TiB_2-Cu-Ni梯度功能材料的抗烧蚀行为

采用燃烧合成与同时致密化技术制备了TiB2-Cu-Ni5层金属-陶瓷梯度功能材料。利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等方法对梯度材料的成分及烧蚀前后的微观组织形貌等进行了检测,用等离子火炬电弧加热器对材料进行加热来考察梯度材料的抗热震性能以及抗烧蚀性能。结果表明,梯度功能材料各层之间的界线已经模糊,层与层之间的结合较好;梯度材料在瞬间加热时和瞬间冷却时均未出现崩裂,烧蚀后表面没有裂纹产生,说明该梯度材料具有优异的抗热震性能;烧蚀20s后,梯度功能材料烧蚀后的质量损失仅为0.5g,说明梯度功能材料具有良好的抗烧蚀性能。梯度材料的抗烧蚀机理为金属粘接剂的挥发损失、热化学烧蚀和机械冲刷。该梯度材料在固体火箭发动机的喷管、喉衬等部件上有广阔的应用前景。

电弧加热器环境下双连续TiB_2-(Cu,Ni)复合材料的发汗冷却行为

采用粉末烧结结合浸渗法制备高体积TiB2含量的双连续81.6%TiB2/(Cu,Ni)复合材料,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和物相测定(XRD)对双连续复合材料的微观组织形貌进行了观测,表明复合材料中陶瓷骨架相和金属相在各自空间均形成三维网络结构且界面结合牢靠。用交流等离子电弧加热器对试件表面瞬时加热来考核复合材料的抗热冲击和抗烧蚀行为。结果表明,材料在电弧急剧加热和冷却过程中均没有出现"热裂"现象,烧蚀后材料的微观组织分析表明,金属(Cu,Ni)相在材料烧蚀区-过渡区-基体区存在明显的梯度分布,分析了高温下金属相"发汗冷却"行为和防热机理。

大尺寸TiB_2-Cu-Ni金属陶瓷块体的燃烧合成及准热等静压致密化

利用燃烧合成结合准热等静压 (PHIP)技术成功制备了直径为 2 40mm的大尺寸TiB2 Cu Ni金属陶瓷 ,对合成产物进行了X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和力学性能等实验研究。XRD结果表明反应产物中只有TiB2 和 (Cu ,Ni)两相。SEM分析发现增强相TiB2 陶瓷颗粒已经形成骨架状 ,其间为 (Cu ,Ni)基体相 ,TiB2 颗粒形貌为近等轴状 ,尺寸细小且较均匀。合成产物的致密度为 94.2 % ,弯曲强度和断裂韧性分别达到 5 99.4MPa和12 .5 6MPa·m1/ 2 。

超音速火焰喷涂工艺对TiB_2-50Ni涂层性能的影响

通过机械合金化技术制备出TiB2-50Ni粉末，采用超音速火焰喷涂方法在Q235钢表面制备TiB2-50Ni涂层，研究3种不同喷涂参数对涂层组织结构和性能的影响。运用扫描电镜分析了涂层的组织结构、x射线衍射表征涂层的物相结构，用压人法测定了涂层的显微硬度，并对涂层的抗热震性能和耐熔融铝硅腐蚀性能进行研究。结果表明，涂层均具有致密的组织结构，其中以氧气流量10～11m3／h和氮气流量1100～1200L／min喷涂参数下（No．3）的涂层试样的孔隙率最低和厚度最厚；涂层的主要物相与粉末相同；No．1～N0．3号涂层试样的硬度值分别为（321．19±17．1）HV0．3、（464．84±49．2）HV0．3和（597．92±36．1）HV0．3；涂层均具有较好的抗热震性能，其中以3号涂层试样最佳；经过120h熔融铝硅腐蚀后发现，涂层均具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能，3号涂层试样具有最好的耐腐蚀性能。

浸渗法制备双连续TiB_2/(Cu,Ni)复合材料的组织和性能

用高温粉末烧结结合自发浸渗法制备高TiB2含量(体积含量约为86%)的双连续TiB2/(Cu,N i)复合材料,研究了不同陶瓷体积含量多孔材料对TiB2/(Cu,N i)复合材料微观组织和力学性能的影响.采用XRD和SEM分析了复合材料的相组成和微观结构,用三点弯曲试验测试了复合材料的弯曲强度和断裂韧性.结果表明:经过预制坯高温烧结后自发熔渗金属是制备致密的双连续TiB2/(Cu,N i)复合材料的有效方法,复合材料的致密度和力学性能得到显著提高;当TiB2陶瓷体积含量为81.6%以及浸渗温度为1500℃条件下,TiB2/(Cu,N i)复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别达到640.5 MPa和9.37 MPa.m1/2,相对密度为98.4%.

M/(MgO)_y(CeO_2)_(1-y)(M=Ni、Co、Cu)催化剂的催化甲烷燃烧性能

采用溶胶凝胶法制备了M/(MgO)y(CeO2)1-y(M=Ni、Co、Cu)催化剂.研究了催化剂Ni/(MgO)y(CeO2)1-y催化活性与Ce含量的关系,当y=0.9时,催化剂的活性和稳定性最好.对比研究了(MgO)0.9(CeO2)0.1为载体,负载Ni、Co、Cu活性组分的催化剂催化甲烷燃烧性能.结果表明,负载Cu的催化剂活性最好,但二次评价后催化剂已烧结;负载Ni的催化剂活性与负载Cu的催化剂相差不大,且稳定性最好,经1000℃焙烧的Ni/(MgO)0.9(CeO2)0.1催化剂比表面仍有14.32m·2g-1,具有较高的催化活性和很好的热稳定性;负载Co的催化剂活性不如前两者,稳定性居中,但比表面降低得最少,抗烧结能力强.

Q235钢表面热喷涂TiB_2-50Ni金属陶瓷层的组织结构和性能

目前,对超音速火焰喷涂Ti B2增强金属基复合涂层的耐磨性有一定研究,但对其抗热震性能和耐熔融金属腐蚀性能的报道较少。采用机械球磨制备了Ti B2-50Ni金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术在Q235钢表面制备Ti B2-50Ni金属陶瓷涂层。采用扫描电镜和X射线衍射技术分析了涂层的微观组织和物相,采用HVS-1000显微硬度计测试涂层的硬度值,采用水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究了涂层的耐熔融Al-12.07%Si合金腐蚀性及耐磨损性能。结果表明:Ti B2-50Ni涂层具有层状结构,组织致密;Ti B2-50Ni涂层的主要物相为Ti B2和Ni,与喷涂粉末的相同;涂层的硬度值为(348±37)HV3 N;涂层与基体结合良好,耐蚀性良好,经60 h的熔融Al-12.07%Si腐蚀后,磨损失重量是Q235低碳钢的1/4;涂层抗热震性能良好,耐磨性较基体明显提高。

超音速火焰喷涂TiB_2-40Ni35A金属陶瓷涂层的组织结构与性能

为了制备耐热震和耐熔融金属腐蚀的金属陶瓷材料,通过机械合金化技术制备TiB_2硬质相增强Ni基金属陶瓷粉末,将其超音速火焰喷涂在Q235钢表面制成TiB_2-40Ni35A金属陶瓷涂层,并对其形貌、物相、孔隙率、结合强度、硬度、耐热震及耐熔融Al-12.07%Si腐蚀性能进行研究。结果表明:涂层组织致密、孔隙率仅为0.281%,物相主要为TiB_2和Ni;涂层的结合强度为64 MPa,硬度为(446.7±85.6)HV_(3 N);经过60次热震后,涂层中未发现明显的裂纹;经过60 h熔融Al-12.07%Si腐蚀后,涂层中未发现明显裂纹,仍与基体结合良好。

超音速火焰喷涂TiB_2-40Ni金属陶瓷涂层及其抗热震性能

热镀锌过程中,锌锅内各零件涂层会受到冷热冲击作用易失效。采用超音速喷涂工艺在不同丙烷流量下,在Q235低碳钢表面制备了3种Ti B_2-40Ni金属陶瓷涂层,通过水淬法测试涂层的抗热震性能。通过扫描电镜分析了3种涂层在不同温度下热震后的表面和截面形貌,研究了涂层的抗热震性能。结果表明:在600℃时,随着热震次数的增加,3种涂层中裂纹扩展均变严重,并且以丙烷流量为30 L/min所得涂层的抗热震性能最差,丙烷流量为36 L/min所得涂层的最好;在800℃热震条件下,3种涂层失效较快,并且在涂层表面形成了较多的交叉裂纹,涂层中裂纹扩展严重,导致涂层与基体界面处出现腐蚀现象。

Cu,Ag,Ni掺杂TiB_2基涂层的结构及韧性研究

采用磁控溅射方法分别掺杂含量约为10%(原子分数)的Cu,Ag,Ni金属,制备出三种TiB2基涂层。利用XRD,SEM分析涂层结构,并通过塑性指数δH、划痕和压痕三种手段对涂层韧性进行表征。结果表明:掺杂金属在涂层中的存在形式不同,导致对涂层晶粒和生长结构的影响不同,其中Ag以晶体形式存在,未发现Cu和Ni的晶相;三种涂层均存在TiB2晶相,Ni和Ag使TiB2晶粒细化,Cu促进晶粒长大;TiB2-Cu和TiB2-Ni涂层为柱状结构,表面存在明显颗粒,而TiB2-Ag涂层柱状结构趋于消失,表面无明显颗粒。结构的不同对涂层的力学性能有明显影响,所有涂层均保持在较高的硬度(>35GPa),三种金属都对涂层韧性有所改善,其中Ni最为显著,Cu和Ag相对较差。

以Al_2O_3为载体的Ni-Cu双金属催化剂催化3-羟基丙醛加氢

采用浸渍法制备了Ni-Cu/Al2O3双金属催化剂。运用XRD、H2-TPR手段对催化剂进行表征,并将其应用于3-羟基丙醛(HPA)加氢反应。结果表明,在所考察条件下,Cu具有较低的加氢活性。但当其作为Ni助剂存在时,可以使NiO的还原温度显著降低,催化剂经低温还原便表现出优异的加氢活性。经350℃还原的催化剂,在反应温度60℃,压力5 MPa,催化剂用量100 mL,进料量2 mL/min条件下,3-羟基丙醛转化率达到98%。

氧气流量对TiB_2陶瓷相增强25Ni涂层组织与性能的影响

通过机械合金化球磨方式制备Ti B2硬质相和Co粘结相质量比为3:1的Ti B2-25Ni金属陶瓷复合粉末,采用超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面制备了3种不同氧气流量的Ti B2-25Ni涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征涂层的微观组织形貌和物相结构,采用显微硬度计测量涂层硬度值,并对涂层的抗热震性能、耐熔融铝硅腐蚀性能和耐磨粒磨损性能进行研究。结果表明,3种涂层组织致密,呈典型的层状结构;涂层的主要物相均为Ti B2和Ni;3种涂层的显微硬度值分别为(408±87)HV0.3、(513±90)HV0.3和(553±77)HV0.3;经过热震试验发现,氧气流量为462 L/min的试样具有最佳的抗热震性能;经过60 h熔融铝硅腐蚀试验发现,3种涂层试样均具有良好的耐腐蚀性,其中以氧气流量为462 L/min的试样最佳。在磨粒磨损试验中发现,氧气流量为462 L/min的涂层试样的耐磨性比基体提高近6倍。

TiB_2增强50Ni基金属陶瓷复合粉末与涂层的研究

采用机械合金化技术制备球磨TiB2-50Ni金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术制备TiB2-50Ni涂层,研究不同球磨时间得到TiB2-50Ni粉末的显微组织和物相,研究TiB2-50Ni涂层的显微组织、物相结构、孔隙率和硬度。结果表明,随着球磨时间的延长,陶瓷相TiB2逐渐破碎,黏结相Ni变形严重,且TiB2包覆在Ni表面的含量增加;粉末与涂层的主要物相为TiB2和Ni相,涂层组织致密,孔隙率低,平均硬度值为(597.9±36.1)HV0.3。

TiB2-50Ni金属陶瓷热喷涂层抗热震性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在不同丙烷流量下制备了3种TiB_2-50Ni金属陶瓷涂层,并采用水淬法将3种TiB_2-50Ni涂层在600和800℃条件下进行热震试验。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对在不同条件下热震后的涂层进行表面和截面形貌观察及物相结构分析。研究结果表明,在600℃热震条件下,随着热震次数的增加,不同丙烷流量制备的3种涂层的裂纹扩展更为严重,且在热震循环次数为150次时,3种涂层表面和截面中均出现了扩展较为严重的交叉裂纹。在800℃热震条件下,3种涂层热震失效的热震循环次数明显减少,并且涂层的表面和截面产生的裂纹更长更宽。通过3种涂层的热震试验进一步发现,随着丙烷流量的增加,涂层的抗热震性能逐渐降低,其中以No.3涂层(丙烷流量为42 L·min^(-1))抗热震性能最差。通过对3种涂层热震后的XRD分析发现,3种涂层热震后的主要物相为TiB_2和Ni两相,且随着在600℃热震循环次数的增加和热震温度的增加(800℃),涂层热震后产生的氧化物含量逐渐增多。

溶胶-凝胶自燃烧法合成镍铜锌纳米晶铁氧体及其吸波性能的研究

利用溶胶-凝胶自燃烧法合成了Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe2-xCexO4纳米晶铁氧体。借助DTA和XRD技术,对干凝胶的热分解过程、合成纳米晶的成分及其吸波性能进行了研究。结果表明,由金属硝酸盐和柠檬酸形成的干凝胶具有自燃烧的特性。通过自燃烧反应可以直接获得镍锌铜铁氧体粉末,经900℃热处理后可以转变成单一的尖晶石相,吸波性能测试发现,Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe2-xCexO4的吸波性能在8.2GHz^12.5GHz范围内随x的变化而不同,当x=0.07时,吸波性能最好,最高吸收峰值达到29.634dB。

喷涂功率对等离子喷涂TiB2-40Ni涂层显微结构及性能的影响

在304不锈钢表面利用大气等离子喷涂技术制备TiB_2-40Ni金属陶瓷涂层,研究该涂层在4种不同喷涂功率下组织结构和性能特征。采用扫描电子显微镜分析涂层的微观组织,采用X射线衍射仪表征涂层的物相组成,采用压痕法测定涂层的显微硬度,采用图像统计法测量涂层的孔隙率,并对涂层的常温摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,随着喷涂功率的提高,涂层的孔隙率降低;涂层存在TiB_2和Ni两种主要物相;TiB_2-40Ni涂层截面平均显微硬度达到722.28 HV,为不锈钢基体显微硬度222.4 HV的3.24倍;通过摩擦磨损试验发现,该涂层常温下的质量磨损量约为不锈钢基体的1/3,且其摩擦系数稳定性较基体明显提高。

球磨Mg22Y2Ni10Cu2+x%Ni复合材料储氢性能研究

采用不同球磨时间（10，20，30，40h）制备了Mgz2Y2Ni10Cu2＋x％Ni（x=0，50，100，150；质量分数）复合材料，并对材料的结构、形貌、电化学及动力学储氢性能进行了系统的研究。分析了球磨时间和镍添加量对Mg22Y：Ni10Cu2合金储氢性能的影响。结果表明，球磨可以改善合金的显微结构，促进合金中非晶、纳米晶的形成，而镍的加入显著促进了该过程的进行，使复合材料中非晶、纳米晶的含量大幅度升高；随球磨时间和镍复合量的增加，合金放电比容量显著增加，当复合镍为x=100、球磨时间为40h时，其值已达到最大的669．7mAh·g^-1。循环稳定性的改善也较为明显，复合镍x=150、球磨20h试样的s20已经达到了80％。此外，球磨和镍的添加还可以明显优化合金的高倍率放电、交流阻抗和动电位极化等动力学性能。此外，包覆于合金表面的镍不但对合金性能起到催化作用，提高了合金的表面活性，还有效地提高了合金的综合储氢性能。

用单酰胺化合物从盐酸溶液中萃取金

Hirokazu Narita等研究了羰基碳上含有不同长度侧链（对于DOAA为CH3，对于DOLA为n-C11H23）的2种单酰胺化舍物N，N-二-n-辛基乙酰胺（DOAA）N，N-二-n-辛基月桂酰胺（DOLA）提取并分离Au（Ⅲ）的性能。用以n-十二烷和2-乙基己醇稀释的DOAA和DOLA从盐酸溶液中溶荆萃取贵金属和碱金属（Au（Ⅲ），Pb（Ⅱ），Pt（Ⅳ），Rh（Ⅲ），Fe（Ⅲ），Cu（Ⅱ），Ni（Ⅱ）和Zn（Ⅱ））。

零价铁对重金属和硝酸根的同步去除研究

为考察零价铁粉(Fe0)同步快速处理废水中多种污染物的可能性,研究了Fe0同步处理Cu2+、Ni2+、Cr(Ⅵ)等重金属离子和硝酸根.实验结果表明,硝酸盐对重金属离子的去除无明显影响,而不同重金属离子则对硝酸盐的去除有不同的影响.Fe0同步去除水中的NO3-和Cu2+时,明显地提高了硝酸盐的去除率和反应速度,反应120 min使NO3-的去除率从38.2%提高到了95.0%,相应反应速率常数kobs也从0.0043 min-1提高到了0.0339 min-1,且kobs与Cu2+的初始浓度呈线性关系.Fe0同步去除水中的NO3-和Cu2+时,由于Cu2+的存在,使得铁还原NO3-的表观活化能由40.8 kJ.mol-1降低到21.1 kJ.mol-1.从而加快了Fe0还原NO3-的反应速度.Fe0同步去除水中的NO3-和Ni2+时,它们之间的相互影响较小.Fe0同步去除水中的NO3-和Cr(Ⅵ)时,溶液中的硝酸盐浓度几乎保持不变,Cr(Ⅵ)的存在明显阻碍了铁粉还原脱除硝酸盐反应的发生.