Zr-Ti-B-N刀具涂层在600℃恒温过程的演变研究

评估Zr-Ti-B-N刀具涂层在600℃下的耐热能力,研究不同热处理时间对涂层结构和性能的影响规律。采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合技术制备Zr-Ti-B-N涂层,利用高温马弗炉对涂层进行热处理,借助纳米压痕仪、高温摩擦磨损试验机测试热处理后Zr-Ti-B-N涂层的力学性能、摩擦学性能。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对热处理前后Zr-Ti-B-N涂层的微观结构进行表征,在高温环境下,不同热处理时间对涂层的力学性能、摩擦学性能和微观结构有显著影响。结果证明,在600℃的大气环境下,经1h热处理后,涂层的综合性能稳定,涂层硬度为23.7GPa,临界载荷为31.7N;经2h热处理后,晶粒尺寸逐渐增大,柱状晶结构变得明显,涂层硬度开始下降;经3h热处理后,涂层表面出现明显的氧化膜,晶粒尺寸增大了27.0%,摩擦系数降到最低,为0.66,临界载荷未发生明显变化。

基于新型B-N窗和改进分区法的三相不平衡度检测

国标GB/T 15543-2008要求电压不平衡度计算需在获取基波幅值和相位基础上再求取相序分量,但其计算方法涉及开方运算与相角求取,不利于嵌入式系统实现。因此文中构建新型B-N互卷积窗函数,推导基于新型B-N互卷积窗三谱线改进FFT修正算式,采用改进坐标分区法实现相序分量求取,提出基于新型B-N窗和改进分区法的三相不平衡度检测方法。避免了复杂开方运算,提高了基波幅值和相位的检测精度,最终实现三相不平衡度的准确检测。仿真实验结果表明,文中提出算法在基波、谐波及噪声干扰情况下,均能有效实现不平衡度的准确检测,相比国标推荐方法,实现简单且准确度更高。

复合磁控溅射Zr-B-N涂层微结构的控制及性能研究

采用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术,通过改变Zr B2靶溅射功率来调节Zr-B-N涂层的成分和微结构,系统研究了Zr B2靶功率对涂层成分、微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着Zr B2靶功率的增加,Zr-B-N涂层形成了以非晶a-BN包裹着纳米晶的纳米复合结构;涂层的硬度由36.76下降到16.1 GPa;当Zr B2靶溅射功率为0.4和0.6 k W时,表征膜/基结合强度的临界载荷分别达到最小值29.28和最大值43.85 N。摩擦系数和磨损率具有相同的变化趋势,均随Zr B2靶溅射功率的增加先增大后减小,当Zr B2靶溅射功率为0.8 k W时,Zr-B-N涂层摩擦系数较低,抗磨损能力亦最强。

纳米复合Ti-B-N薄膜的结构和摩擦学性能

研究了射频等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)技术获得的Ti-B-N薄膜的组织结构和力学性能。结果发现,B元素的加入使薄膜中出现TiN纳米晶和BN非晶(nc-TiN/a-BN)的复合结构,其硬度显著高于TiN薄膜,最高可达40GPa。用球盘式摩擦磨损实验考察了薄膜的磨损特性。结果表明:与TiN薄膜相比,Ti-B-N薄膜抗磨损性能有显著提高,磨损机制与TiN薄膜不同,摩擦系数较TiN稍高。

先驱体转化法制备Si-B-N-C陶瓷纤维及表征

以聚硼硅氮烷为先驱体，经熔融纺丝、不熔化处理及氮气中高温热解、烧结得到Si—B—N．C陶瓷纤维．利用元素分析、FTIR、XRD、高温热重分析等手段对Si—B—N—C纤维的组成、结构以及高温稳定性和抗氧化性等进行了表征．结果表明，纤维主要由Si3N4，BN和SiC等相组成，其室温抗拉强度为2．1GPa，弹性模量为230GPa，具有很好的非晶稳定性和高温抗氧化性，惰性气氛中可保持非晶至1700℃，空气中加热至1100℃以下时无增重，在1100～1400℃温度范围内增重约3．3％．

N_2流量比对复合磁控溅射Zr-B-N薄膜结构和性能的影响

目的在反应沉积时补充金属离子,增加薄膜中金属氮化物硬质相的数量,优化复合磁控溅射Zr-B-N薄膜的制备工艺,揭示N_2流量比(N_2/(N_2+Ar))对Zr-B-N薄膜结构和性能的影响规律,进一步强化Zr-B-N纳米复合薄膜。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术沉积Zr-B-N薄膜,借助X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦试验机,研究N_2流量比对Zr-B-N薄膜成分、微观结构、力学性能和摩擦性能的影响。结果Zr-B-N薄膜具有典型的纳米复合结构,即BN非晶层包裹着ZrB_2、Zr_3N_4、Zr_2N、Zr N等纳米晶,所有Zr-B-N薄膜均沿(100)晶面择优生长。随着N_2流量的增加,(100)晶面的衍射峰宽化加剧;薄膜硬度由36.2 GPa下降到21.0 GPa;膜/基结合力逐渐增强,临界载荷从34.8 N增加到55.8 N;摩擦系数逐渐增大。当N_2流量比为42.9%时,摩擦系数相对较低,约为0.48,归因于薄膜内形成了沿(220)晶面生长的ZrN相,从而起到了良好的减摩作用。结论当N_2流量比为42.9%时,Zr-B-N薄膜具有纳米复合结构和良好的各项性能。

我国生鲜乳价格波动规律研究——基于B-N数据分解的分析

我国奶业虽然取得了巨大的成绩,但发展却不平稳,奶价大起大落,奶业市场上"奶荒"与"倒奶"现象交替上演。为探究我国生鲜乳价格的波动特征及规律,本文采用B-N分解法对我国2006—2015年生鲜乳价格进行分解。研究表明:受成本拉动及需求推动的影响,我国生鲜乳价格存在确定性增长趋势,且实际价格大部分高于趋势值;我国生鲜乳价格存在循环式周期波动,平均周期长度约为33个月;国际市场的波动已成为冲击我国生鲜乳价格的主要因素。

硼含量对Ti-B-N纳米复合涂层显微结构与性能的影响

将硼加入Ti－N涂层，使用活化离子镀制备出了硼含量为（5～16）at％的Ti－B－N涂层，并着重研究了硼含量对Ti－B－N涂层结构与性能的影响。EPMA与AES分析表明，Ti－B－N涂层元素Ti、B、N在涂层内分布均匀，但在膜／基界面处有一界面扩散区。TEM显微分析表明，Ti－B－N涂层为致密微细的纳米晶多相复合结构，晶粒度不超过50nm。XRD与XPS综合分析表明，Ti－B－N涂层主要由面心立方TIN、简单正交TiB、立方BN与简单六方Ti－B－N相组成，且随着硼含量的增加，含硼相含量增加。Ti－B－N涂层的硬度、韧性与附着强度等力学性能比相应的Ti－N涂层要好得多，且其沉积温度更低。

TiB_2和Ti-B-N涂层的性能对比研究

用磁控溅射法在1Cr18Ni9Ti不锈钢上沉积了TiB2和Ti-B-N涂层。用场发射电子扫描显微镜(FESEM)和小掠射角X射线衍射(GAXRD)研究了涂层的结构与形貌,并对涂层的显微硬度进行了检测分析。研究表明:通入N2后,Ti-B-N涂层变得更为光滑平整,涂层结构由纳米柱状晶转为非晶结构,显微硬度降低。在室温无润滑条件下,检测了涂层的耐磨性能,结果表明Ti-B-N涂层的摩擦系数低于TiB2涂层,但涂层的耐磨性并没有得到提高。

B-N链对锯齿型石墨烯纳米带电子结构的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了边缘对称和反对称的锯齿型石墨烯纳米带的电子结构,考察了B-N链掺在不同位置时的影响。研究结果表明:B-N原子链有向边缘迁移的现象,并且其掺杂在石墨烯纳米带中央时对体系电子结构的改变很小,而掺杂在边缘时会使体系在费米能级附近的能带结构发生显著的变化。边缘被B-N链取代的石墨烯纳米带的能隙被打开,并产生了明显的自旋非简并现象。这些现象的出现归因于掺杂体系中边缘电子态的重新分布。

中国进出口贸易的金融危机冲击效应——基于B-N数据分解的分析

基于2001年1月至2009年9月共105个月份的中国实际进出口贸易总额数据,运用Beveridge-Nelson(B-N)数据分解法对序列的确定性趋势项、周期项和随机冲击项进行了分解,分析了国际金融危机对我国进出口贸易总额的冲击效应,得出结论:第一,我国进出口贸易具有相对较强的抗干扰能力;第二,受外需下降等因素的影响,当前国际金融危机对我国进出口贸易的冲击程度相对较大;第三,我国进出口贸易受国际金融危机的冲击程度正在逐渐减弱,复苏迹象已渐渐显现。复苏后,外向依赖型的经济增长结构将发生较大改变,扩内需和调结构将带来新的经济增长点。

射频等离子体辅助化学气相沉积Ti-B-N薄膜的结构与性能

研究了射频等离子体辅助化学气相沉积获得的Ti B N薄膜的微观组织结构和力学性能。结果表明 :B的加入使Ti B N薄膜中出现TiN纳米晶、BN非晶和TiB2 非晶 (nc TiN/a BN/a TiB2 )的复相结构。Ti B N薄膜组织致密 ,晶粒细小 ,薄膜硬度显著提高。用球盘式磨损实验考察了薄膜的摩擦学特性。与TiN相比 ,Ti B N薄膜抗磨损性能有显著提高 ,磨损机制为微观切削与疲劳磨损共同作用 。

农产品价格B-N分解与随机冲击的惯性研究

农业是百业之本、粮价是百价之基,农产品价格波动对社会生产和居民生活都具有广泛影响。为弥补已有相关研究方法的不足,本文从解析农产品价格波动的经济涵义入手,运用B-N技术分解我国主要农产品价格波动中的持久性成分和暂时性成分,并考察农产品价格随机冲击的惯性,以刻画我国农产品价格的动态特征,以期提高微观主体对农产品价格趋势变化的预判能力,进而更好安排消费、生产及经营等活动,同时为政策调整提供科学信息,减少社会福利损失。

Sol-Gel法制备B-N共掺ZnO薄膜及光学性能研究

实验将B和不同含量的N元素掺入ZnO薄膜中,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)旋涂工艺分别在玻璃和硅衬底上制备B-N共掺ZnO薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对B-N掺杂样品薄膜的晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征.结果表明,B-N共掺后的薄膜样品,与未掺杂样品和B单掺样品薄膜相比,薄膜结构仍为六方纤锌矿相,且沿ZnO(002)衍射峰择优生长.随着N掺杂量的增加,样品的(002)衍射峰的强度先增强再减弱,当N掺杂量为3.0 at%时,衍射峰强度最强,更适合薄膜生长.此时c轴取向相对较好,结晶度高,薄膜表面性能最佳,透过率在90%左右,禁带宽度达到3.51 eV,紫外发光峰受到抑制.

Si-B-N复合薄膜的结构及摩擦学性能研究

利用三极射频 直流负偏压 等离子体增强化学气相沉积技术在45#钢表面制备了附着力较强的Si B N复合薄膜;采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪分析了所制备的Si B N复合薄膜的组成和结构,通过划痕试验和球 盘摩擦磨损试验考察了薄膜与基体的附着力及摩擦学性能.结果表明:通过合理地控制工艺参数,并对试样基体施加适当的直流负偏压,可以制得含六方氮化硼(h BN)和立方氮化硼(c BN)混合相的Si B N复合薄膜;而在Si B N复合薄膜表面引入沉积MoS2薄膜可以改善其摩擦学性能.

B-N共掺杂p型MgZnO薄膜的制备与电学性能

p型MgZnO的制备一直是高效紫外发光和日盲紫外探测器件研究领域的重要课题之一。本文针对N掺杂p型MgZnO薄膜材料中存在的空穴浓度低、电阻率高等科学问题,采取磁控溅射技术,利用氮气与氩气混合气体分别溅射MgZnO陶瓷靶和B-N共掺杂MgZnO陶瓷靶的方法,制备出N掺杂和B-N共掺杂MgZnO薄膜。通过Hall测量表征发现两种薄膜均呈现p型导电特性,与N掺杂MgZnO相比,B-N共掺MgZnO的空穴浓度从5.53×1015 cm^-3提高到2.63×1017 cm^-3,而迁移率变化并不明显(从0.83 cm^2·V^-1·s^-1减小到0.75 cm^2·V^-1·s^-1),导致电阻率从1.36×103Ω·cm减小到31.70Ω·cm。通过XRD和XPS表征揭示了在B-N共掺MgZnO中,B替代Mg或Zn,N除了具有NO和(N2)O两种掺杂状态外,还有以单原子占据O位但与B成键的第三种掺杂状态,证明B掺杂可以提高N在MgZnO中的受主掺杂浓度,但对空穴散射影响很小,从而提高p型MgZnO的空穴浓度,降低电阻率。

还原性气氛制备Zr-B-N纳米复合涂层的结构及性能分析

目的制备高纯度、超硬、高耐磨的Zr-B-N纳米复合涂层。方法在反应气体中掺入还原性气体H_(2),利用氢元素强还原性去除真空室以及反应气氛中残留的O杂质,采用脉冲直流磁控溅射技术,通过调节N_(2)+H_(2)混合气体流量制备高纯度Zr-B-N涂层。利用扫描电镜、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等设备对涂层的微观结构、力学性能和摩擦性能进行测试,并分析其变化机理。结果随着N_(2)+H_(2)流量的增加,Zr-B-N涂层内N含量在N_(2)+H_(2)流量为10 mL/min时达到最高。从截面形貌可以看出,涂层结构由粗大的柱状晶逐步转变为玻璃状细小柱状晶结构,涂层更加致密,呈现典型的纳米复合结构。微量H元素的掺入,减少了涂层制备过程中O相关化学键的生成,制备出的Zr-B-N涂层晶粒的生长环境得到改善。在N_(2)+H_(2)流量为10 mL/min时,涂层的硬度和弹性模量达到最大值40.26 GPa和532.98 GPa,临界载荷最大约为60.1 N,摩擦系数较小,为0.72,磨损率在此时最低,为1.12×10^(–5)mm^(3)/(N·m)。结论当N_(2)+H_(2)流量为10 mL/min时,制备出了超硬Zr-B-N纳米复合涂层。适量氢元素的掺入,充分去除真空室内氧杂质,改善了涂层中晶粒的生长环境,有效地提高涂层的硬度及摩擦磨损性能。

一种高水解稳定性有机B-N剂的摩擦学特性及机制研究

为改善有机B-N添加剂的水解稳定性,在分子结构中引入含氮官能团,设计合成一种新型含氮杂环类有机B-N添加剂,利用四球式摩擦磨损试验机考察其在菜籽油中的摩擦学性能,并利用X射线吸收近边结构光谱(XANES)分析摩擦表面B元素的化学形态。研究表明:所合成的有机B-N添加剂不仅具有高水解稳定性,而且在菜籽油中具有较好的抗磨性能;有机B-N添加剂在摩擦过程中发生摩擦化学反应,生成了主要由B2O3组成的边界润滑膜,从而提高菜籽油的抗磨性能。

b-N-TiO_(2)/Ag_(3) PO_(4)复合光催化材料的制备及光催化降解有害藻的研究

为了获得高效、低能耗的藻污染控制方法,通过煅烧-沉淀法制备出b-N-TiO_(2)/ Ag_(3)PO_(4)复合光催化材料,通过SEM、TEM、XRD、XPS、UV-Vis等表征手段对材料的整体形貌、表面结构和光响应性能进行测试分析.结果表明:①b-N-TiO_(2)均匀分布在Ag_(3)PO_(4)表面,增强了对可见光的响应,并促进了光生电子-空穴对的分离.②b-N-TiO_(2) /Ag_(3)PO_(4)(0.2T A)复合光催化材料降解铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞中叶绿素a(Chla)的效果最好,其拟一级动力学方程速率常数分别比纯Ag_(3)PO_(4)和b-N-TiO_(2)高2.73和7.72倍,经过8 h可见光催化后,对Chla的降解率为98.1%,且重复利用3次后降解率仍可达85.4%,具有较高的光催化稳定性.③固定化b-N-TiO_(2)/ Ag_(3)PO_(4)复合光催化材料对实际地表水中的藻细胞和藻毒素具有良好的光催化降解性能.因此,b-N-TiO_(2) /Ag_(3)PO_(4)复合光催化材料在未来有害藻类污染的水处理中具有潜在的应用前景.

Si-B-N-C陶瓷纤维的高温抗氧化性

将Si-B-N-C陶瓷纤维在静置的空气氛围下分别于1300～1400℃区间内处理不同时间,通过扫描电镜(SEM)观察其微观结构的变化,用X-射线能量色散仪(EDS)、元素分析(EA)表征其截面及内部的元素分布和含量变化,并借助X-射线衍射光谱(XRD)表征氧化处理对纤维晶型变化的影响。结果表明:氧化后的纤维有明显的皮芯结构,并且皮层大致可分为3层,主要由B、N、Si、O元素组成;氧化保护层的存在,很好地阻隔了纤维核心层与外界空气的直接接触,从而保留了纤维本身优异的耐高温性能。