Zr─4合金氧化膜中Zr（Fe，Cr）2第二相粒子的HREM观察

应用透射电子显微镜（ＴＥＭ）和高分辨电子显微镜（ＨＲＥＭ）研究了在４００℃，１０．３ＭＰａ过热蒸汽中形成Ｚｒ－４合金氧化膜中的Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２第二相粒子。结果表明，嵌在合金氧化膜中的Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２粒子表面生成面心立方结构的Ｚｒ６（Ｆｅ，Ｃｒ）３Ｏ，它与Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２存在共格关系。在上述氧化物之上为氧化物立方ＺｒＯ２和金属相α－Ｆｅ（Ｃｒ）的混合物。

Zr(Fe,Cr)_2金属间化合物在500℃过热蒸汽中的腐蚀研究

用非自耗电弧炉熔炼了Ｆｅ／Ｃｒ比值为１．７５和４．５０的Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２金属间化合物．它们的粉末经５００℃、１０．３ＭＰａ过热蒸汽腐蚀不同时间后，用Ｘ射线衍射、电子探针和透射电子显微镜分析了腐蚀后生成物的结构及其形貌，以及成分的重新分布．Ｆｅ／Ｃｒ比值不同的Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２腐蚀后的生成物都相同，但是含Ｃｒ高的更不易被腐蚀．腐蚀初期的生成物是立方ＺｒＯ２，并析出αＦｅ（Ｃｒ）．继续腐蚀时立方ＺｒＯ２逐渐转变为单斜ＺｒＯ２，αＦｅ（Ｃｒ）也逐渐被氧化成（Ｆｅ，Ｃｒ）３Ｏ４．Ｆｅ和Ｃｒ在偏聚时，Ｆｅ原子的扩散速率比Ｃｒ原子快．根据本实验结果。

Zr(Fe,Cr)_2金属间化合物的氧化

用非自耗电弧炉熔炼了比值(重量比值)不同的Zr(Fe,Cr)_2,并在773K和973K的空气中氧化。经X射线衍射和电子衍射分析表明:当Fe/Cr≤4.5时,Zr(Fe,Cr)_2,是MgZn_2型(六方)的Laves相,它的晶格常数随Fe/Cr比增加而收缩。Zr(Fe,Cr)_2氧化后生成的稳定氧化物是单斜ZrO_2和六方(Fe,Cr)_2O_3。在形成稳定氧化物之前,还会出现亚稳定的立方ZrO_2。根据本实验结果讨论了Zr-4合金中Zr(Fe,Cr)_2第二相对腐蚀性能的影响。

氢在Zr(Cr,Fe)2第二相晶体中扩散的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算氢原子在Zr(Cr,Fe)2(Fe/Cr=1∶7)晶体中的稳定间隙形成能.采用基于过渡态搜索理论的CI-NEB(climbing image nudged elastic band)方法预测氢原子在该晶体中的扩散路径及扩散势垒.研究结果表明,间隙氢原子在Zr(Cr,Fe)2(Fe/Cr=1∶7)晶体中存在7种四面体间隙位(分别定义为ABCDEFG),7个间隙位均可稳定占据,其中G位点系统最稳定;最可能的扩散路径为B→C→D→E→F→G.

Cr-Fe-ZrO_2复合镀工艺效果探讨

目前,国内外尚未见有关Cr-Fe-ZrO2复合镀层制备的报道。介绍了Cr-Fe-ZrO2复合镀的工艺技术,研究了阴极电流密度、镀液温度、镀液pH值及电沉积时间对复合镀层厚度和外观的影响。利用扫描电镜观察了镀层的表面形貌,用能谱分析了复合镀层的成分,测试了复合镀层与基体的结合力和耐蚀性能。结果表明:当阴极电流密度为14 A/dm2、镀液温度为25℃、pH值为2.0、电沉积30 m in时,可以获得光亮、准镜面、厚度约7.5μm的复合镀层;镀层与基体结合良好,耐腐蚀性好;镀液稳定性较好,静置360 d后电镀的重现性能较好。

表面涂覆CeO_2对Fe25Cr合金高温氧化行为影响

研究了表面涂覆CeO_2对Fe25Cr合金1100℃氧化行为影响。用热天平测定其氧化动力学,用声发射方法监测合金在氧化后冷却过程中氧化层的开裂剥落行为,并用SEM/EDS、EPMA等方法观察分析了氧化层的形貌、结构与成分。结果表明,表面涂覆CeO_2显著降低了Fe25Cr合金的氧化速率,并提高了氧化层在热应力作用下的抗剥落能力。研究发现了,表面涂覆CeO_2对富铁氧化物在外氧化层的形成起到抑制作用。此外还发现,经长时间氧化后,涂覆的CeO_2已进入Cr_2O_3层中。讨论了CeO_2的作用机制,认为CeO_2在Cr_2O_3层晶界偏聚,不仅阻碍了铬的扩散,更重要的是阻碍了铁向外扩散,从而抑制了铁氧化物的形成,增加了氧化层的保护作用。进一步对氧化层进行原子尺度的研究是必要的。

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的组织与性能

采用Fe Al/Cr3C2 粉芯丝材和高速电弧喷涂技术 (HVAS)原位合成了铁铝金属间化合物涂层 ,并研究了涂层的显微组织与性能。结果表明 ,高速电弧喷涂Fe Al/Cr3C2 涂层中生成了多种物相 ,主要是Fe3Al和FeAl相 ,同时还包括Fe3C硬质点相及FeO·Al2 O3和Cr2 O3氧化物相等。涂层具有很高的热震结合强度及相对基体较高的显微硬度 ,密度和孔隙率较低。

Mg-50%(ZrFe_(1.4)Cr_(0.6)复合材料的氢化性能

采用球磨方法制备了 Ｍｇ－５０％（ＺｒＦｅ１.４Ｃｒ０.６）（质量分数）复合材料，并对其热力学、动力学、抗氧化能力及循环性能进行了研究该复合材料在保持高储氢容量（达３．４％，质量分数）的同时，具备优异的氢化动力学性能，即使在较低温度仍具有一定的吸氢速率．采用 ＳＥＭ， ＴＥＭ， ＥＤＳ和 Ｘ射线衍射对吸、放氢前后的物相变化及微观形貌进行了分析和研究均匀分布于Ｍｇ颗粒表面和内部的 ＺＴＦｅ１.４Ｃｒ０．６微粒及颗粒内部大量的相界。

Sm_2Fe_(17)和Sm_(10.5)Fe_(88.5)Zr_(1.0)的氮化行为

通过真空电弧炉制备了Sm2Fe17和Sm10.5Fe88.5Zr1.0母合金,铸态Sm2Fe17先经均匀化处理后再氮化,而Sm10.5Fe88.5Zr1.0则不经均匀化退火而直接在高纯氮气中氮化。运用扫描电子显微镜和X射线衍射技术对其氮化行为进行了研究。薄片扩散实验表明氮在Sm2Fe17中的扩散要比在Sm10.5Fe88.5Zr1.0中的扩散快。运用Fick第二定律通过理论计算得出直径为20μm的Sm2Fe17合金和Sm10.5Fe88.5Zr1.0合金球形粉末粒子,实现充分氮化的时间为10h和16h。实际粉末实现完全氮化的时间要比理论计算的时间少。这和粒径分布、颗粒表面状态、氮化过程产生的微裂纹以及实际条件和理想条件的差异有关。对于直径为20μm的粉末,氮化时间为6h时氮化已基本完成,氮化时间过长,Sm2Fe17Nx会发生分解。

快速凝固Al-Cr-Zr-Fe合金的微观组织和性能

采用单辊旋淬法制备Al 4Cr 4Zr 2Fe(质量分数 ,% )合金薄带。利用透射电镜、X射线衍射、能谱分析技术研究了合金急冷态和退火态的显微组织 ,测定了合金的显微硬度。结果表明 :在快凝Al Cr Zr合金中添加铁元素可增加合金的室温和高温性能 ,快速凝固Al 4Cr 4Zr 2Fe合金所形成的过饱和固溶体α Al在 40 0℃左右形成Ll2 Al3Zr和Al4 (Cr ,Fe)相 ,产生明显的沉淀硬化效应 ,其中 ,Ll2 Al3Zr相为主要强化相。在Al 4Cr 4Zr 2Fe快凝组织中 ,发现一种方形Al Zr相 ,该相作为形核核心 ,位于等轴晶α Al中央。

纳米CeO_2对激光熔覆Fe/Cr_3C_2复合涂层组织与磨损性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪及滑动磨损试验,研究了1%纳米CeO_2(质量分数)对低碳钢表面激光熔覆Fe/Cr_3C_2复合涂层的组织结构和耐磨性能的影响。结果表明,Fe+Cr_3C_2+1%CeO_2复合涂层的主要组成相是α-Fe、γ-Fe、Cr_3C_2、Cr_(23)C_6及Cr_7C_3等化合物相;加入1%纳米CeO_2后,复合涂层组织明显细化,未熔Cr_3C_2数量显著减少,初生碳化物由粗大杆状向块状转变,数量增加,分布均匀,有效抑制和消除了裂纹的形成;复合涂层硬度和耐磨性能显著提高,Fe+30%Cr_3C_2+1%CeO_2涂层截面显微硬度提高105HV,增幅达到15.4%,且涂层沿深度方向硬度分布均匀性得到明显改善。

Zr_2Fe合金的氢化及惰性气氛氚捕集性能

氚安全工作是聚变反应堆核燃料循环工作的重要内容。文中对Zr2Fe合金吸氢反应的活化条件和热力学性能进行了研究,开展了氩气和氮气中的氘氚捕集实验。研究表明:Zr2Fe合金的氢化特性符合氚捕集的要求,它对惰性气氛中的氘和氚有相当高的捕集效率,是一种适合的氚捕集材料。

纳米ZrO2和Fe2O3在处理含铬(VI)废水中的应用

采用较简单方法合成了光催化活性较低、吸附性能较好的纳米ZrO2及纳米Fe2O3,分别研究了两种纳米金属氧化物对Cr(VI)的吸附行为并进行了相应比较。结果表明,两种纳米金属氧化物对Cr(VI)的吸附酸度较宽,吸附效率较高,吸附时间短,吸附Cr(VI)后的纳米金属氧化物用2.0mol/LNaOH洗脱处理后均可重复使用,应用于环境水样中Cr(VI)的处理效果很好。同时,综合考虑两种金属氧化物对Cr(VI)吸附行为的差异及制备成本,认为纳米Fe2O3是更佳的Cr(VI)处理剂。

Fe基高Cr激光熔覆涂层CO_2腐蚀行为研究

采用电化学工作站测试了激光熔覆Fe-20Cr、Fe-30Cr、Fe-40Cr涂层在含CO2饱和地层水中的腐蚀行为,研究了温度和Cl-浓度对其腐蚀的影响规律,并与P110套管钢进行了对比。通过对涂层进行X射线衍射(XRD)分析,解释了涂层Cr含量不同时耐蚀性的差异。结果表明:随温度升高,涂层钝化区间变窄,耐蚀性随温度升高而降低;当温度为85℃时,涂层具有比P110钢更低的腐蚀倾向和更优异的抗点蚀性;Cl-浓度与耐蚀性存在一临界值,当Cl-浓度达1 mol/L时,腐蚀性最强。低Cr含量的Fe-20Cr涂层具有较高的耐蚀性,随着Cr含量的增加,Cr23C6、Cr7C3等碳化物在晶界处析出,产生晶体贫铬区,进而降低了高Cr含量涂层的耐蚀性。

基于CA-FE法的Cu-Cr-Zr-Ag合金凝固组织模拟

Cu-Cr系合金因其具有高强度、高导电以及优异的耐磨损性能,被广泛应用于电气化铁路接触导线、连续铸造结晶器内衬、异步牵引电动机转子以及耐磨电触头等。应用ProCAST软件中的CA-FE法对Cu-0.1Cr-0.08Zr-0.08Ag合金的凝固过程进行了模拟。结果表明:Cu-Cr-Zr-Ag合金凝固时,铸坯外表面沿模壁产生细晶薄层后,随之形成几何取向一致的柱状晶,而铸坯的心部则是由许多粗大的等轴晶所组成。随着冷却速度的加大,合金铸坯晶粒变得更为细小。模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性。

Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金的电子束焊接性能研究

研究了Zr-Sn-Nb-Fe-Cr锆合金真空电子束焊接样品的拉伸和抗腐蚀性能,结果表明,焊接样品室温和375℃的拉伸性能略低于母材;焊接样品在500℃过热蒸汽中腐蚀500 h未出现疖状腐蚀现象,但腐蚀增重略大于母材;在400℃过热蒸汽中腐蚀320 d及360℃水中腐蚀520d,样品焊缝处颜色均为黑亮,未出现白色、棕色等腐蚀产物。根据实验结果拟合出了焊接样品的腐蚀增重曲线。

Fe_(60)Co_8Zr_(10)Mo_5W_2B_(15)块体非晶合金的形成及热处理对性能的影响研究

用铜模吸铸法获得直径为2mm的Fe60Co8Zr10Mo5W2B15和Fe60Co8Zr8Mo5W2Nb2B15块体非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、示差扫描量热分析(DSC)、显微硬度及压缩实验等研究了非晶合金的结构、热稳定性及热处理前后的显微硬度与压缩性能。结果表明Nb的引入不利于非晶合金的形成;Fe60Co8Zr10Mo5W2B15非晶合金的显微硬度为1343HV0.2,抗压强度bσc为972.6MPa;在低于晶化起始温度的热处理,硬度稍有下降;但在高于晶化峰值温度的热处理,硬度值随时间变化先升高,后下降;在热处理时间相同的条件下,随着热处理温度的升高,合金的硬度升高,但压缩强度会明显下降。

纳米Fe_2O_3光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用纳米Fe2O3悬浮体系成功地进行了光催化还原Cr(Ⅵ),提出了光催化还原Cr(Ⅵ)的最佳条件,确立了在溶液中H2SO4浓度为0 5mol/dm3,在质量浓度为80mg/dm3的50cm3Cr(Ⅵ)溶液中,催化剂用量为0 2g,光照时间5h,Cr(Ⅵ)的光还原率达87%以上。同时,还探讨了无机离子对光催化还原Cr(Ⅵ)的影响。试验结果表明:纳米Fe2O3光催化还原Cr(Ⅵ)是可行的,符合一级反应速率方程:1nC=-0 3623t+3 908。

退火温度对Fe_(40)Co_(40)Zr_7Nb_2AlB_9Cu合金的结构、热行为及磁性能的影响

采用单辊快淬法制备了Fe40Co40Zr7Nb2AlB9Cu非晶合金薄带,在不同温度下对其进行等温退火处理。研究了退火温度对合金的结构、热行为和磁性能的影响。结果表明:Fe40Co40Zr7Nb2AlB9Cu非晶合金的DTA曲线存在2个晶化放热峰,晶化激活能分别为267.3 kJ/mol和188.3 kJ/mol。其晶化过程为:非晶→非晶+α-FeCo→α-FeCo+Co2Zr+ZrCo3B2+Fe(Co)3Zr。α-FeCo相的晶化体积分数和晶粒尺寸随退火温度的升高而逐渐增大。低于873 K退火时,矫顽力变化不明显;873 K退火时,矫顽力达到最小值0.27 kA/m;高于873 K退火时,矫顽力逐渐增大。

高温稀土永磁Sm_2(Co,Cu,Fe,Zr)_(17)的制备和性能

制备了高温稀土永磁材料Sm(Co_(bal)Fe_(0.26)Cu_(0.05)Zr_(0.026))_(7.0),研究了磁性能与工艺条件的关系。结果表明:提高烧结温度可使材料的B_r和(BH)_(max)增大,但是使H_(ci)降低;适当提高真空预烧温度,可使材料在较低烧结温度下致密化,具有较高的Hci和(BH)_(max)和温度稳定性。真空预烧温度过高使性能的急剧降低,其主要原因是Sm的析出。在最佳工艺条件下材料的磁性能参数分别为:B_r1.08T,H_(ci)2286kA/m,H_(cb)932kA/m,(BH)_(max)220.8kJ/m^3;β_(20-200℃)为-0.19％/℃。