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IN718镍基高温合金熔体脱氮和TiN析出热力学研究 被引量:3
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作者 罗小雨 郭靖 +1 位作者 郭汉杰 李泽友 《特殊钢》 2024年第1期33-41,共9页
低氮含量可控制TiN夹杂物生成,从而提高镍基高温合金冶金质量和综合性能。通过比较镍基和铁基金属液中标准吉布斯自由能和合金元素对N、Ti活度相互作用系数的差别,指出镍基和铁基中两套不同的热力学数据,二者不能混用。以目前已有的镍... 低氮含量可控制TiN夹杂物生成,从而提高镍基高温合金冶金质量和综合性能。通过比较镍基和铁基金属液中标准吉布斯自由能和合金元素对N、Ti活度相互作用系数的差别,指出镍基和铁基中两套不同的热力学数据,二者不能混用。以目前已有的镍基高温合金的热力学参数建立了IN718合金脱氮热力学模型,得出在满足其他冶炼条件的前提下,适当降低温度和提高真空度以降低氮气分压是降低合金液中氮含量的直接手段,以及不同合金元素加入对脱氮的不同影响。同时,建立TiN析出的热力学模型以及偏析模型,计算结果得出,在IN718的生产温度1450℃条件下,控制合金液中的w[N]在43.69×10^(-6)以下,凝固过程中溶质元素N、Ti在液相中富集TiN析出,计算析出温度为1468 K,此时固相分率fs为0.829。若要控制固相分率fs分别在90%或95%以上才会析出TiN夹杂物,w[N]需分别控制在25.00×10^(-6)和15.00×10^(-6)以下。 展开更多
关键词 镍基高温合金 脱氮 tin析出 热力学
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基于机械干态颗粒涂层技术制备cBN@TiN粉体 被引量:1
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作者 罗展鹏 刘润平 +4 位作者 郭伟明 谭大旺 罗嗣春 林华泰 内藤牧男 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期37-42,共6页
采用机械干态颗粒涂层技术分别制备了cBN@TiO_(2)(TiO_(2)包覆立方氮化硼)粉体和cBN@(TiO_(2)+C)(TiO_(2)+碳包覆立方氮化硼)粉体,然后在1600℃、N_(2)气氛下进行高温热处理制备cBN@TiN(TiN包覆立方氮化硼)粉体,研究了高温热处理前后粉... 采用机械干态颗粒涂层技术分别制备了cBN@TiO_(2)(TiO_(2)包覆立方氮化硼)粉体和cBN@(TiO_(2)+C)(TiO_(2)+碳包覆立方氮化硼)粉体,然后在1600℃、N_(2)气氛下进行高温热处理制备cBN@TiN(TiN包覆立方氮化硼)粉体,研究了高温热处理前后粉体的物相组成与微观形貌以及高温反应机理。结果表明:机械干态颗粒涂层技术可以使纳米TiO_(2)和纳米TiO_(2)+C颗粒均匀包裹在cBN颗粒表面。在高温热处理过程中,TiO_(2)与cBN反应生成液相B_(2)O_(3),促进了cBN相变成六方氮化硼(hBN),cBN的高温稳定性差,以cBN@TiO_(2)为原料制备的cBN@TiN粉体颗粒表面形成由TiN相和hBN相组成的片状结构层;当存在碳时,TiO_(2)会优先与碳发生还原反应生成TiN,抑制B_(2)O_(3)的生成,从而降低cBN相变量,此时cBN的高温稳定性好,以cBN@(TiO_(2)+C)为原料制备的cBN@TiN粉体颗粒表面形成主要为TiN相的颗粒结构层。 展开更多
关键词 tin包覆cBN粉体 高温热处理 机械干态颗粒涂层技术 热稳定性
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不同黏度合成油下CrN/TiN多层薄膜的摩擦学特性研究
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作者 张全德 陈庆春 +3 位作者 苏桐 赵勤 郭峰 王晓波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期171-180,共10页
目的探究在不同黏度合成酯润滑油的作用下,CrN/TiN多层薄膜的摩擦学性能及协同润滑机制。方法选用聚α烯烃(PAO)与三羟甲基丙烷辛癸酸酯(TME)复配,得到不同黏度梯度的合成油。利用全自动黏度测定仪、倾点测试仪、开口闪点测定器和傅里... 目的探究在不同黏度合成酯润滑油的作用下,CrN/TiN多层薄膜的摩擦学性能及协同润滑机制。方法选用聚α烯烃(PAO)与三羟甲基丙烷辛癸酸酯(TME)复配,得到不同黏度梯度的合成油。利用全自动黏度测定仪、倾点测试仪、开口闪点测定器和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别对合成油的运动黏度(40、100℃)、倾点、闪点和表面官能团进行表征。利用反应磁控溅射技术在316不锈钢和单晶硅片基底表面制备CrN/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪和FIB-TEM表征手段对薄膜的微观结构进行分析,并用纳米压痕仪和划痕仪测试了薄膜的力学性能。利用球-盘式摩擦试验机表征薄膜在干摩擦和油润滑条件下的摩擦学性能,利用XPS对摩擦实验后的磨痕元素价态进行表征。结果CrN/TiN薄膜具有典型的面心立方结构(FCC)、异质多层结构,且其硬度可达32.2 GPa。在干摩擦条件下,与裸316基体相比,经表面镀制CrN/TiN薄膜后平均摩擦因数由0.95降至0.71,磨损深度由25.0μm降至16.8μm。在合成油作用下,316不锈钢-GCr15钢球(钢-钢摩擦副)、CrN/TiN多层薄膜-GCr15钢球(CrN/TiN多层薄膜-钢摩擦副)2种摩擦配副的摩擦因数和磨损率随着合成油黏度的增加均呈现降低趋势,且在同一黏度条件下薄膜试样的磨损率更低。结论CrN/TiN多层薄膜在PAO与TME复配获得的一系列不同黏度合成油的作用下,随着合成油黏度的增加,薄膜的磨损率和磨损深度逐渐下降,其减摩抗磨性能得到显著提升。通过磨痕表面的XPS分析可知,合成油中极性的酯基吸附在滑动界面,增强了油膜的承载性能,从而减缓了对偶间的摩擦阻力。 展开更多
关键词 CrN/tin多层薄膜 聚α烯烃 多元醇酯 摩擦学性能 固-液复合润滑
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基于TIN-GTP算法的煤矿三维地质建模技术研究
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作者 王晓辉 刘再斌 +5 位作者 张东亮 马良 陈宝辉 雷晓荣 白宝军 晏俊生 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期41-48,共8页
【背景】煤矿三维地质模型是指导煤矿安全高效生产的重要前提,对实现煤炭精准开采和地质保障具有重要意义。特别是在复杂地质条件下,地质模型若不能准确描述构造和地层之间的关系,将会影响到煤矿生产过程中的采区规划、采掘工艺及生产... 【背景】煤矿三维地质模型是指导煤矿安全高效生产的重要前提,对实现煤炭精准开采和地质保障具有重要意义。特别是在复杂地质条件下,地质模型若不能准确描述构造和地层之间的关系,将会影响到煤矿生产过程中的采区规划、采掘工艺及生产效率等方面。【方法】以内蒙古桌子山煤田棋盘井煤矿为例,结合现场的地质资料、断层成果和验证结果,开展高精度的煤矿三维地质建模技术研究。首先,通过空间配准、交叉验证和联合反演等手段对地质数据进行融合,以获取更为精确的建模数据;其次,通过沉积构造规律研究,掌握沉积演化特征和构造发育规律;然后,通过不规则三角网-广义三棱柱(TIN-GTP)算法构建三维地质模型。【结果和结论】结果表明:基于该算法的建模技术能够有效、准确且快速地模拟任意复杂地质体,为处理地层不整合、地层尖灭、煤层分叉和断层切割等问题提供了便利。同时,构建了棋盘井煤矿矿井、采区、工作面及其顶底板等不同尺度地质模型,为实现矿井地质透明化智能开采提供了重要数据支撑。经验证,模型误差值均处于0.2 m以下,且0~0.1 m范围内占整体95%,表明该建模技术具有先进性与合理性。研究成果对于提升煤矿生产的安全性、效率性和可持续性具有重要意义。 展开更多
关键词 三维地质建模 tin-GTP算法 特殊地质现象 棋盘井煤矿
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TC4表面TiN/Ti涂层的热腐蚀行为研究及第一性原理计算
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作者 孙志平 郭红星 +3 位作者 唐昌伟 何光宇 李玉琴 陈永刚 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期156-166,共11页
目的综合评估涂层性能、延长压气机叶片的使用寿命,进行TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层的热腐蚀行为机制研究。方法进行了完整TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层300℃/120h的热腐蚀实验,腐蚀介质为95%(质量分数)Na_(2)SO_(4)+5%(质量分数)NaC... 目的综合评估涂层性能、延长压气机叶片的使用寿命,进行TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层的热腐蚀行为机制研究。方法进行了完整TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层300℃/120h的热腐蚀实验,腐蚀介质为95%(质量分数)Na_(2)SO_(4)+5%(质量分数)NaCl。冲蚀实验采用形状不规则的SiO_(2)颗粒,冲蚀角为45°,冲蚀速度为130 m/s,供砂速率为6.4 g/min。建立了完整TiN涂层、表面具有孔洞的TiN涂层及表面具有Ti液滴的TiN涂层3种第一性原理腐蚀计算模型。结果TiN/Ti涂层热腐蚀后,液滴处发生氧化并且变得疏松;样品切割边缘产生腐蚀锈迹,最终出现鼓包和裂纹;冲蚀后,涂层表面的完整性受到破坏,相较于未冲蚀区域,冲蚀坑周围更容易出现腐蚀。在热腐蚀过程中,SO_(4)^(2-)中的O和完整TiN涂层中的Ti以及液滴中的Ti电子云团接触,存在电荷转移及成键倾向,具体为Ti失电子、O得电子,腐蚀主要发生在SO_(4)^(2-)中的O与Ti之间。结论第一性原理计算结果与热腐蚀的实验结果相一致,第一性原理计算结果可以从微观上反映液滴和孔洞等缺陷对涂层热腐蚀行为的影响,能够为分析涂层的热腐蚀机制提供理论依据。 展开更多
关键词 氮化钛涂层 热腐蚀行为 冲蚀 第一性原理 电荷转移
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磁过滤电弧离子镀TiN与N离子注入性能研究
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作者 付天佐 赵红 +2 位作者 田振刚 李晓其 谢宛鋆 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期139-145,共7页
目的研究磁过滤电弧离子镀TiN与N离子注入对金属基体的保护效果。方法采用磁过滤电弧离子镀和离子注入在不锈钢表面分别制备了TiN薄膜与N注入改性层,以及二者的复合膜层。对薄膜的相结构、微观形貌进行了表征,对薄膜进行了极化曲线测试... 目的研究磁过滤电弧离子镀TiN与N离子注入对金属基体的保护效果。方法采用磁过滤电弧离子镀和离子注入在不锈钢表面分别制备了TiN薄膜与N注入改性层,以及二者的复合膜层。对薄膜的相结构、微观形貌进行了表征,对薄膜进行了极化曲线测试,同时在半球样品表面制备涂层并进行盐雾测试。结果所制备的TiN涂层为(111)晶面择优取向,离子注N预处理后沉积的TiN薄膜,仍保持(111)面的择优取向;电化学测试结果显示,TiN和N离子注入能够使不锈钢基体自腐蚀电位分别提高0.64、0.25 V,TiN薄膜具有最低的维钝电流密度4.9×10^(-6) A/cm^(2),N离子注入+TiN复合薄膜的维钝电流密度与N离子注入样品接近;盐雾试验结果表明,TiN以及N离子注入+TiN复合薄膜样品能够保证铜半球在12h的中性盐雾试验中无明显腐蚀痕迹。结论N离子注入预处理对MFAIPTiN涂层耐蚀性能的提升效果有限,单一的MFAIP TiN涂层便可应用于复杂形状的工程材料表面镀膜,可以增强其抗腐蚀能力,延长使用寿命。 展开更多
关键词 tin 磁过滤电弧离子镀 N离子注入 腐蚀防护
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烧结温度对无压液相烧结TiN陶瓷组织与性能的影响
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作者 叶凌云 王亚军 +4 位作者 叶军 宋海林 张翠萍 岳新艳 茹红强 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期10-16,共7页
以微米级TiN粉体为原料,纳米级Y2O3和Al2O3粉体为液相烧结助剂,采用无压液相烧结工艺制备TiN陶瓷,研究了烧结温度(1700~1850℃)对TiN陶瓷显微组织、力学性能和电学性能的影响。结果表明:不同烧结温度下陶瓷均由TiN、YAG(Y3Al5O12)和YAM(... 以微米级TiN粉体为原料,纳米级Y2O3和Al2O3粉体为液相烧结助剂,采用无压液相烧结工艺制备TiN陶瓷,研究了烧结温度(1700~1850℃)对TiN陶瓷显微组织、力学性能和电学性能的影响。结果表明:不同烧结温度下陶瓷均由TiN、YAG(Y3Al5O12)和YAM(Y4Al2O9)三相组成;当烧结温度低于1800℃时,TiN相分布均匀,YAG和YAM相较少,当烧结温度为1800℃时,TiN晶粒长大,YAG和YAM相增多。随着烧结温度的升高,TiN陶瓷的相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度均先增大后减小,开口气孔率和电阻率均先减小后增大。当烧结温度低于1800℃时,陶瓷的断裂方式以沿晶断裂为主,当烧结温度不低于1800℃时以穿晶断裂为主。当烧结温度为1800℃时,TiN陶瓷的综合性能最佳,其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度均最大,分别为98.3%,13 GPa,420 MPa,6.1 MPa·m^(1/2),开口气孔率和电阻率均最小,分别为0.12%和3.04×10^(-7)Ω·m。 展开更多
关键词 tin陶瓷 无压液相烧结 烧结温度 显微组织 力学性能 电学性能
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真空热处理对不锈钢表面TiN薄膜结构及性能的影响
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作者 卢琳琳 刘晨曦 +3 位作者 曹航玮 徐洁 刘禹松 范重庆 《西安工程大学学报》 CAS 2024年第3期32-38,共7页
为提高不锈钢材料在海洋环境中的耐腐蚀能力,采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN薄膜,并在不同温度下对其进行真空热处理,研究热处理温度对TiN薄膜结构及性能的影响。结果表明:适当的真空热处理可提高304不锈钢表面TiN薄膜的结晶... 为提高不锈钢材料在海洋环境中的耐腐蚀能力,采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN薄膜,并在不同温度下对其进行真空热处理,研究热处理温度对TiN薄膜结构及性能的影响。结果表明:适当的真空热处理可提高304不锈钢表面TiN薄膜的结晶度及致密性,缓解其残余应力。与未处理薄膜相比,500℃真空热处理后薄膜内部应力可降低87%,与基底的结合强度提高78%,其腐蚀电流密度由2.42×10^(-6)A/cm^(2)降低到4.43×10^(-7)A/cm^(2),腐蚀电位由-0.247 V提高到-0.044 V,耐腐蚀性能明显提升。 展开更多
关键词 真空热处理 tin薄膜 不锈钢 残余应力 结合强度 耐腐蚀性
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Taxonomic Study of Five Parasitic Polypores of the Hymenochaetaceae Family of TIN Vegetation in Western Burkina Faso
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作者 Kusiélé Somda Andjièrèyir Nankoné Samson +4 位作者 Nana R. Sylvie Bakiono Benovana Sédégo K. Jean Edouard Dabiré Kounbo Sanon Elise 《American Journal of Plant Sciences》 CAS 2024年第6期441-454,共14页
The aim of this work is to inventory and study the lignicolous parasitic macrofungi of the Tin plant formation. The mycological outings from July to September 2018 and 2019, collected forty-four (44) basidiomes throug... The aim of this work is to inventory and study the lignicolous parasitic macrofungi of the Tin plant formation. The mycological outings from July to September 2018 and 2019, collected forty-four (44) basidiomes through a random sampling device over an area of 40,000 m2 including 1000 m long by 40 m2 wide. The standard methods and techniques used in mycology for taxonomic studies were used to describe and classify the carpophores collected in three families: Hymenochaetaceae, Ganodermataceae and Polyporaceae, into eight genera: Onnia (4.55%), Amauroderma (4.55%), Ganoderma (20.45%), Phellinus (52.27%), Inonotus (4.55%), Phellinopsis (6.82%), Grammothele (2.27%) and Trametes (4.55%). The genera Phellinus and Ganoderma were the most abundant. Finally, eight species were identified: Inonotus cf. ochroporus, Inonotus cf. pachyphloeus, Phellinus cf. cryptarum, Phellinus cf. hartigii, Phellinus cf. hippophaecola;Phellinus cf. robustus, Phellinus cf. igniarius, et Amauroderma cf. fasciculatum. Seven fungal species belong to the family Hymenochaetaceae and only the species Amauroderma cf. fasciculatum is a Ganodermataceae. However, all these fungal species are shown to be parasites of trunks and/or branches of the following woody: Parkia biglobosa (50%), Anogeissus leiocarpus (25%), Annona senegalensis (12.5%) and Mangifera indica (12.5%). Authors attest that the presence of phytoparasitic polypores in a plant formation is an indicator of aging hence the urgency to put in place the appropriate measures to safeguard and restore Tin’s plant formation. 展开更多
关键词 Identification MACROFUNGI Lignicolous Parasites VEGETATION tin Burkina Faso
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用于GaN基HEMT栅极金属TiN的ICP刻蚀工艺
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作者 高阳 周燕萍 +3 位作者 王鹤鸣 左超 上村隆一郎 杨秉君 《微纳电子技术》 CAS 2024年第3期136-143,共8页
GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频(RF)通信及新能源汽车领域有着巨大的应用潜力。TiN材料因其良好的热稳定性、化学稳定性及工艺兼容性,可用作GaN基HEMT的栅极材料。采用ULVAC公司生产的NE-550型电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对Ti... GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频(RF)通信及新能源汽车领域有着巨大的应用潜力。TiN材料因其良好的热稳定性、化学稳定性及工艺兼容性,可用作GaN基HEMT的栅极材料。采用ULVAC公司生产的NE-550型电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对TiN材料进行了干法刻蚀工艺的研究。采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl_(2)和BCl_(3)混合气体作为工艺气体,通过调整工艺参数,研究了ICP源功率、射频(RF)偏压功率、腔体压力、气体体积流量以及载台温度对TiN刻蚀速率和侧壁角度的影响。最后通过优化工艺参数,得到了TiN刻蚀速率为333 nm/min,底部平整且侧壁角度为81°的栅极结构。 展开更多
关键词 氮化镓(GaN) 高电子迁移率晶体管(HEMT) 电感耦合等离子体(ICP)刻蚀 tin Cl2和BCl3混合气体 栅极结构 新能源汽车
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喷砂时间对TiCN/α-Al_(2)O_(3)/TiN涂层金属陶瓷刀片表面状态和磨损性能的影响
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作者 游钱炳 李洪林 王勇燕 《工具技术》 北大核心 2024年第8期46-49,共4页
采用化学气相沉积法在金属陶瓷基体表面沉积了MT-TiCN/α-Al_(2)O_(3)/TiN涂层,再对CVD涂层金属陶瓷刀片进行喷砂处理,分析经不同喷砂时间处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面形貌、力学性能以及耐磨性能。结果表明:喷砂时间对涂层金属陶瓷... 采用化学气相沉积法在金属陶瓷基体表面沉积了MT-TiCN/α-Al_(2)O_(3)/TiN涂层,再对CVD涂层金属陶瓷刀片进行喷砂处理,分析经不同喷砂时间处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面形貌、力学性能以及耐磨性能。结果表明:喷砂时间对涂层金属陶瓷刀片表面的冲蚀程度影响较大。未经喷砂处理的涂层表面粗糙度较高且存在较大的残余拉应力,而喷砂处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面粗糙度与表面残余应力大幅下降,且表面硬度和耐磨性大幅提高。当喷砂时间为10s时,涂层金属陶瓷刀片获得了最低的表面粗糙度,与未喷砂的涂层刀片相比,表面残余拉应力降低了85%。基于不同喷砂时间处理后的涂层表面粗糙度、硬度、残余应力以及后刀面磨损形貌,得到的最佳喷砂时间为10s。 展开更多
关键词 喷砂时间 MT-TiCN/α-Al_(2)O_(3)/tin涂层 金属陶瓷 磨损性能
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TiN涂层对TC4合金高温抗氧化性能的影响
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作者 于玉城 王振玲 +1 位作者 韩嘉平 耿超 《金属世界》 CAS 2024年第4期49-53,共5页
利用真空离子镀技术在TC4钛合金表面制备了TiN涂层,研究其高温抗氧化性能。实验结果表明:随着氧化温度升高和时间延长,TC4基材和涂层试样氧化程度均增加,在700℃保温130 h以内TiN涂层表现出优异的高温抗氧化能力。对于TC4基材,在700℃保... 利用真空离子镀技术在TC4钛合金表面制备了TiN涂层,研究其高温抗氧化性能。实验结果表明:随着氧化温度升高和时间延长,TC4基材和涂层试样氧化程度均增加,在700℃保温130 h以内TiN涂层表现出优异的高温抗氧化能力。对于TC4基材,在700℃保温10 h已出现明显氧化色。TC4基材及涂层试样在700℃×200 h氧化层主要由TiO_(2)相和Al_(2)O_(3)相组成。TiN涂层在700℃保温130 h以内对钛合金具有较好的高温防护作用。 展开更多
关键词 tin涂层 TC4合金 TC4钛合金 真空离子镀 表面制备 高温抗氧化性能 氧化色 氧化层
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Structural Controls and Predictive Mapping of Tin, Niobium and Tantalum Mineralization Associated with the Mayo Darlé Stanniferous Granitoids;Contributions of Geostatistics
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作者 Bah-Yero Liman Ngounouno Ismaïla +3 位作者 Mbowou Gbambié Isaac Bertrand Alpha Baster Kenfack Fokem André William Boroh Amadou Diguim Kepnamou 《Journal of Geoscience and Environment Protection》 2024年第1期180-210,共31页
The aim of this study of the spatial dispersion of tin, niobium and tantalum mineralization associated with the Mayo Darlé granitoids was to produce prospecting guides through predictive maps of Sn, Nb and Ta in ... The aim of this study of the spatial dispersion of tin, niobium and tantalum mineralization associated with the Mayo Darlé granitoids was to produce prospecting guides through predictive maps of Sn, Nb and Ta in the region. It was based on a database (in appendix) obtained after analysis of rock samples (greisens and quartz veins) collected in the field, using a portable X-ray fluorescence (XRF) spectrometer. Two approaches were used: 1) structural studies in the field using the directions of veins and fractures 2) the use of variographic maps, an essential element in geostatistics for determining directional anisotropies. A joint synthesis of the modelling results shows that tin, tantalum and niobium mineralization at Mayo Darlé is concentrated along strike intervals N315E to N320E, with mineralization also occurring along strike N35E for high-grade Sn, medium-grade Ta and low-grade Nb. In short, mineral concentrations disperse progressively in space: positively from east to west for tantalum and niobium, and inversely for tin. 展开更多
关键词 Mayo Darlé tin NIOBIUM Tantalum GEOSTATISTICS MAPPING
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Optimization of Tin-Doped Hybrid Perovskite Solar Cells
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作者 Bakary Coulibaly Abou Ahou Florentine Kokora +2 位作者 Desiré Meledje Boko Aka Bernabé Mari Soucase 《Open Journal of Applied Sciences》 2024年第3期687-706,共20页
Perovskites are a category of materials with a unique crystal structure that allows them to absorb sunlight efficiently. This efficiency is particularly high in the case of CH<sub>3</sub>NH<sub>3<... Perovskites are a category of materials with a unique crystal structure that allows them to absorb sunlight efficiently. This efficiency is particularly high in the case of CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>Pb<sub>1-x</sub>Sn<sub>x</sub>I<sub>3</sub> mixed perovskites. The combination of lead (Pb) and tin (Sn) in this matrix provides a broad spectrum of sunlight absorption, enabling the generation of a larger voltage and, subsequently, increased power. The primary objective in solar cell development is to maximize the conversion of sunlight into electricity. Mixed perovskites like CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>Pb<sub>1-x</sub>Sn<sub>x</sub>I<sub>3</sub> have demonstrated significant potential in this regard. Their tunable bandgap, courtesy of varying the Pb: Sn ratio, allows for the optimization of sunlight absorption. The result is solar cells that surpass many conventional counterparts in terms of energy efficiency. Another significant advantage of these mixed perovskite solar cells is their cost-effectiveness. They can be manufactured using solution-based processes, which are less expensive than the high-vacuum methods required for traditional silicon solar cells. While the prospects for mixed perovskite solar cells are undeniably promising, there are concerns about the toxicity of lead, a key component of these cells. Lead is known to have harmful effects on the environment and health. The aim of our work is to reduce or eliminate lead toxicity in the perovskite cell while maintaining its efficiency. Thus, in a theoretical and experimental approach, we obtained following efficiencies of samples: CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>PbI<sub>3</sub> (22.49%) CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>Pb<sub>0.75</sub>Sn<sub>0.25</sub>I<sub>3</sub> (22.72%), CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>Pb<sub>0.5</sub>Sn<sub>0.5</sub>I<sub>3</sub> (23.00%) CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>Pb<sub>0.25</sub>Sn<sub>0.75</sub>I<sub>3</sub> (22.61%), CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>SnI<sub>3</sub> (22.38%). Doping with 50% tin gives the highest result (23.00%). By replacing a fraction of the lead with tin, the research aims to reduce the environmental footprint of the cells while maintaining their high performance. However, the challenge is to achieve a balance that does not compromise performance while reducing toxicity. . 展开更多
关键词 COST Efficiency Lead/tin PEROVSKITE TOXICITY
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TiN_(0.3)/AlN复合烧结界面扩散现象
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作者 邹芹 孙俊绒 +1 位作者 李艳国 罗永安 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第5期537-545,共9页
为研究TiN_(0.3)/AlN复合烧结体中两相界面区域的N原子的扩散现象,通过机械合金化方法制备出非化学计量比TiN_(0.3),采用放电等离子体烧结技术分层及复合烧结TiN_(0.3)/AlN复合材料,采用金相、XRD、SEM、EDS及TEM等分析表征TiN_(0.3)/Al... 为研究TiN_(0.3)/AlN复合烧结体中两相界面区域的N原子的扩散现象,通过机械合金化方法制备出非化学计量比TiN_(0.3),采用放电等离子体烧结技术分层及复合烧结TiN_(0.3)/AlN复合材料,采用金相、XRD、SEM、EDS及TEM等分析表征TiN_(0.3)/AlN复合材料的物相组成、元素分布和组织形貌。结果表明:AlN中的N通过空位扩散机制向TiN_(0.3)中扩散,其扩散程度逐渐减弱;与AlN接触的TiN_(0.3)部分由于吸收了来自AlN中的N使成分接近正常比例的TiN,而远离界面处的部分则接近TiN_(0.3)的成分;在两相结合区域有宽度在1 nm以下的非晶层,其电子衍射斑点出现纵向伸长,产生共格,说明六方结构的AlN晶格向TiN晶格畸变,形成面心立方结构的TiN_(0.3)/AlN。 展开更多
关键词 tin/AlN复合材料 放电等离子体烧结 界面扩散 共格
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掺铜TiN涂层和离子液复合润滑体系对铜/铜摩擦副载流摩擦学性能的影响
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作者 吴浩 夏延秋 +1 位作者 吴礼宁 林飞虎 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期86-92,共7页
通过多弧离子镀技术在铜基体上制备了TiN及其掺杂原子分数10%和12%铜的涂层,用1-辛基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐(OMImNTf_(2))和1-十二烷基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐(C_(12)MImNTf_(2))2种离子液作为润滑剂,研究了涂... 通过多弧离子镀技术在铜基体上制备了TiN及其掺杂原子分数10%和12%铜的涂层,用1-辛基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐(OMImNTf_(2))和1-十二烷基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐(C_(12)MImNTf_(2))2种离子液作为润滑剂,研究了涂层与离子液组成的复合润滑体系对不同电压(0.5,1 V)下铜/铜摩擦副的载流摩擦学性能的影响。结果表明:在电压相同条件下,TiN涂层与OMImNTf_(2)复合润滑体系具有较好的协同润滑效果,TiN涂层与C_(12)MImNTf_(2)复合润滑体系具有较好的导电性能;在掺铜TiN涂层和2种离子液复合润滑体系下摩擦副的摩擦因数和接触电阻差别很小。当电压由0.5 V增大到1 V时,在TiN涂层、掺杂原子分数10%铜的TiN涂层与C_(12)MImNTf_(2)组成的复合润滑体系下摩擦副的摩擦学性能更稳定。掺杂原子分数12%铜的TiN涂层的摩擦副具有最小的摩擦因数和接触电阻。 展开更多
关键词 tin涂层 掺铜 离子液 载流摩擦 铜/铜摩擦副
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21Cr超纯铁素体不锈钢TiN析出的热动力学研究
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作者 盛捷 魏佳富 +3 位作者 孟亚惠 李玉峰 马国财 喇培清 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期1-9,共9页
非金属夹杂的数量和尺寸控制对钢铁的加工性能与使役行为有着重要影响.基本凝固理论对21Cr超纯铁素体不锈钢中TiN的析出条件进行数值求解,从理论上研究了TiN的热力学、动力学形成条件与析出规律.结果表明:试验钢钢液中无TiN析出,凝固过... 非金属夹杂的数量和尺寸控制对钢铁的加工性能与使役行为有着重要影响.基本凝固理论对21Cr超纯铁素体不锈钢中TiN的析出条件进行数值求解,从理论上研究了TiN的热力学、动力学形成条件与析出规律.结果表明:试验钢钢液中无TiN析出,凝固过程中固液界面前沿发生溶质偏析富集,促使TiN在固相率f_(s)为0.15时开始析出.析出的TiN尺寸受钢液中Ti、N元素初始含量与凝固冷却速率的影响,降低Ti、N初始含量,提升凝固冷却速率均可减小TiN半径,Ti,N元素含量对TiN尺寸影响更加敏感,可通过降低钢液中N元素初始含量延迟凝固过程中TiN夹杂物的析出.实际生产中可调控钢液中Ti的添加量,使得TiN的数量与尺寸分布更加合理. 展开更多
关键词 超纯铁素体不锈钢 tin析出 固相率 冷却速率 钛氮浓度积
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光栅阀角度对电弧离子镀TiN薄膜结构及性能的影响
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作者 赵彦辉 杨文进 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第6期459-463,470,共6页
通过调整光栅阀角度开展对电弧离子镀TiN薄膜结构及力学性能的研究。实验结果表明:光栅阀角度对TiN薄膜的择优取向无明显影响,薄膜均以TiN(200)面择优取向为主;随着光栅阀角度的增加,TiN薄膜中N与Ti原子比均呈欠化学计量比,且先增加而... 通过调整光栅阀角度开展对电弧离子镀TiN薄膜结构及力学性能的研究。实验结果表明:光栅阀角度对TiN薄膜的择优取向无明显影响,薄膜均以TiN(200)面择优取向为主;随着光栅阀角度的增加,TiN薄膜中N与Ti原子比均呈欠化学计量比,且先增加而后降低,在光栅阀角度为10°时N与Ti原子比最高;TiN薄膜表面粗糙度随着光栅阀角度增加整体呈增加趋势;在光栅阀角度为10°时,TiN薄膜呈现出最高硬度和最低磨损率,具有最佳力学和耐磨性能。在电弧离子镀真空镀膜过程中,光栅阀角度通过影响气体流量进而影响薄膜性能,但对于TiN薄膜结构无明显影响,只有选择合适的光栅阀角度才能有助于薄膜综合性能的改善。 展开更多
关键词 电弧离子镀 光栅阀角度 tin薄膜 硬度 耐磨性能
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含钛焊丝钢中TiN析出的热力学分析
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作者 杜亚伟 张振申 +2 位作者 王庆彬 刘松 郭秋实 《河南冶金》 2023年第4期11-13,共3页
对含钛焊丝钢中TiN析出进行了热力学计算与分析。结果表明:钢中氮含量在0.0080%以下,钛含量在0.050%~0.100%范围内,液相线1517.3℃以上不会析出TiN;该钢种目标钛含量0.070%~0.080%范围内,在其固相线1456.6℃以下弥散析出细小TiN,须满足... 对含钛焊丝钢中TiN析出进行了热力学计算与分析。结果表明:钢中氮含量在0.0080%以下,钛含量在0.050%~0.100%范围内,液相线1517.3℃以上不会析出TiN;该钢种目标钛含量0.070%~0.080%范围内,在其固相线1456.6℃以下弥散析出细小TiN,须满足钛、氮浓度积小于3.7203×10^(-4),此时钢中氮含量控制在小于0.0050%的水平为宜。 展开更多
关键词 焊丝用钢 tin 析出 热力学计算
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溅射技术对TiN涂层结构和力学性能的影响 被引量:3
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作者 谷佳宾 李建勇 +2 位作者 李刘合 金杰 张海鹏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期160-169,188,共11页
目的沉积条件对TiN涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响,而溅射技术又决定了涂层的沉积条件,探究不同溅射技术对TiN涂层的微观组织结构和性能的影响,提高TiN涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法采用不同的溅射技术(dcMS、Hi... 目的沉积条件对TiN涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响,而溅射技术又决定了涂层的沉积条件,探究不同溅射技术对TiN涂层的微观组织结构和性能的影响,提高TiN涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法采用不同的溅射技术(dcMS、HiPMS、Hybrid)在M2高速钢表面沉积TiN涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、sin2ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了TiN涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果不同溅射技术制备的TiN涂层均为柱状晶结构和TiN(111)择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度(29.7 GPa)和最低的膜基结合力(HF2),而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高沉积速率和高膜基结合力,其膜基结合力达到HF1级,临界载荷(Lc2)达到82.5 N。不同溅射技术制备的TiN涂层的摩擦因数均随着温度的升高而降低,在500℃时,TiN涂层的摩擦因数约为0.53。TiN涂层的磨损率随着温度的升高而升高,在不同温度下,Hybrid-TiN涂层均呈现出最低的磨损率。结论溅射技术对TiN涂层的组织结构和力学性能有着重要影响,Hybrid-TiN涂层呈现出最优的综合力学性能和高温摩擦磨损性能。 展开更多
关键词 磁控溅射 HYBRID tin涂层 微观组织结构 力学性能 高温摩擦磨损性能
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