电沉积ZrO2/Ni纳米复合材料低温高应变速率超塑性的研究

采用电沉积方法制备了平均晶粒尺寸为45nm的ZrO2/Ni复合材料,并通过拉伸和胀形试验对该材料的超塑性能进行了研究。拉伸试验结果表明：材料在温度为420-500℃,应变速率为8.33×10^-4s^-1 -1.67×10^-2s^-1时均获得了高于200%的延伸率。在温度为450℃和应变速率为1.67×10^-3s^-1时,得到最大延伸率605%。用扫描电镜SEM对拉伸前后试件的显微组织进行了观察,发现晶粒在温度的作用下明显长大。采用内径5 mm的凹模对ZrO2/Ni复合材料进行超塑胀形试验,在温度为420-500℃获得高径比H/d高于0.5的胀形件,说明该材料具有良好的超塑性能。

ZrO_2/Ni阶梯热障涂层的热冲击行为

研究了ZrO2／Ni阶梯热障涂层在火焰喷烧和水淬两种热冲击条件下的失效行为，建立了梯度热障涂层在火焰喷烧和水淬热冲击条件下一维温度场和应力场的解析模型实验结果表明，涂层的抗热冲击能力在火焰喷烧条件下随层次的增加而增强，在水淬热冲击条件下却随层次的增加而降低．证实涂层的抗热冲击能力与热冲击条件有关，并取决于表面换热系数的大小与方向故评价涂层的抗热冲击能力时须合理选择热冲击条件按梯度设计，能大大提高航空发动机叶片及相当热冲击条件使用的热障涂层的抗热冲击能力.

宽带送粉激光熔覆ZrO_2/Ni60A复合涂层组织及硬度分析

在304不锈钢外圆表面使用激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数进行优化,制备工艺性能良好的熔覆层.研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响.结果表明:激光功率为1.5 kW时为佳;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度值较高,且沿熔覆层表面的垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层.

基于组分磁性差异制备ZrO_2／Ni功能梯度材料研究

根据不同组分的磁性差异,提出一种在梯度磁场中,采用粉浆浇注法制备铁磁性/非磁性功能梯度材料的方法,并用此方法制备出成分连续变化的ZrO_2/Ni功能梯度材料.采用能谱分析仪、光学显微镜和X射线衍射仪对ZrO_2/Ni功能梯度材料的成分分布、微观结构和相组成进行了研究.结果表明,在0.5T/m的磁场梯度作用下,浆料中Ni和ZrO_2颗粒由于所受磁场作用不同而发生重新排列,形成沿样品厚度方向成分的梯度分布.此外,建立了功能梯度材料成分与颗粒粒度、饱和磁化强度以及磁场梯度之间的定量关系.

外圆表面送粉激光熔覆ZrO_2/Ni60A复合涂层组织及硬度

在304不锈钢外圆表面激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数优化,制备工艺性能良好的熔覆层。研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响。结果表明:激光功率为1.5 kW时,涂层硬度最佳;随着扫描速度的增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度较高,且沿熔覆层表面垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层。

水凝胶法制备Ni/ZrO_2催化剂及催化CO_2加氢甲烷化性能

采用水凝胶法制备出一系列Ni／ZrO2催化剂，使用X射线衍射（XRD），比表面积（BET）测试，透射电子显微镜（TEM）和氢气程序升温还原（H2-TPR）对其结构进行了表征，并考察了在CO2加氢甲烷化反应中的催化活性．研究结果表明，经过450℃焙烧的催化剂中ZrO2呈无定形结构，NiO均匀分散在ZrO2表面上；在400℃时H：还原过程中，部分无定形ZrO2转变为四方晶相结构并使Ni再次分散，Ni与ZrO2之间的电子作用抑制了Ni晶粒的生长和ZrO2晶型的转变；与无定形ZrO2和四方相ZrO2产生电子作用的NiO对催化剂活性起决定性作用，当Ni／Zr摩尔比为0．707时，催化剂活性最高．在H2／CO2体积比为4，空速为1×10^4h^-1，压力为0．5MPa，反应温度为200℃时，CO2转化率达到27％以上，当反应温度上升至280—320℃时，C02转化率达到99％以上，CH4选择性大于92％．

Ni-Co/ZrO_2复合镀层的制备与研究

采用超声波辅助电沉积方法,在氨基磺酸盐镀液中制备了Ni-Co合金镀层与Ni-Co/ZrO_2复合镀层。研究了电沉积两种镀层的电化学行为,并测试了两种镀层的性能。结果表明:纳米ZrO_2微粒的加入,降低了电沉积体系的极化度,使电沉积更容易进行;与Ni-Co合金镀层相比,NiCo/ZrO_2复合镀层具有更高的纳米压痕硬度、弹性模量、硬模比,以及更优异的减摩性能。

电沉积Ni-Mo/ZrO_2合金镀层结构及其电化学性能

为提高Ni-Mo合金镀层的电化学性能,在Ni-Mo镀液中添加纳米ZrO2颗粒成功制备了Ni-Mo/ZrO2复合镀层,研究了Ni-Mo/ZrO2合金电镀层的结构及其化学活性,并与Ni-Mo、Ni/ZrO2的相关性能进行了对比.研究结果表明:Ni-Mo/ZrO2镀层结构为非晶+纳米晶并混杂有ZrO2纳米颗粒,添加ZrO2纳米颗粒对镀层表面的形貌有一定影响;在电流密度低于250 mA/cm2时,Ni-Mo/ZrO2复合镀层具有比Ni-Mo、Ni/ZrO2合金镀层更优异的析氢催化活性,其耐腐蚀性能优于其他两种镀层;高耐蚀性与Ni-Mo非晶纳米晶基体有关,Mo元素易被氧化形成氧化膜,提高了复合镀层表面的结构稳定性,而复合的ZrO2纳米颗粒本身为陶瓷颗粒也具有高的耐蚀性.

Ni/ZrO_2-Al_2O_3制备表征及催化性能的研究

本文采用浸渍沉淀法制备了不同配比的ZrO2-Al2O3复合载体。并通过浸渍法制备Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,以苯加氢制环己烷反应为探针,考察了ZrO2与Al2O3的配比对Ni催化剂催化加氢性能的影响;采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)等技术考察复合载体对Ni催化剂的体相结构、还原性能以及表面吸附性能的影响。研究结果表明,ZrO2质量分数为20%的复合载体所负载的Ni催化剂有很好的加氢活性,优于单组分载体负载的Ni催化剂;采用浸渍沉淀法制备的ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2以非晶态形式存在,这是由于Al2O3的存在影响了ZrO2的内部结构;该载体负载的Ni催化剂较其他催化剂更容易被还原,吸附中心数量增加。

Ni/ZrO_2复合材料力学及介电性能研究

采用热压烧结方法,以氧化钇部分稳定氧化锆(Y-PSZ)粉体及不同粒径的金属Ni为原料,制备了Ni/ZrO2复合材料,研究了其力学和介电性能,探讨了烧结过程中Ni形貌的变化对复合材料介电性能的影响。结果表明,随不同粒径Ni粉的掺入,复合材料的抗弯强度减小,且较大粒径的Ni使材料抗弯强度减小更快。随Ni含量增加,复合材料断裂韧性增强。复合材料的介电常数和损耗与Ni粉含量和粒径有关。Ni含量相同时,较大粒径Ni粉的掺入使复合材料具有较高的介电常数和损耗,这是由于在烧结过程中Ni粉形貌发生变化引起的。

超声电沉积制备Ni-ZrO_2纳米复合镀层及其结构和性能的研究

制备了纯Ni镀层和Ni-ZrO2纳米复合镀层,并在沉积过程中引入超声波制备了超声Ni-ZrO2纳米复合镀层,对比分析了3种镀层的微观结构及高温抗氧化性、显微硬度、耐磨性。结果表明,超声电沉积Ni-ZrO2纳米复合镀层晶粒尺寸细小,具有良好的高温抗氧化性能、高的显微硬度和优良的耐磨性,并进一步分析了纳米颗粒和超声波在提高镀层性能方面所起的作用。

ZrO_2助剂对Ni/SiO_2催化剂CO甲烷化催化活性及其吸附性能的影响

采用连续流动微反装置和原位漫反射红外光谱法考察了Ni/SiO2及添加ZrO2助剂的Ni/ZrO2-SiO2催化剂CO甲烷化催化活性和吸附性能。结果表明,在CO体积分数1%、空速5000 h-1、常压的反应条件下,200℃时Ni/ZrO2-SiO2催化剂可将CO完全转化。而相同反应条件下Ni/SiO2催化剂上CO的转化率仅为35%,直至270℃时方可将CO完全转化。由此可见,ZrO2助剂的添加明显提高了Ni/ZrO2-SiO2催化剂的CO甲烷化催化活性。同时,ZrO2助剂的添加显著提高了Ni/ZrO2-SiO2催化剂对CO的吸附能力,H2存在时可通过在较低温度时形成较多的桥式羰基氢化物来提高Ni/ZrO2-SiO2催化剂的CO甲烷化催化活性;CO甲烷化反应条件下,Ni/SiO2和Ni/ZrO2-SiO2催化剂上C—O键的削弱和断裂是经由羰基氢化物-多氢羰基氢化物的途径,而不是经由C—O键的直接断裂途径。

Cu/Mn/Ni/ZrO_2合成低碳醇催化剂组分作用的初步研究

针对Cu/Mn/Ni/ZrO2 合成低碳醇催化剂的独特反应行为 ,制备了一系列模型催化剂以考察各组元的作用。结果表明 ,Cu是主要的合成醇类产物的活性组分 ,镍是催化剂上促进碳链增长的重要元素 ,同时也可使异丁醇的生成在较为温和的反应条件下进行。氧化锆既起载体的作用 ,也是合成异丁醇的主要活性组元。同时组元的相互组合也是催化剂合成不同种类醇产物的重要保证 ,Mn通过保证Ni、Cu等其它组元的高度分散 ,提高了催化剂的活性 ,并且避免了过量的甲烷等烃类的产生以及甲醇成为主要产物 ,同时Mn的存在还可能促进Ni与ZrO2 的作用 。

AZ91D镁合金表面电沉积n-ZrO_2/Ni复合镀层及耐蚀性研究

在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P的基础上电沉积n-ZrO2/Ni复合镀层和纯Ni电镀层,并对其表面形貌、截面形貌和耐蚀性进行了对比分析。结果表明AZ91D镁合金表面电沉积纳米复合镀层比纯镍镀层组织更细小,镀层更致密、平整。n-ZrO2/Ni复合镀层具有明显的钝化区,具有良好耐蚀性。

Ni-W-ZrO_2复合镀层的制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法制备Ni—W—ZrO2复合镀层，研究了微粒的分散特性及镀液中微粒含量、电流密度、pH值、温度等因素对Ni—W—ZrO2镀层沉积速率、显微硬度、镀层外观的综合影响，优化得到Ni—W—ZrO2复合镀层的电沉积工艺为：Ni—w基础镀液中ZrO。添加量为10g／L，pH=7，镀液温度为60～70℃，电流密度为15A／dm^2，所获得的镀层硬度〉HV800（×9．8MPa）。通过电化学技术研究了复合镀层在3．0wt％NaCl溶液中的耐腐蚀性能，结果表明，Ni—W—ZrO2复合镀层有明显的钝化区间。

非晶态Ni-P-ZrO_2复合镀层的耐磨性能

采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离。

喷射电沉积Ni及Ni-ZrO_2复合镀层的表面形貌和硬度

采用喷射电沉积技术在45钢基体上制备了Ni及Ni-ZrO2复合镀层,并对各种镀层进行扫描电子显微镜(SEM)表面形貌观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)晶粒尺寸测定以及镀层显微硬度测定。比较了不同电流密度、温度和纳米颗粒浓度对镀层表面形貌和硬度的影响规律。结果表明:电流密度由0.55A/cm2提高到1.00A/cm2后,镀层表面越粗糙,晶粒尺寸由15nm增大到23nm,显微硬度由571HV降低到364HV;温度由20℃升高到50℃后,表面呈现先变粗糙后变平整趋势,且镀层中Ni含量上升,Fe含量下降,镀层硬度由551HV降低到364HV;ZrO2纳米颗粒质量浓度由0g/L提高到25g/L时,表面仍呈现先变平整后变粗糙趋势,镀层晶粒尺寸由22nm降低到13nm,硬度由384HV提高到521HV。

Ni/ZrO2-SiO2催化剂催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯

分别以ZrO_2、SiO_2及ZrO_2-SiO_2复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni含量为10%(质量分数)的催化剂,考察了其催化乙酰丙酸液相加氢性能。采用N2-物理吸附、NH3-TPD、H2-TPR、XRD、TEM等表征手段对催化剂进行了表征。研究结果表明,在所制备的催化剂上,乙酰丙酸先经C=O加氢生成4-羟基戊酸,后者快速脱水酯化为γ-戊内酯。Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂较Ni/ZrO_2与Ni/SiO_2催化剂具有高的金属分散度和丰富的表面酸性中心,表现出高的C=O加氢活性以及优异的乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯性能。在反应温度为200℃,氢气压力4 MPa的反应条件下,乙酰丙酸的转化率达到100%,γ-戊内酯的选择性大于99.9%。

AZ91D镁合金化学复合镀Ni-P-ZrO_2的工艺与性能

对镁合金传统化学镀工艺进行了改进,避免了使用氢氟酸和六价铬等有毒物质。采用化学镀与化学复合镀相结合方法,在AZ91D镁合金上获得了Ni-P-ZrO2纳米化学复合镀层,并研究了新工艺化学镀前处理和镍沉积机理及复合镀层的结构和性能。结果表明:新工艺方法获得的Ni-P镀层更均匀、致密,耐蚀性优于传统工艺化学镀层;Ni-P-ZrO2复合镀层与AZ91D合金基体在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线对比表明,该复合镀层对镁合金可以起到明显的保护作用;从磨损实验结果可见,Ni-P镀层的磨损质量损失率几乎为Ni-P-ZrO2镀层的3倍,说明ZrO2纳米粉的加入能改善镀层的耐磨性。

磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响

目的研究有无磁场条件和垂直、平行两种磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响。方法以45#钢作为基体,采用脉冲电沉积和磁场-脉冲电沉积法成功制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)观察纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和表面粗糙度,利用显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机对纳米复合镀层进行显微硬度、结合力和摩擦磨损性能等力学性能研究。结果相同工艺条件下,垂直磁场-脉冲电沉积条件制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层的晶粒形状为金子塔状,镀层表面粗糙度有所改善,复合镀层显微硬度值最高,为370HV。平行磁场-脉冲电沉积条件下制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层表面平整,均匀致密,复合镀层中Zr的质量分数为8.27%,表面粗糙度Ra和Rq值分别为82nm和105nm,镀层结合力为337N,磨损量低于其他两种镀层的磨损量。结论施加磁场后,在磁场MHD效应作用下,纳米复合镀层表面形貌平整,均匀致密,显微硬度提高,并且与基体结合性能和耐磨性都优于无磁场条件下制备的纳米复合镀层。平行方向磁场对Ni-ZrO2纳米复合镀层的力学性能有更明显的促进作用。