陶瓷前体改性竹基多孔碳协同聚磷酸铵阻燃环氧树脂及其热稳定性和力学性能

绿色、低成本及高性能一直是材料制备面临的挑战.本文利用硅烷偶联剂水解产物硅醇与硼酸反应制备了硅硼陶瓷前驱体改性竹基多孔碳材料(MPCM),其中以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和硼酸改性的MPCM(M6PCM,质量分数1.6%)与聚磷酸铵(APP,质量分数6.2%)协同阻燃环氧树脂(EP)的EP/APP/M6PCM复合材料氧指数达到了31.1%,热释放速率峰值降低了60%,残炭量增加了12.7%,玻璃化转变温度提高到136℃,储能模量达到3319 MPa.机理研究表明,M6PCM表面的硅硼陶瓷前驱体加快了APP脱除H_(2)O和NH_(3)形成聚磷酸的速度,促进了类陶瓷炭的形成及类石墨碳的转化.与相关研究结果相比,APP/M6PCM体系在提高EP复合材料性能的同时显示出了成本优势.

12Cr13马氏体不锈钢B/C化学热处理的研究

研究了固体硼碳共渗及复合渗技术工艺参数对12Cr13马氏体不锈钢的组织和性能的影响。共渗方面对12Cr13钢进行不同硼碳比例的固体硼碳共渗热处理;复合渗方面对12Cr13马氏体不锈钢先进行固体渗碳,然后再进行渗硼处理,得出最优的复合渗参数。对最优参数下的共渗及复合渗12Cr13马氏体不锈钢试样进行显微硬度、XRD物相结构、电化学下耐腐蚀和摩擦磨损性能检测分析。结果表明:共渗温度950℃、共渗6 h条件下,硼碳共渗最优渗剂硼碳比为6∶4;化学渗6 h条件下,硼碳复合渗最优参数为950℃渗碳,950℃渗硼;硼碳共渗和复合渗试件经过最终热处理(淬火+低温回火)后,表层组织硬度最高可达1 507.3 HV0.98 N,心部硬度为420.6 HV0.98 N,最优参数下硼碳共渗及复合渗渗层厚度分别为976μm和1 125μm;电化学测试表明硼碳共渗和硼碳复合渗处理后材料的耐蚀性有所提高,共渗腐蚀电位为-0.578 V,复合渗为-0.582 V。磨损试验显示硼碳共渗和硼碳复合渗后经化学热处理可以显著提高12Cr13马氏体不锈钢的耐磨性能。

激光熔覆Ni基金属陶瓷复合涂层的裂纹研究

利用激光熔覆技术在中碳钢表面制备了不同涂层成分的原位自生TiB2/Ni金属陶瓷复合涂层,研究了涂层的开裂行为。结果表明:当陶瓷相含量高时,涂层中形成的裂纹主要有粘接金属基体中的穿晶裂纹、熔覆层边缘的高密度裂纹、金属基体与硬质陶瓷相界面上的微裂纹以及热影响区中结合界面附近的微裂纹等。涂层中的裂纹主要是由涂层材料与金属基体热膨胀系数不同而造成的热应力产生的,组织转变应力也起了重要作用。当激光工艺参数及涂层成分配制合理时,涂层质量良好。

渗硼的渗层组织和性能研究

渗硼过程中,随着硼浓度的增加,渗硼层的组织由内向外依次为芯部基体、过渡层和硼化物层。如碳钢的低温硼氮共渗层呈梳齿状,表层由FeB、Fe2B双相组成,内层为Fe2B单相。合金钢低温硼氮共渗层的针状变得平坦,渗层的相组成较为复杂,Cr12钢低温硼氮共渗表层由Fe2B、FeB、Fe4N组成,内层相由FeB、Fe2B、Fe3(C,B)、(Fe,Cr)2B、Fe4N、Fe3C等组成,过渡区形成Fe3(C,B)、Fe4N相及Cr的碳化物,有效地强化了对硼化物层的支撑作用。渗硼层具有良好的耐磨性、耐腐蚀性。

铸态中碳高硼合金钢的三体磨料磨损特性

采用光学显微镜、扫描电镜、自制的三体磨料磨损试验机研究了铸态中碳高硼合金钢的组织、性能与三体磨料磨损特性。结果表明:随硼含量的增大,试验钢中硬质相的体积分数增大,试验钢硬度提高、冲击性能降低、硬质相数量和尺寸的增大都对抵抗磨料切削和犁削变形有利;基体主要因微观切削和塑变而造成磨损,硬质相表现出断裂磨损机制;低载荷时变形的基体堆积较多而磨损量小,高载荷时硼碳化合物断裂加快而使磨损量增大。

中碳铬锰硅铸钢加硼后的组织和性能变化

本文分析了微量硼加入中碳铬锰硅铸钢中所引起的组织形态、机械性能和耐磨性能的变化情况,探讨了热处理规范对硼碳化合物析出形式的影响。文章在实验的基础上,得出了相应的结论。

含炭耐火材料用硼化物添加剂

综述了近几年国外研究含炭耐火材料防氧化而采用的一些含硼添加剂，介绍了这些添加剂的特性及其防止碳氧化的基本原理。

碳纤维的抗氧化处理

用硼化合物对碳纤维进行抗氧化处理，提高了纤维的高温抗氧化性能．用热分析、电子显显微镜、表面电子能谱和Ｘ射线衍射等进行了研究，结果表明：碳纤维经过硼化合物处理后，氧化活化能提高１２３．４％，热氧化分解点提高２６８℃，高温使用寿命提高许多倍，但物理机械性能变化不大．

改善焦炭热态性能的研究进展

分别从系统优化配煤、改进炼焦工艺、使用劣化抑制剂抑制焦炭的劣化等方面,总结了改善焦炭性能、提高焦炭质量的研究现状。主要介绍了硼酸及硼复合物和有机热解炭改善焦炭性能的效果、影响因素、经济性和环境影响以及工业化水平,探讨了其存在问题并展望改善焦炭性能的技术发展方向。

高温高压法合成层状BCx化合物

以石墨和非晶硼粉为原料,用机械球磨法制备非晶态前驱物,然后在高温高压下制得了晶化程度较高的类石墨层状BCx(x≥3)化合物。利用X射线衍射、透射电子显微镜和电子能量损失谱对样品的物相、形貌和成分进行了表征。结果表明:在5.5GPa下,温度为800～1000℃时,合成的样品是结晶较好的BCx(x≥3)颗粒;当温度高于1000℃时,样品中只含有B4C颗粒和纯C颗粒,未生成层状BCx颗粒。

氟化硼碳平面的第一性原理研究

基于第一性原理的理论计算,研究了不同氟化程度的BC3,BC5,BC7的稳定结构和电子特征,发现通过B原子替代C原子,F原子与平面结构的结合能力更强了,氟化的硼碳结构比氢化的硼碳结构更加稳定.研究发现:当只有C原子与F原子成键时,体系变成半导体,而当B原子与F原子成键时,即所有原子都与F原子成键,体系变成导体.通过不同程度的氟化,BC3发生半导体-金属的转变,BC5和BC7发生金属-半导体-金属的转变.理论分析表明,B原子的pz轨道对电学性质变化有较大影响.由于其丰富的电学特性,此类氟化硼碳平面在纳米电子器件领域中具有潜在应用,并且该结果对实验合成也有一定的指导意义.

高硼中碳合金在低真空环境下的高温磨损行为

研究了在低真空环境下,200~600℃温度区间内高硼中碳合金的高温磨损性能。结果表明:高硼中碳合金在200~500℃温度区间内磨损量随温度提高而线性增大,在600℃时摩擦系数的波动越来越剧烈,摩擦表层金属产生相变而使磨损量增大了一个数量级。低温环境下磨损表现为局部的塑性变形疲劳和氧化磨损,高温环境下摩擦表层软化并形成带状组织,产生更强的塑性流动和氧化磨损,粘着磨损不明显。在600℃时磨损亚表层的共晶硼碳化合物为颗粒状,且磨损亚表层的厚度最厚。