学性能研究

采用常压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料。采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过压力成型和常压烧结工艺(1700℃,2 h)制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材。本实验主要研究Fe3Al/Al2O3复合材料烧结块材的物相组成,显微结构和力学性能。研究结果表明采用机械合金化工艺球磨60 h并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末。经过常压烧结工艺得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要由Fe3Al相和Al2O3相组成。Fe3Al/Al2O3复合材料烧结块材的显微结构均匀致密。其中Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸约为4～5μm,而Al2O3基体颗粒尺寸约为5～10μm。随着Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低。