二硼化钛颗粒材料的电阻变化特性及其在故障限流中的应用

二硼化钛(TiB2)颗粒材料具有故障限流的潜力。为实现这个目标,对颗粒材料的限流特性进行了研究。首先对压力-电阻关系进行了分析,二者满足幂函数关系。然后制作基于颗粒材料的样机,通过试验研究了材料尺寸和机构速度对限流效果的影响,发现材料尺寸越大、速度越快,限流效果越好。为进一步验证材料的限流能力,对材料的耐压特性进行测量,发现颗粒材料电压存在一个饱和值,该值取决于颗粒尺寸与材料性质。最后在PSCAD中建立颗粒材料电阻模型,对材料在电力系统中的限流效果进行仿真。仿真结果表明:颗粒材料与电抗器并联限流的方案可行性更高,可将故障电流峰值从34 kA限制到25.9 kA。该研究为颗粒材料在故障限流中的应用提供了参考。

自蔓延辅助闪烧法制备二硼化钛陶瓷的特性研究

将原料Ti粉和B粉(晶体硼)按摩尔比1∶2进行混料,在特定压力性进行材料装填预压,并在样品两端加恒定电压20V,在自蔓延反应温度下完成热压辅助闪烧工艺。制备出导电性良好、致密性良好的TiB2材料。通过材料表征,分析认为在自蔓延辅助闪烧(FS)热压过程实现晶粒重排,晶体的塑性变形与细小颗粒尺寸及致密化优化,该方法为制备功能陶瓷材料提供新的思路。

二硼化钛电子结构的量子化学计算

采用离散变分Xα量子化学计算方法 ,研究了二硼化钛的化学键和价电子结构特征 ,并阐述了TiB2 陶瓷晶体结构、电子结构与其力学性能和电性能之间的关系。结果表明 :TiB2 晶体结构中包含了Ti2 + 与B-混合键、B-与B-间的σ键以及B-2 pπ电子构成的离域大π键 ;TiB2 晶体的导带和价带电子主要是由Ti3d和B2 p轨道的价电子构成 ,这些价电子通过离域大π键在电流的作用下可在TiB2 晶体中迁移。

自蔓延高温合成/快速加压法制备二硼化钛陶瓷的致密化机理

用自蔓延高温合成/快速加压(self-propagating high temperature synthesis/quick pressing,SHS/QP)法制备了TiB2陶瓷。用扫描电镜及透射电镜观察陶瓷产品的微观形貌。对TiB2陶瓷致密化的动力学过程及结构形成过程进行了分析,并提出SHS/QP陶瓷烧结的致密化机理。结果表明:在SHS/QP过程中TiB2陶瓷的致密化是晶粒的重排及高温塑性变形共同作用的结果。

二硼化钛陶瓷在不同温度下的氧化行为(英文)

采用静态氧化法对不同温度下TiB2陶瓷的氧化行为进行研究,利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线光电子能谱仪对氧化前后的样品进行表征。结果表明:低温下TiB2陶瓷氧化动力学满足抛物线规律,并在表面形成液相B2O3,阻止氧化反应的进一步进行,冷却后B2O3以玻璃态覆盖在表面。高温下TiB2氧化反应在4 h前满足抛物线规律,表面形成一层TiO2多孔结构;氧化4 h后,随着氧扩散距离的延长,扩散阻力加大,从而使氧化速率降低,氧化反应不再满足抛物线规律。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定二硼化钛增强铸铝复合材料中钛硼硅镁锌铁

采用氢氧化钠溶解样品，硝酸酸化，电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定二硼化钛增强铸铝复合材料中钛、硼、硅、镁、锌、铁。分别采用逐级稀释法、标准溶液系列使用基体匹配和无基体匹配这两种方法，考查铝的基体效应。结果表明，样品质量浓度在5O～500ug／mL范围内，铝基体对测定基本无影响。仪器选定的实验条件下，以无基体匹配的标准溶液系列绘制校准曲线，待测元素的线性方程相关系数均大于O．9996。方法中各元素的检出限在0．0009％～O．O1O％之间。将方法应用于TiB2／A1Si复合材料实际样品中钛、硼、硅、镁、锌、铁的测定，结果的相对标准偏差（RSD，n=11）均小于3％，回收率在94％～113％之间；按照实验方法测定两个铸铝标准样品中硅、镁、锌和铁，测定值与认定值一致。

熔盐法合成二硼化钛纳米粉体研究

在NaCl-KCl熔盐中利用镁热还原法，以二氧化钛和硼粉为原料，金属镁粉为还原剂合成了TiB2纳米粉体，研究了合成温度、Ti／B摩尔比、保温时间对TiB2粉体合成的影响。通过XRD、TEM、BET对粉体的物相组成、显微形貌及比表面积进行了表征。研究结果表明：800℃时开始有TiB2生成，随温度升高，TiB2晶粒沿（101）晶面择优生长，最佳合成温度为1000℃。Ti／B摩尔比为1：2．4时，经1000℃保温3h后合成了球形TiB2粉体，颗粒尺寸分布在5—30nm之间；在界面机制控制下，延长保温时间到6h后，颗粒形貌由球形转变为立方状，尺寸增大到30-60nm，测得其比表面积为49．142m2／g。

二硼化钛基金属陶瓷研究进展

二硼化钛(TiB2)因其优良的综合性能引起了广泛的关注。但是由于难以获得完全致密的二硼化钛陶瓷,其广泛应用受到限制。金属基体增强是改善和提高二硼化钛性能的有效途径。本文从金属体系的选择以及制备方法与致密化技术的改进简述了二硼化钛基金属陶瓷的研究进展,并提出了在二硼化钛基金属陶瓷制备过程中需要注意的一些问题。

改进的二硼化钛基惰性阴极耐蚀性的研究

用冷压烧结法制造了TiB2 -MoSi2 惰性阴极 ,得到致密的二硼化钛基惰性阴极试样。在电解实验后 ,通过对二硼化钛阴极的表面和剖面的电子显微分析 ,发现铝液对此种惰性阴极的湿润性好于电解质对惰性阴极的湿润性 ,避免了电解质与阴极表面的接触 ,发现惰性阴极的腐蚀为电解质对阴极晶界的腐蚀 ,测得腐蚀速度为 2 2 2mm/a,证明其耐蚀性能良好。

MoSi_2对二硼化钛惰性阴极材料性能的影响

用冷压烧结法制造了二硼化钛惰性阴极，研究了ＭｏＳｉ２ 对二硼化钛惰性阴极烧结性能的影响，得到致密的ＴｉＢ２ 基惰性阴极试样·在电解实验后，通过对二硼化钛阴极的表面和剖面的电子显微分析，发现铝液对此种惰性阴极的湿润性好于电解质对惰性阴极的湿润性，避免了电解质与阴极表面的直接接触·发现惰性阴极的腐蚀为电解质对阴极晶界的腐蚀·测得腐蚀速度为２－５３ｍ ｍ／ａ 。

二硼化钛粉末的研制

本文研究了采用碳热还原法制备二硼化钛的反应机理，并对反应ＴｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋５Ｃ＝ＴｉＢ２＋５ＣＯ进行了热力学计算，得到理论起始反应温度为１５８０Ｋ。通过Ｘ射线物相分析，发现ＴｉＯ２的还原是分步进行的，其依次还原产物为Ｔｉ３Ｏ５，ＴｉＯ和Ｔｉ。而Ｂ２Ｏ３的还原是一步到位的。

碳化硅-二硼化钛复合材料烧结工艺研究

采用无压烧结工艺,研究不同烧结温度和不同烧结助剂含量的碳化硅-二硼化钛复合陶瓷的固相烧结机理及其对复合陶瓷致密化的影响。研究结果表明:当B含量在0.4～2%变化时,烧结密度随B含量增加一直下降,在B含量为0.4%时烧结密度最大;当C含量在2～4%变化时,烧结密度随C含量增加而增加,在3%时达到最大值后又下降。在烧结温度约为2180℃时,碳化硅-二硼化钛复合陶瓷有最大的密度。

二硼化钛基陶瓷材料

本文介绍二硼化钛基陶瓷的研究、应用现状及其发展趋势,指出TiC/TiB_2、TaB_2/TiB_2、TiN/TiB_2和Ti(CN)/TiB_2等组成的复合基陶瓷工具材料将有广泛的发展前景.

电弧炉碳热还原制取二硼化钛

研究了电弧炉碳热还原氧化钛和氧化硼制取二硼化钛的方法，制备出相对纯度大于９５％的二硼化钛．这种方法利用电弧炉的能量集中的优点，使碳热还原反应瞬间完成，具有很高的生产效率．由这种方法制备的二硼化钛应用于铝电解工业中。

碳化硅-二硼化钛复合材料断裂行为影响因素的分析

采用无压烧结工艺,研究试样的成分配比、加工尺寸对碳化硅-二硼化钛复合陶瓷断裂行为的影响。研究结果表明:在烧结过程中没有新相产生,整个过程是一个固相烧结过程。在实验范围内,碳化硅-二硼化钛复合材料的抗弯强度随着其中二硼化钛含量的增加而随之降低。相同加工尺寸碳化硅-二硼化钛复合材料的断裂韧性随着二硼化钛含量的增加而降低。相同成分配比碳化硅-二硼化钛复合材料的断裂韧性随着试样尺寸减小而降低。

氧化物熔盐电沉积二硼化钛镀层的研究

分别采用脉冲电源和直流电源,利用TiO2 B2 O3 LiF KF熔盐体系,在石墨基体上电沉积制备了TiB2 镀层。在实验中,考察了直流电流密度、脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲电流幅度等条件对TiB2 镀层性能的影响。实验结果表明:采用脉冲电沉积得到的镀层性能优于直流电沉积。在本实验参数下(摩尔比TiO2 ∶B2 O3∶KF∶LiF =0 .0 6∶0 .4∶0 .74∶0 .8,温度80 0℃,脉冲宽度7.5ms ,脉冲间隔2 .5ms,电流密度0 .6A·cm- 2 ,电沉积时间5 0min)得到的TiB2 镀层表面平整,有金属光泽,结构致密,晶粒细小,与基体的结合力良好。

二硼化钛-铜-石墨基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金的方法制备了TiB2-Cu-C、镀铜TiB2-Cu-C和铜-石墨复合材料电刷。研究了以上3种复合材料电刷在相同的压力和线速度条件下的机械磨损性能和电磨损性能。研究表明:在通电磨损时,3种复合材料的摩擦系数、磨损量要大于纯机械磨损时的摩擦系数和磨损量,石墨形成的润滑膜对摩擦系数的影响很大。对比3种复合材料电刷的磨损量,发现加二硼化钛的最高,铜-石墨的次之,加镀铜二硼化钛的最低。加入镀铜二硼化钛电刷的耐磨性能显著提高。

二硼化钛陶瓷的声学性能

用超声相比较方法测量了TiB_2陶瓷样品不同方向的声速，以此计算了样品的弹性模量，并与别的作者的结果进行了比较，讨论了引起各种结果差异的原因。

二硼化钛填充聚合物导电复合材料的研究

研究了二硼化钛填充聚合物基导电复合材料的电性能和温度-电阻特性。导电复合材料的电阻随着二硼化钛填充量的增加逐渐降低;当二硼化钛填充量达到某一临界值时,导电复合材料的电阻急剧下降成低阻状态。导电复合材料的电阻随着温度的升高逐渐增加;当温度接近聚合物熔融温度时,导电复合材料出现从低阻到高阻的突变。对导电复合材料进行电子束辐射交联,可以消除电阻负温度效应现象。

放电等离子烧结法制备二硼化钛多孔陶瓷

以二硼化钛微粉为原料,采用放电等离子烧结技术,通过控制烧结温度、保温时间、施加压力等工艺参数,成功的制备出具有高强度和高气孔率的二硼化钛多孔陶瓷。采用浸泡介质法,三点弯曲法测试了材料的气孔率,开口气孔率及强度;用扫描电镜对材料断口进行了观察。实验结果表明:在1300～1500℃的烧结温度下,获得了气孔率33%-45%,最大抗弯强度>60MPa的二硼化钛多孔陶瓷。扫描电镜结果显示,二硼化钛颗粒间有明显的颈部烧结。