镍基非晶合金涂层的制备与腐蚀性能

用气体雾化法制备了Ni53Nb20Ti10Zr8Co6Cu3非晶合金粉末,将粒度小于25μm的非晶粉末用动力金属喷涂工艺制备了非晶涂层．研究表明,非晶涂层厚度约500μm,涂层的空隙率随喷涂温度和沉积率的增加而减少．涂层腐蚀性能的评价选用1 kmol／m3HCl水溶液,动电位极化曲线测量表明,随着空隙率的减少,涂层呈现出与非晶合金相当的优良耐蚀性能．

镍基非晶合金/钛硅分子筛复合材料的制备及其电催化性能

以纳米钛硅分子筛(TS-1)晶体作为复合相与镍磷合金在泡沫镍(NF)表面共沉积,制备了镍基非晶合金/钛硅分子筛复合材料(Ni-P-TS-1/NF),并采用原位处理工艺对其催化性能进行优化。催化性能测试结果表明:原位处理过的复合材料具有优异的电催化析氧性能。这是由于纳米钛硅分子筛的共沉积提升了复合材料表面的电子转移速率及电催化活性表面积,原位处理工艺改变了复合材料的表面形貌及电子状态,暴露出更多的催化活性中心,并形成了能为电催化析氧反应提供活性中心的镍的磷化物及氢氧化物,从而有效提升了复合材料的电催化析氧性能。

镍基非晶态合金加氢催化剂与磁稳定床反应器的开发与工业应用

报道了开发镍基非晶态合金加氢催化剂的实验室研究、中试研究及工业应用研究结果。向非晶态合金中加入少量原子半径大的其他元素 ,使非晶态合金的晶化温度由 36 0℃提高到 5 2 0℃ ;在含镍非晶态合金中加入铝 ,然后用碱将铝抽出 ,使非晶态合金比表面积由 1m2 /g增加到 10 0m2 /g以上 ;在建立 30t/a非晶态合金生产示范装置中 ,自行设计了特殊的喷嘴和选用适宜的坩埚材质 ,使生产成品率由 2 0 %左右提高到 93%以上 ,利用副产的偏铝酸钠 ,合成NaY分子筛 ,形成了整体的清洁生产过程 ;重点介绍了非晶态合金加氢催化剂经在三个工厂工业应用成功 ,三项工业应用成果每年为企业创造直接效益 6 70 0万元。还报道了对磁稳定床反应器的研究开发 ,经在2 0kt/a磁稳定床加氢示范装置上 35 0 0h试验 ,其生产效率比釜式加氢过程提高 4倍 ,催化剂消耗减少 5 0 %。

镍基块状非晶合金的晶化动力学行为

利用铜模铸造方法制备了Ni45Ti23Zr15Si5Pd12块状非晶合金,采用扫描差热分析(DSC)和X射线衔射(XRD) 对该块状非晶合金的晶化动力学行为进行了研究.结果表明: Ni45Ti23Zr15Si5Pd12块状非晶样品的晶化过程为多阶段晶化, 主要晶化过程的Avrami指数大于3.0,为三维形核长大过程;随着晶化体积分数的增加,剩余非晶的晶化激活能增大,合金热稳 定性增加;原子尺寸差异以及各原子间大的负混合焓是合金具有高的热稳定性的主要原因.

磁稳定床中镍基非晶态合金汽油吸附脱硫研究

将SRNA-4镍基非晶态合金吸附剂与磁稳定床(MSB)相结合,考察了吸附温度、压力、体积空速(LHSV)和磁场强度(Hext)等操作条件对其脱硫性能的影响,并探讨了吸附剂的再生问题。结果表明,当原料以液相状态进行反应时,较高的吸附温度和较低的LHSV有利于吸附剂脱硫效果的提高,而操作压力的影响不大;吸附剂在MSB状态操作时的脱硫性能明显高于固定床状态;在一定范围内,Hext对脱硫率的影响不明显。在MSB中SRNA-4汽油吸附脱硫的适宜操作条件为:压力1.0 MPa,温度100℃,LHSV 12 h-1,Hext20 kA/m。此时,吸附剂的饱和硫容量为0.83%(质量分数)。XRD和BET分析结果表明,硫转移-氢气处理再生方式比较好,它不会破坏吸附剂的晶体结构,且基本上能够完全恢复吸附剂的脱硫活性。

HVOF喷涂镍基非晶/微晶合金的显微组织和腐蚀性能

用动电位和静电位腐蚀分析法研究了两种特定的Ni-Cr-Mo-B合金粉末高速氧燃料气(HVOF)喷涂涂层在0.5 M H_2SO_4中的腐蚀特性。采用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜,二者均采用二次电子(SE)和背反射电子(BE)两种模式、和透射电子显微镜(TEM)研究了涂层的显微组织特性。 两种合金显微组织的检验结果表明,含有亚微晶硼化物沉淀相的非晶/微晶(fcc)基体和转变为板条状马氏体组织的区域占主导地位,还发现以具有fcc结构多孔性晶粒形式发生的明显的非晶态基体的再结晶。发现了在薄层的边界之间观察到的氧化物细束是柱状结晶的α-Cr_2O_3,但也观察到具有球状形态的NiCr_2O_4尖晶石氧化物区。 象动电位试验所揭示的那样,两种合金的涂层在0.5 M H_2SO_4中具有可比的抗腐蚀性能。两种合金涂层的静电位约为-300 mV(SCE),钝化区的电流密度约为 1mA/cm^2,静电位腐蚀试验之试样的显微组织检验表明,薄层边界普遍损坏,尤其是沉积层发生了显著氧化的涂层试样的薄层边界。

稀土元素铒对Ni_(58)Ta_(36)Sn_6非晶合金耐腐蚀性能的影响

利用单辊甩带法制备了(Ni58Ta36Sn6)100-xErx(x=0,1,2,3,原子分数)非晶合金薄带,用失重法和室温动电位极化法研究了添加不同含量铒元素的非晶合金薄带在酸、碱、盐几种腐蚀介质中的耐腐蚀性能。结果表明:在HCl、H2SO4和NaOH溶液中,x=2的合金腐蚀速率最低;而在HNO3溶液中x=1的合金腐蚀速率最低;但是,在NaCl溶液中,随着铒含量的增加合金的腐蚀速率不断增大。

Ni_(68.6)W_(17.9)B_(13.5)非晶合金的制备及性能（英文）

采用单辊真空甩带法制备一种新型Ni基非晶合金(Ni68.6W17.9B13.5,摩尔分数)。结果表明:B元素含量对Ni-W-B体系形成非晶合金具有较大影响,B含量较低时不利于形成非晶合金,而当B含量高达13.5%(摩尔分数)时可形成Ni-W-B非晶合金;Ni68.6W17.9B13.5非晶合金的玻璃转化温度和晶化温度分别高达768 K和781.5 K,采用Ozawa法计算其晶化激活能为(637±60)kJ/mol,表明其具有较高的热稳定性;Ni68.6W17.9B13.5非晶合金的抗拉强度约为2331 MPa,表明其具有在高强度领域应用的潜力。

NiTiZrAlCuSiB块体非晶合金等温晶化动力学

利用铜模铸造法制备了Ni42Cu5Ti20Zr21Al8Si3.5B0.5块体非晶合金,采用示差扫描量热计(DSC)对此块体非晶合金的等温晶化动力学进行了研究。应用函数z(φ)证明了JMA模型能够用于描述所研究的Ni基非晶合金的等温晶化动力学。结果表明:该合金的等温晶化行为始于一维界面控制地形核及长大,等温晶化的主要阶段为Avrami指数大于3.0的三维形核及长大过程。等温局部晶化激活能Um0.50为561.95kJ/mol,表明该Ni基非晶合金具有很高的热稳定性。

机械合金化法制备Ni-Zr非晶软磁合金粉末的研究

研究Ni基非晶软磁合金粉末在Ni-Zr二元相图上三个稳定化合物成分配方Ni7Zr2、Ni21Zr8、NiZr和两个共晶点Ni64Zr36、Ni36Zr64组分在机械合金化条件下的非晶合金形成能力和热稳定性。五种配方在一定的时间内都能形成非晶态合金;其中Ni64Zr36的过冷液相区间△Tx达到69.9K。用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同球磨时间混合粉末的形貌,发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌存在显著影响。随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒都发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒。由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构。另外,在进一步的球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断的发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后发生了非晶转变。磁性能测量表明合金粉末具有较好的软磁性能。

Ni_7Zr_2非晶合金制备及其磁性能研究

采用行星式高能球磨机,通过在室温下球磨纯元素混合粉末制备出Ni7Zr2非晶合金粉末.应用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)对不同球磨时间的混合粉末进行了研究.结果发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌均存在显著影响.随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒.由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构.另外,在进一步球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断地发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后产生了非晶转变.磁性能测量表明,该合金粉末具有较好的软磁性能.

NiTiZrAICuSi块体非晶合金等温晶化动力学

利用铜型铸造法制备了Ni42Ti20Zr21．5A18Cu5Si3．5块体非晶合金，采用示差扫描量热计（DSC）对Ni42Ti20Zr21．5A18Cu5Si3．5块体非晶合金的等温晶化动力学进行了研究。利用JMA方程对等温晶化过程进行了分析，结果表明该合金的等温晶化过程始于一维界面控制的形核及长大，等温晶化的主要阶段为Avrami指数大于3．0的三雏形核和长大过程。

3 MeV金离子辐照Ni_(60)Nb_(40)非晶合金及Hastelloy-N合金的辐照损伤研究

使用3 MeV金离子对Ni60Nb40非晶合金和Hastelloy-N合金进行剂量为2.3×1015 cm–2和5×1016 cm–2的辐照实验。X射线衍射(XRD)数据表明,Ni60Nb40非晶合金的非晶态在室温辐照下非常稳定,而HastelloyN合金在辐照后有明显的微观应变增加。同时纳米压痕分析表明,Ni60Nb40非晶合金的辐照软化和HastelloyN合金的辐照硬化主要由原子移位损伤造成。使用原子力显微镜(AFM)测量半遮挡的辐照方法制造的肿胀台阶,发现两种材料的辐照肿胀效应相差不大。扫描电子显微镜(SEM)观察发现,室温条件下3 Me V金离子导致Ni60Nb40非晶合金表面发生黏性流动的临界剂量大于2.3×1015 cm–2,而且发生线性流动的临界剂量具有不均匀性,推测是由机械抛光时产生的表面应力造成。由于黏性流动可以有效修补表面缺陷,所以Ni60Nb40非晶合金有希望作为抗腐蚀抗辐照涂层材料。

Ni-Zr-Ti-Nb-M(M=Sn,Bi)块体非晶合金的形成及其磁性能研究

从共晶点、混合热、原子尺寸差和微合金化出发,设计了Ni-Zr-Ti-Nb体系具有较高玻璃形成能力的Ni基合金成分,用铜模吸铸法制备了直径2mm的块体非晶合金,用X射线衍射仪、差热扫描量热仪和振动样品磁强计检测了样品的组织结构、热稳定性和磁学性。结果表明:微量Sn的添加提高了合金的玻璃形成能力,制备出了准2mm的棒状完全非晶试样;Bi不利于提高Ni-Zr-Ti-Nb体系合金的玻璃形成能力。此外,微量Sn能使饱和磁感应强度稍有提高。

Mg_(50)Ni_(50-x)Ti_x合金的吸放氢性能

研究了Mg50 Ni50 -xTix 合金的非晶形成能力与非晶合金电极的吸放氢性能。结果表明 :在Mg50 Ni50 -xTix合金中 ,当Ti替代Ni元素的量低于 1 5% (摩尔分数 )时 ,机械合金化能够得到几乎单一的非晶态合金 ;用Ti替代Ni形成的三元非晶合金能降低镁镍合金的平衡氢压 ;少量的Ti替代能改善合金的电化学吸放氢容量 ,使合金电极的吸放氢循环稳定性得到提高。这被认为是在三元合金中钛元素减缓了合金中镁元素的氧化腐蚀进程所致。

双相不锈钢瞬时液相连接接头的组织结构及等温凝固模拟

采用镍基非晶态合金作中间层,对双相不锈钢进行了瞬间液相连接试验研究.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对连接接头组织进行了观察;利用能谱仪(EDS)和波谱仪(WDS)对接头处微区成分进行了分析,使用X射线衍射仪对连接接头物相组成进行了确定.结果表明,在等温凝固完成前,在中间层和基材的结合处第二相析出物主要是BN,在中间层区域主要物相是γ-Ni固溶体,Ni3B和Cr-borides.此外采用三种扩散模型对等温凝固完成时间进行了计算,对比试验结果,溶质分布模型所得数值更接近真实值,更适合该连接过程.

Ni-Fe-W-B非晶合金的晶化行为及其电化学腐蚀特性研究

采用单辊急冷法制备了57.5Ni-24.5Fe-14.5W-3.5B(质量分数,%)非晶薄带,并在不同温度下进行退火。用DSC和XRD分析了非晶薄带的晶化行为及析出相的演变过程;用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究了试样在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为;用SEM和EDS分析了试样腐蚀后的表面显微形貌及成分。结果表明:该非晶薄带的晶化过程分为3步,其晶化温度约为430,470和700℃;退火试样的耐腐蚀性整体优于非晶合金样,部分晶化试样的抗电化学腐蚀性能优于完全晶化试样;500℃退火试样表面形成致密钝化膜,抗腐蚀性能优异,而非晶薄带和720℃退火试样形成的钝化膜不稳定,易被点蚀和局部腐蚀。

工艺参数对双相不锈钢瞬间液相连接组织结构和等温凝固的影响

采用3种非晶态镍合金作中间层,对双相不锈钢进行瞬间液相连接试验研究。试验结果表明:采用MBF-30作中间层在1 060℃和300 s进行连接时,等温凝固完成,连接中间区以γ-Ni相为主,BN出现在基体与中间层的界面处。但是,MBF-35作中间层在1 060℃和300 s进行连接时,等温凝固未能完成,连接中心部含有Ni3Si;采用MBF-50作中间层在1175℃和300 s进行连接时,BN和(Cr,Ni)3Si相出现在连接中间区,等温凝固仍未能完成(等温凝固完成时间大于14400 s),而采用溶质分布模型计算结果仅为71 s。微观结构及等温凝固的差异归因于在较高温度下存在Si,N和Cr等合金元素并在连接中心处富集。