NiAl复合涂层中强化相的形成机理及其对磨损性能的影响

目的提高NiAl复合涂层的硬度,扩大它作为涂层材料在矿山机械和石油化工领域的应用范围。方法TiC、TiB_(2)金属陶瓷颗粒具有较高的熔点、硬度、弹性模量及较好的化学稳定性,是一种优良的高温结构材料。采用等离子熔覆技术在Q235低碳钢表面制备NiAl金属间化合物涂层和TiC-TiB_(2)强化NiAl复合涂层,研究涂层的微观组织结构、金属粉末反应热力学、TiC-TiB_(2)强化相的形成机理和涂层的摩擦行为。结果涂层组织紧密、均匀,涂层与基体具有良好的冶金结合。NiAl涂层主要由NiAl、γ-(Fe,Ni)固溶体组成。复合涂层由NiAl、Ni_(3)Al、γ-(Fe,Ni)、TiC和TiB_(2)增强相组成。TiC相呈小块状,TiB_(2)相呈短棒状。粉末反应的热力学计算进一步证明了强化相TiC、TiB_(2)的形成。强化相的形成机理与原子扩散沉淀和晶体结构有关。与NiAl涂层相比,复合涂层的平均硬度从416HV提高到525HV,摩擦因数和磨损失重(质量损失)从0.68、0.376 g分别降至0.54、0.192 g。NiAl涂层磨损表面出现较多大且深的犁坑,NiAl复合涂层磨损表面较为平滑,只有少量浅犁沟。结论TiC和TiB_(2)主要通过溶解、扩散和沉淀析出方式形成。NiAl复合涂层具有高硬度、低摩擦因数和较少的磨损失重,具有优异的耐磨性能。在基体中弥散分布的小块状TiC颗粒和组织稳定性高的强化相有利于提高NiAl复合涂层的硬度和磨损性能。NiAl涂层的磨损机理主要为黏着磨损,复合涂层的磨损类型以磨粒磨损为主。

等离子喷涂NiAl涂层对基体TC4板材力学性能的影响

在室温、高温下对含NiAl涂层的TC4板材进行拉伸试验,测试其不同应变速率和温度下的抗拉强度、伸长率。用金相显微镜观察涂层的显微组织。统计涂层的孔隙率和界面夹杂物面积。结果表明:涂层孔隙率为7.5%,结合界面夹杂物面积为35.2%。等离子喷涂NiAl无法提高TC4板材的室温及高温强度,因涂层的过早脱落,导致板材实际承载面积减小,基体强度降低,且NiAl涂层降低了TC4板材的伸长率,其原因是涂层破裂使基体表面产生裂纹,导致基体提前断裂,降低伸长率。

Effect of filler on the self-lubrication performance of graphite antimony composites

Graphite antimony composites were prepared using a mechanical pressure infiltration method to force molten antimony into graphite preforms having a percolation micro-structure and a hop-pocket power filler. The micro-structural and macroscopic properties of the graphite antimony composites were analysed. Observations included metallographic analysis, physical properties and friction and wear behaviour. The results show that the wear loss is decreased by 12.24% and that the friction coefficient is re-duced by 32.61% after hop-pocket power was used. The research indicates that the hop-pocket power method gives a useful way to reduce friction coefficients and wear loss, and to increase service life and self-lubrication properties, of the graphite antimony seal-ing material as compared to carbon black.

合金粉末组合烧结成形NiAl基合金筒形构件

基于快速凝固和热压烧结工艺,设计了合金粉末组合烧结工艺以成形高性能NiAl基合金筒形构件。结果表明:NiAl基合金组合烧结界面的结合良好,界面性能优异,光滑与粗糙表面样品界面的结合性能相似。此外,NiAl基合金组合烧结界面没有孔洞、裂纹等缺陷,显示出良好的界面结合,通过界面性能测试分析验证了组合烧结方法成形高性能NiAl基合金构件的可行性。此外,基于NiAl基合金组合烧结工艺,成形出径厚比为6、外径Φ60 mm、高度60 mm的NiAl基合金筒形件,构件整体致密度均匀性良好,改进了热压烧结成形大径厚比筒形构件的致密度不均匀难题。

介孔NiAl催化剂催化己二醇绿色合成1,6-己二胺

通过溶胶-凝胶法制备了系列介孔Ni Al催化剂,研究了不同还原温度下Ni含量为20%(x)的介孔Ni Al(20NA)催化剂在1,6-己二醇(HDO)催化氨化合成1,6-己二胺(HMDA)中的催化性能。利用N2吸附-脱附、H_(2)-TPR、CO-TPD、XRD、SAXS、XPS、SEM、TEM、ICP-OES等方法对试样进行表征。实验结果表明,低温还原后的20NA催化剂表面金属Ni0粒径较小,具有较高的HDO转化率。440℃还原的20NA催化剂在温和反应温度(190℃)下,HMDA最高产率可达30.9%,除低聚物外的高附加值产物的总选择性高达94.7%(x),HDO转换频率与文献报道的贵金属Ru基催化剂相当。通过调节还原温度可有效控制20NA催化剂表面金属Ni0位点的纳米尺寸。

合金元素对bcc-Cu/NiAl共析出影响的第一性原理研究

bcc-Cu和NiAl共析出是高强度钢常用且有效的强化方式。为了探究不同合金元素对bcc-Cu/NiAl共析出影响,本工作利用第一性原理计算了合金元素X(X=Cr,Co,Mo,W,V,Mn)对bcc-Cu(001)/NiAl(001)界面性质的影响,并分析上述合金元素掺杂前后界面黏附功、界面能和电子性质。研究结果表明,当Cr、Mo、W、V、Mn掺杂Al终端bcc-Cu/NiAl界面时,界面的黏附功升高,界面能下降,有利于bcc-Cu/NiAl共析出,其中Mo、W、V合金化效果更佳。掺杂Ni终端界面时,界面稳定性低于掺杂Al终端时。电子结构分析表明,掺杂Al终端时,掺杂原子与界面处Cu原子之间的电子轨道产生明显杂化,显著加强原子间的相互作用。而替换Ni原子时,轨道杂化程度较弱。Mo、W、V掺杂后,界面处电荷密度增加,Cu原子与合金原子之间形成更强的非极性共价键。

基于NiAl强化的薄带连铸高强无取向硅钢组织和性能调控

采用短流程薄带连铸工艺制备0.35 mm厚高强无取向硅钢,利用OM、XRD、EBSD以及TEM分析实验钢组织演变及时效过程NiAl析出相对性能影响。结果表明,铸带为粗大柱状晶和不均匀等轴晶,主要为λ织构和α织构。退火带主要为中等强度的α*织构、较强Goss织构和Cube织构以及γ织构,强度峰值分别为3.16、3.68、3.70和4.66。随着时效时间增加,硬度从退火态的274 HV增加到峰值394 HV后逐渐下降。550℃峰值时效4 h得到高密度平均尺寸为8~10 nm的NiAl析出相,可有效抑制位错的运动而使实验钢屈服强度达到889 MPa;同时磁性能没有大幅恶化,磁感应强度B50达到1.62 T,铁损P1.0/400为31.4 W/kg。因此,基于NiAl相沉淀强化可为高性能高强无取向硅钢开发提供新的思路和方法。

基于层状双氢氧化物前驱体的CO_(2)甲烷化NiAlNd催化剂

采用乙二醇溶剂热法合成了一系列基于层状双氢氧化物前驱体(LDHs)的NiAlNd催化剂。Nd的引入大大提高了CO_(2)甲烷化的低温催化活性。在T=210℃,WHSV(weight hourly space velocity)=24000 mL·g^(-1)·h^(-1),p=100 kPa的条件下,NiAlNd-0.4催化剂上CO_(2)转化率达到83.9%。Nd^(3+)取代部分Al^(3+)阻碍了前驱体中LDHs结构的形成,同时也减小了焙烧后催化剂的粒径。Nd的加入削弱了NiO与Al_(2)O_(3)之间的相互作用,促进了NiO的还原,提高了Ni的本征活性。此外,Nd的添加提高了催化剂表面碱性位的数目,从而增强了对CO_(2)的吸附。随着Nd掺杂量的增加,还原后的催化剂中金属Ni的表面积呈火山形变化。Ni活性位的数目和本征活性同时影响NiAlNd催化剂的催化活性。

预氧化技术对NiAl激光熔覆涂层组织及性能的影响分析

深入探讨预氧化技术对NiAl激光熔覆涂层的影响,包括涂层的组织结构和硬度、摩擦系数、耐磨性等关键性能指标。实验结果表明,经预氧化技术处理后,NiAl激光熔覆涂层除了NiAl主相外,还新增了Al_(2)O_(3)物相,且涂层硬度在NiAl涂层的基础上提升了约20%,摩擦因数降低了约23%,同时耐磨性得到显著提升。由此得出,通过预氧化技术使NiAl激光熔覆涂层实现了从组织结构到性能的良性转变,有较高的实践应用价值。

异种丝材电弧喷涂ZnNiAl涂层的组织与耐磨耐蚀性能

采用双枪同时电弧喷涂Ni95Al5丝材与Zn85Al15丝材在Q235钢基材表面制备了Zn NiAl涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征了涂层的物相、表面形貌以及成分,并通过硬度试验、摩擦磨损试验和电化学试验研究了涂层的耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:Zn NiAl涂层由Zn相、Ni(Al)固溶体相以及Al相等多相组织组成,且存在少量的氧化物颗粒与微孔洞;其磨损形貌呈现出黏着磨损与磨粒磨损复合特征,涂层中锌、铝元素的钝化作用以及镍元素加入可降低涂层腐蚀速率,实现耐磨、耐蚀性能提升。

NiAl的基体高温条件下抗循环氧化性研究

本文通过整理各学者对NiAl合金高温条件下抗循环氧化性的研究,对如何提高NiAl合金高温条件下抗循环氧化性能作了概括综述。通过研究发现,提高NiAl合金的抗氧化性能主要通过三个方面,一是通过表面物理强化的方法减少NiAl涂层在高温氧化情况下的孔洞的方法;二是通过掺杂Zr、Hf元素的方法,高温情况下Zr、Hf的氧化物可有效改善NiAl涂层的附着力及高温抗氧化能力。

K改性NiAl类水滑石衍生复合氧化物催化分解N_2O

制备了Ni/Al=4.1(原子比)的NiAl类水滑石,焙烧获得NiAl复合氧化物,浸渍K2CO3溶液制备了K改性NiAl复合氧化物催化剂,其中K/Ni=0.05～0.2(原子比),用于N2O催化分解反应。通过元素分析、XRD、BET、H2-TPR、XPS等技术表征了催化剂的组成结构,考察了NiAl类水滑石的预处理方式、K负载量、焙烧温度等制备参数及反应条件对催化剂活性的影响。结果表明,K2CO3溶液浸渍焙烧态NiAl类水滑石(NiAl复合氧化物)制备的催化剂活性高于K2CO3溶液浸渍新鲜类水滑石制备的催化剂,而K/Ni=0.1、400℃焙烧的催化剂活性较高;在NiAl复合氧化物中引入K离子,增大了催化剂表面Ni2+周围的电子云密度,从而减弱了催化剂表面Ni-O键强度,降低了表面NiO的还原温度,提高了催化剂活性。

NiAl基多相金属间化合物的显微组织、超塑性研究

本文研究了金属间化合物Ni—25Al—25Cr的显微组织和超塑性及其变形机理.该合金的显微组织由NiAl则基体和α-Cr，β-Ni（Al，Cr）；γ'-Ni3（Al,Cr）的三元共晶体组成，在NiAl基体中还均匀分布着大量弥散的α-Cr沉淀相在1123—1223K之间以22×10-43．3×10－2S－1的应变速率拉伸变形时．该合金表现出高达480％的超塑性超塑性变形的断裂主要是由于晶界滑移和晶粒转动所产生的空洞和晶内解理所致.本文还对超塑性变形的机理进行了初步讨论.

NiAl合金化研究进展

本文综述了合金化对ＮｉＡｌ基合金的显微组织、缺陷和力学性能的影响．

NiAl-30.9Cr-3Mo-0.1Dy合金的高温氧化行为

研究了NiAl-30.9Cr-3Mo-0.1Dy合金在1300K^1500K空气中的恒温氧化行为。结果表明:NiAl-30.9Cr-3Mo-0.1Dy合金的抗氧化性远优于NiAl-31Cr-3Mo合金;1500K的氧化动力学曲线基本遵循抛物线关系,在1350K^1450K的氧化动力学曲线符合立方抛物线关系,1300K的氧化动力学曲线则符合5次方关系。氧化过程中,合金的表面生成了连续致密的Al2O3氧化膜;稀土元素的活性作用以及Al2O3与基体合金之间的富Cr层的形成,提高了Al2O3的粘附能力。Dy的添加也减少了NiAl相上Al2O3的生成量,延缓了θ-Al2O3向α-Al2O3相的转变时间。

NiAl金属间化合物的研究概述

综述了NiAl金属间化合物的力学性能、合金化以及提高强韧性的方法,并对NiAl合金的制备方法作了介绍,特别是利用电热爆炸超高速定向喷涂技术可原位生成亚微米晶NiAl金属间化合物及金属间化合物复合涂层。

碱金属助剂类型及前驱物对改性NiAl复合氧化物催化分解N_2O活性的影响

制备了不同Ni/Al原子比的NiAl类水滑石样品,焙烧获得NiAl复合氧化物,用于N2O分解反应,研究了NiAl复合氧化物组成对催化活性的影响。在活性较高的NiAl复合氧化物表面浸渍碱金属碳酸盐溶液,制备改性NiAl复合氧化物,考察了碱金属类型(Na、K、Cs)和钾前驱物(K2CO3、K2C2O4、CH3COOK、KNO3)对改性催化剂活性的影响。用XRD、ICP-AES、FT-IR、BET、H2-TPR、XPS技术表征了催化剂的组成结构。结果表明,Ni/Al原子比为2.7的NiAl复合氧化物催化活性较高;Na、K、Cs碳酸盐改性NiAl复合氧化物均提高了催化剂活性,其中K的助剂效应最强。钾前驱物对K改性NiAl复合氧化物的催化活性有显著影响,其中碳酸钾、醋酸钾、草酸钾的加入明显提高了改性催化剂的催化活性,而加入硝酸钾反而降低了催化剂活性。

NiAl基金属间化合物的研究进展

介绍和评述了NiAl基金属间化合物的研究进展。由于NiAl基金属间化合物的一些优异性能,长期以来作为高温结构的候选材料而得到了广泛的关注,但是NiAl在室温下塑性差和高温时强度低限制了它的使用。着重介绍了对NiAl的晶体结构和缺陷、力学性能、化学性能等方面的研究,利用控制显微结构、合金化和改进加工技术等方法改善了NiAl的室温塑性和高温强度。

原位内生多相复合材料(NiAl—28Cr—6Mo)—TiC的高温力学行为

运用燃烧合成工艺制备了一种多相内生金属问化合物基复合材料（NiAl—28Cr—6Mo）－TiC．复合材料的高温变形行为显示流变应力随温度升高或初始应变速率减小而降低，服从幂指数规律求出了不同含量TiC时复合材料的应力指数n和激活能Q，与同类NiAl基复合材料进行了比较分析.

稀土元素在NiAl合金中的作用

为了改善NiAl合金的室温塑性,近年来研究了Sc,Y,Ce,Nd,Dy,Ho和Gd 7种稀土元素分别对NiAl共晶合金组织结构、力学性能和抗氧化性能的影响.结果表明,适量稀土元素加入到NiAl共晶合金中,能够显著细化合金组织和晶粒,有效改善NiAl共晶合金的室温和高温拉伸塑性和强度,并提高其抗氧化性能;而过量的稀土元素使该合金的力学性能和抗氧化性能降低.