Co-20Re-25Cr-7Al合金在3.0×10^(-5)Pa低氧压下的氧化行为研究

为探究在低氧压高温环境中添加少量的Al是否对Co-Re基高温合金形成保护性的Cr_(2)O_(3)氧化膜具有协同效应,研究了Co-20Re-25Cr-7Al合金在1100~1300℃,3.0×10^(-5)PaO_(2)下氧化24 h的恒温氧化行为。结果显示:合金的氧化动力学曲线完全符合抛物线规律,其氧化激活能为242.3 kJ/mol。合金在1100~1300℃形成的氧化膜很类似,主要由连续致密的Cr_(2)O_(3)层组成,其上分布着少量的CoO和CoCr_(2)O_(4)尖晶石。与相应的Co-20Re-25Cr三元合金相比,Co-20Re-25Cr-7Al四元合金形成的具有保护性的Cr_(2)O_(3)层在氧化过程中可以防止合金中的Re元素以ReO_(3)的形式挥发,从而为合金提供更好的保护。7%Al的添加不足以使Co-20Re-25Cr-7Al合金发生Al的选择性外氧化,因此在外氧化膜下面形成了Al的内氧化区。但Al的添加明显促进了连续而致密的Cr_(2)O_(3)层的形成,大大提高了合金的抗高温氧化性能。Al的添加和低氧压对于形成保护性的Cr_(2)O_(3)层具有协同效应。

钛合金表面低氧压熔结Al-Cr涂层及其高温抗氧化性

采用低氧压高温快速熔结技术在钛合金表面制备Al Cr熔结涂层,通过对涂层形貌及涂层断面的组织结构进行观察、分析,研究了熔结时间等工艺参数对熔结涂层的形成及Al Cr涂层对Ti 6Al 4V合金在600℃(873K)空气中循环氧化行为的影响。结果表明:合理控制熔结时间可控制互溶区的宽度,大大增强涂层与基体的结合强度和涂层的循环氧化抗力,在本试验条件下,使合金的抗循环氧化能力提高了近300倍。

低氧压浸出回收羰化渣中有价金属

通过比较国外几种处理羰化渣的方法 ,对低压氧浸处理羰化渣进行热力学分析 ,计算出了在浸出反应条件下ΔGθ398的值 ;讨论了浸出反应进行的可能性。通过体系中的各反应的电位 pH计算式 ,作出了其硫化物在水系中的电位 pH图 ,得出该体系的热力学规律。提出了采用低压氧浸处理羰化渣 ,使镍、钴在低的氧压下浸出 ,铜保留在渣中 ,以实现镍。

纯Ce及Co-Ce合金在低氧压下的氧化

研究了纯Ｃｅ和含１５％Ｃｅ（质量分数）的Ｃｏ－Ｃｅ合金在６００～８００℃低氧压下的氧化。纯Ｃｅ氧化后形成ＣｅＯ２的外氧化膜，而Ｃｏ－１５Ｃｅ则形成Ｃｅ的内氧化区。合金的内氧化速度比利用氧在纯Ｃｏ中的扩散系数及溶解度而计算的值快得多，且在７００℃和８００℃时合金的表面上形成了纯金属Ｃｏ的薄层，这均与由Ｃｅ的内氧化产生的体积膨胀而引起的内应力和微裂纹有关。

Cu-Ni-Fe双相合金在800～900℃的低氧压氧化

研究了经自发分解产生的Cu 30Ni 2 5Fe(摩尔分数 ,% )双相合金在 80 0～ 90 0℃于低氧分压 (只有Fe可被氧化 )条件下的氧化行为。该合金的氧化动力学遵循抛物线规律 ,相同氧化条件下 ,其氧化速率低于纯Fe和二元Cu 2 5Fe合金。氧化膜包括Fe3O4外层和FeO的内氧化物颗粒 ,并且FeO均匀分布在Cu Ni固溶体上 ,与合金两相的初始分布没有联系 ,而内氧化带前沿合金中出现贫Fe的Cu Ni固溶体单相层。讨论了二元 /三元双相合金与单相合金由互固溶度引起的氧化行为差异 ,认为双相合金中难以发生最活泼组元的单一外氧化是由于组元在基体中的扩散受到双相强烈限制的结果。

三元合金高温理论氧化图 Ⅱ.低氧压下的近似分析

在假设三元Ａ－Ｂ－Ｃ固溶合金中三组无氧化物不互溶且不形成复合氧化物，并忽略合金内氧化的条件下，计算并建立了合金在单一氧化剂、低氧压下形成各氧化物的动力学氧化图并考虑组元的扩散作用，描述了变氧压条件下该四元系合金与各氧化物之间的平衡关系以及合金的成膜规律．

纯Ce及Fe-Ce合金在低氧压下的氧化

研究了纯Ｃｅ 和含１５％ Ｃｅ（ 质量分数，下同）的ＦｅＣｅ 合金在６００ ～８００ ℃低氧分压下的氧化．纯Ｃｅ 氧化后形成ＣｅＯ２ 的外氧化膜．而Ｆｅ１５Ｃｅ 则产生快速Ｃｅ 的内氧化， 且内氧化区的显微组织保持了原始合金的显微组织，在内氧化区的前沿没有观察到Ｃｅ 的贫化．

钛合金表面低氧压熔结Al-Si涂层及抗氧化能力

采用低氧压高温快速熔结技术在Ti-6Al-4V合金表面成功地制备出抗高温氧化的Al-Si熔结涂层.与Si改性渗涂层相比,这种工艺相对简单,不需要经过长时间的扩散就能形成足够厚度的Al-Si熔结涂层,省时节能,且涂层中抗氧化元素铝、硅的浓度可通过调整粉末的混合比例来进行控制.X射线检测表明涂层主要由Ti5Si3和TiAl3组成.在923 K空气中52 h循环氧化试验结果表明:低氧压熔结Al-Si涂层在前10 h的氧化过程中氧化增重较快,而在随后的氧化过程中氧化增重较为缓慢,而Si改性渗涂层在氧化过程中一直保持着较高的氧化速率.

在600～800℃低氧压下Fe－Nb合金的氧化

研究了Ｆｅ－１５Ｎｂ和Ｆｅ－３０Ｎｂ（Ｗｔ％）合金在６００～８００℃低氧压气氛中的氧化行为，实验所用的氧压处于煤的气化气氛下的氧分压范围。氧化后合金仅发生了Ｎｂ的内氧化，生成Ｎｂ２与Ｎｂ２Ｏ５，有些情况下还生成ＦｅＮｂ２Ｏ６。在６００℃时氧化速度很低，但在７００～８００℃时则颇高。这些合金内氧化的重要特征之一，是其内氧化物的分布几乎完全与合金中的高含Ｎｂ相一致。此外，合金氧化后均不出现外氧化层。这些可能都是由于Ｎｂ在Ｆｅ中溶解度很低且合金呈两相组织所致。

低氧压预氧化对FeCrAlSiY合金耐LBE熔液腐蚀性能的影响

为进一步提高核反应堆系统的结构材料Fe-Cr基合金抗LBE腐蚀的性能,对其进行成分优化和表面处理十分重要。对Fe-12Cr-xAl-2Si-0.6Y合金进行低氧压预氧化试验,分析并讨论氧分压和Al含量对合金预氧化产物的影响,并研究预氧化前后的合金在LBE合金熔液中的耐腐蚀性能。结果表明,Fe-12Cr-2Al-2Si-0.6Y合金在不同氧分压下进行预氧化后生成的表面氧化物均以Al,O为主,氧分压越大,合金表面发生选择性氧化速度越快。不同Al含量的Fe-12Cr-xAl-2Si-0.6Y合金在10-15atm(1atm=0.1013MPa)氧分压下进行预氧化,随着Al含量的增加,合金表面氧化物由以Crz0,为主逐渐变为以Al2O3为主,还混合有少量复合氧化物。进行低氧压预氧化处理能有效提高合金在450℃的LBE合金熔液中的耐腐蚀性能。研究成果可为设计和开发耐LBE熔液腐蚀的FeCrAlSiY合金提供参考,促进该体系合金在核电工业领域的运用。

纳米氧化锰的低氧压法制备及其对磷的吸附性能

设计了一种基于工业连轧生产线的低氧压法,通过控制含锰冷轧板的气氛露点制备了纳米氧化锰磷吸附剂,并研究了吸附剂的吸附性能.结果表明:纳米氧化锰磷吸附剂具有很好的热稳定性,最佳吸附时间为24 h,最佳投加量为3.6 g/L,且在强酸环境下有着非常优秀的吸附性能;试验所得数据与准二级动力学模型和L angmuir等温吸附模型拟合良好,在温度为30℃,pH值为1.5的环境下其最大吸附能力约为8.3 mg/g.

低氧压大流量氧枪的研究与应用

莱钢炼钢厂通过对低氧压、大流量氧枪的研究设计应用，使供氧时间明显缩短，氧枪寿命等指标大幅度提高，极大的提高了转炉作业率，为进一步提高钢产量奠定了坚实的的基础。

用低氧分压法在35Cr45Ni合金表面制备防结焦氧化膜

在H2-H2O所形成的低氧分压气氛下氧化35Cr45N i合金,在合金表面形成具有抑制催化结焦能力的氧化膜;用能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、划痕仪分析氧化膜的成分、物相组成以及氧化膜与基体的结合状况,用结焦试验评价氧化膜的抗结焦性能,并用扫描电镜(SEM)分析氧化处理和未经氧化处理试样结焦后的表面形貌。结果表明:经低氧分压处理的合金表面铁、镍含量降低,在金属表面形成了以Cr2O3、MnCr2O4为主要成分的氧化膜,氧化温度为800,900,1 000℃时氧化膜的临界载荷分别为9.75,15.55,11.6 N,结焦抑制率分别达到了81%,93%,56%;氧化膜可有效抑制丝状催化焦炭的产生。

低氧分压法在服役炉管内表面制备防结焦膜

利用低氧分压法在已服役炉管的内表面制备防结焦氧化膜。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDAX)、X射线衍射仪(XRD)及划痕仪等实验手段,研究已服役炉管及氧化膜的形貌、组织结构、氧化膜与基体结合状况及氧化膜的抗结焦性能。结果表明,经过低氧分压处理后,已服役炉管试样表面的Fe,Ni元素含量降低,表面形成了以MnCr2O4和Cr2O3为主的氧化膜,氧化膜的临界载荷为9.25N,结焦抑制率达到69.92%,具有明显的防催化结焦效果。

低氧分压区域熔炼NdBaCuO超导体

NdBaCuO在低氧分压下(1%O2+99%Ar)进行区域熔炼,区域熔炼温度明显降低,从而减少了液相(BaCuO2和CuO)在区域熔炼过程的损失。区域熔炼后NdBaCuO超导体中的非超导相Nd422含量明显降低,同时也降低了Nd对Ba的取代。在低氧分压下区域熔炼制备的Nd1+xBa2-xCu3Oy的超导电性得到明显改善。比较了区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品在不同温度下吸氧热处理的实验结果,得出350℃是最佳吸氧温度;用XRD分析了区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品的晶体取向;用标准四引线法测量了超导转变温度(Tc)和临界电流密度(Jc),比较了空气下和(1%O2+99%Ar)低氧压下区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品的Nd422相含量、Tc值、Jc值,证明在(1%O2+99%Ar)低氧压下区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品的Nd422相含量低,Jc值显著提高,达到28000A·cm-2(0T,78K)。

低氧分压系统及其在二元合金选择性氧化中的应用

根据氧化锆陶瓷管材在高温（＞８７３Ｋ时，因管壁内外的氧分压不同形成氧浓差电池［Ｐｔ，Ｏ２（Ｐ）｜ＺｒＯ２｜空气（Ｐ），Ｐｔ］的原理，研制了可控氧分子（Ｏ２）发射量的低氧分压发生系统。用该系统对Ｎｉ２０Ｃｒ合金进行低氧分压顶氧化处理后，促进了Ｃｒ在１２７３Ｋ时的选择性氧化，提高了合金的抗氧化性能。在低氧分压下，Ｃｕ１．５Ａｌ合金发生了Ａｌ的选择性内氧化。

Fe-75Cu纳米涂层在低氧分压下的高温氧化

采用热重分析实验研究了用磁控溅射沉积制备的Fe-75％Cu(质量分数)纳米涂层在低氧压条件下(只有Fe可被氧化)的氧化,探讨了纳米晶粒尺寸及氧分压对双相合金高温氧化机制的影响.与Fe-75Cu铸态合金在高、低氧压条件下以及Fe-75Cu纳米涂层在空气中氧化时形成的复杂结构的氧化膜不同,Fe-75Cu纳米涂层在低氧压下氧化时在富铜单相区上面形成单一的氧化铁.降低环境氧势并同时配以相微细化处理,可以显著降低合金的活泼组元发生单一外氧化所需的临界浓度.

复合电镀与低氧分压法制备MnO–MnCr_2O_4复合涂层

利用复合电镀在铁铬镍(FeCrNi)合金表面沉积了Mn-Cr_2O_3复合镀层,然后利用低氧分压法在管式炉内氩气气氛中1100℃加热10h将其氧化为具有较高MnCr_2O_4含量的MnO-MnCr_2O_4复合涂层。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪研究了所得复合涂层的组织结构、形貌以及涂层与基体界面扩散层情况。结果表明,氧化处理后金属锰被完全氧化为MnO,并与Cr_2O_3反应生成了MnCr_2O_4尖晶石。该法为制备适用于裂解炉管的抗结焦涂层提供参考。

低氧分压条件下CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系热力学性质的研究

以促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体生成的非均相脱磷工艺被视为未来实现转炉少渣冶炼的重要手段,但目前相关渣系热力学性质的研究较少,不能为合理解释非均相渣脱磷的机理提供理论依据.为此,本文利用FactSage热力学软件绘制了低氧分压(1mPa)条件下CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系及其子体系的热力学相图,分析了不同温度下相平衡关系及液相线的变化规律.研究结果表明:升高温度可使体系中液相区及Ca_3(PO_4)_2初晶区的范围扩大,但会导致α'-Ca_2SiO_4的初晶区缩小以及Ca_2Fe_2O_5等物相的消失;降低氧分压可使体系的液相区缩小,并向高FeO的方向收缩;CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系中存在较大的α'-Ca_2SiO_4与Ca_3(PO_4)_2共存区,尤其是α'-Ca_2SiO_4,Ca_3(PO_4)_2与Ca_2Fe_2O_5的三相共存区可极大地促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体的生成.

低氧分压下β-Si3N4制品的氧化烧结

以闪速燃烧氮化法合成的β-Si3N4粉为主要原料,在w(β-Si3N4粉)为80%、w(α-Al2O3粉)和w(Y2O3粉)分别为10%的混合粉料中,外加3%金属铝粉,混练、成型后,在1 600℃的弱氧化气氛(氮气中配入体积分数分别为0、10%、20%、30%的空气)中实现了β-Si3N4制品的逆氮化反应烧结。结果表明:空气配入量为10%时,得到的Si3N4烧结体指标较好;金属铝粉首先发生氧化,新生成的高活性Al2O3可促进烧结的进行;弱氧化气氛烧成时,通过氧分压来控制氧化物的生成量,既避免了SiN的过度氧化,又形成了活性烧结。