水下搅拌摩擦加工对铸态镍铝青铜空蚀行为的影响

为了进一步提高铸态镍铝青铜抗空蚀性能,采用水下搅拌摩擦加工技术对其进行表面改性。观察并测试了加工前后材料的微观组织和力学性能,对比讨论了铸态和水下搅拌摩擦加工后镍铝青铜在蒸馏水和人工海水中的空蚀行为,分析了微观组织与空蚀机理的关系。研究结果表明,水下搅拌摩擦加工后,镍铝青铜组织细化,各相分布均匀,加工区中心平均显微硬度约为400 HV,是铸态样品的2倍。在2种介质空蚀试验中,水下搅拌摩擦加工镍铝青铜累计空蚀质量损失均较低,空蚀18 h后SFSP态NAB在蒸馏水和人工海水中的质量损失分别是2.55 mg和4.85 mg,约为铸态NAB质量损失的50%和44%,具有更好的抗空蚀性能。晶粒细化和小尺寸晶粒κ相弥散强化是提高铸态镍铝青铜的抗空蚀性能的主要原因。

增材制造镍铝青铜合金的制备与腐蚀行为研究进展

镍铝青铜合金因具有较好的延展性、强度、断裂韧性及耐腐蚀性能而广泛应用于石油和天然气泵系统、航空和船舶工业应用等领域。传统铸造工艺制备的镍铝青铜具有复杂的物相组成,在严苛的服役环境中容易发生严重的腐蚀失效。近年来,增材制造技术在铜合金加工领域获得迅猛的发展,基于快速非平衡凝固特性,能够通过显微组织调控来提高铜合金的机械性能,同时有望提升其在严苛服役环境中的耐腐蚀性能。本文列举了不同增材制造技术制备的镍铝青铜合金,围绕其显微组织、力学性能以及腐蚀行为展开深入探讨,进一步对比分析了不同制备工艺参数以及热处理工艺与镍铝青铜显微组织的关联机制及其对腐蚀行为的影响规律。本文通过构建增材制造镍铝青铜制备工艺-显微组织特征-耐腐蚀性能之间的内禀关系,能够为高性能增材制造镍铝青铜的设计优化及应用提供理论基础和实践指导。

镍铝青铜-钢异质金属焊接接头组织与力学性能

采用手工钨极氩弧焊对镍铝青铜QAl10-5-5/低合金钢Q355进行了焊接试验,焊丝采用高Mn镍铝青铜SCu6338。对焊接接头的微观组织、拉伸、弯曲及冲击性能进行了考察与研究。结果表明,焊缝与两侧母材均达到冶金结合,焊缝由α-Cu相和富Fe组织(宏观泛铁带和富Fe枝晶)组成,富Fe组织周围存在少量微米级凝固微裂纹,凝固裂纹在被富Fe组织包围的残余铜相中形成,表明焊接时应控制钢的熔入量和富Fe组织分布均匀性。铜-钢异质界面无明显缺陷产生,形成了一层厚度约2μm的Fe-Al中间化合物层。焊接热循环作用下,镍铝青铜侧热影响区α相减少,主要为残余β相和α/κ共生相为主,其韧性较焊缝和钢侧热影响区的低。Q355侧热影响区为贝氏体组织。焊接接头弯曲测试后表面无宏观缺陷,接头拉伸均断在Q355母材,表明焊接接头力学性能良好。

激光表面熔凝对镍铝青铜组织演变和空蚀行为的影响

采用激光表面熔凝对镍铝青铜进行表面强化以提高其抗空蚀性能。通过XRD、SEM和TEM等手段对微观结构进行表征,并在超声空泡试验机上进行空泡测试。结果表明:采用功率为3 kW和扫描速度为10mm/s的激光参数时,耐蚀性和抗空蚀性能较铸态合金得到提高。熔凝处理过程中晶粒细化强化、位错强化和析出相强化的协同强化机制以及均匀组织消除选相腐蚀主导了熔凝后镍铝青铜的抗空蚀性能。

一步水热法合成多孔氧缺陷镍铝双金属氢氧化物及其高电容存储

层状双金属氢氧化物(LDH)由于具有层状结构、丰富的氧化还原活性中心和金属离子间的协同作用被认为是超级电容器的理想电极之一。然而,低的比电容和较差的循环稳定性极大地限制了它们的规模化应用。本文采用简单的一步水热法在泡沫镍上制备层状镍铝双金属氢氧化物(NiAl-LDH),并通过不同的反应物浓度控制其电荷存储能力。研究发现反应物浓度对NiAl-LDH的形貌、结晶度和负载密度有明显调节作用。优化后的NiAl-LDH(Ni1Al1-LDH)具有丰富氧缺陷的多孔纳米片结构,该结构紧密包覆在高导电性泡沫镍表面,促进了离子和电子的转移,有效提高了Ni离子的氧化还原活性,从而提高了能量储存能力。作为超级电容器电极,Ni1Al1-LDH在电流密度为1 A/g时的比电容为1958.1 F/g。在100 mV/s的扫速下,经过1000次持续充放电循环,电容保持率高达108.7%。

某核电站凝汽器密封结构用镍铝青铜螺栓断裂原因

某核电站凝汽器密封结构用镍铝青铜螺栓发生断裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、力学性能测试、金相检验等方法对螺栓断裂的原因进行分析。结果表明:螺栓在潮湿的NH3环境下发生了应力腐蚀开裂;断裂螺栓在服役过程中受到不均匀的应力载荷,使表面应力腐蚀倾向变大,且螺栓长期处于自身应力腐蚀敏感介质中,在二者的耦合作用下,应力腐蚀裂纹萌生;裂纹沿残余应力较高的相界区域向内扩展,最终导致螺栓发生断裂。

镍铝基柱撑蒙脱石的制备及孔道结构研究

以钠基蒙脱石为原料,采用共聚法合成镍铝柱化剂,利用离子交换法制备镍铝基柱撑蒙脱石。通过研究不同镍铝物质的量比例和不同NaOH的量对柱撑蒙脱石制备的影响,并对其孔道结构进行探讨。XRD结果表明,当镍铝物质的量比为1∶6、加入75mlNaOH时,可得到(001)面网层间距达1.8940nm的镍铝基柱撑蒙脱石。FT-IR显示,镍铝基聚合羟基阳离子进入蒙脱石层间,柱撑蒙脱石的基本结构并未发生改变。对柱撑前后蒙脱石的比表面积和孔径结构进行分析,发现镍铝基柱撑蒙脱石比表面积为169.68m2/g,平均孔径为4.120nm,说明镍铝基柱撑蒙脱石具有较大的比表面积,较小且均匀的孔径分布,是一种合适的催化和吸附材料。

镍铝青铜基体显微分析及其性能应用

通过SEM对镍铝青铜相及金属间组成物观察并分析其成分组元,研究其组织组成物的特点,根据微观组织来研究镍铝青铜合金常用的性能表现的机制,阐述了组织和应用之间的联系。

镍铝混合氧化物薄膜的制备及其对水中S_2O_3^(2-)的电吸附脱除性能

由基体提供镍源,采用原位生长法在泡沫镍表面获得镍铝水滑石薄膜后,经400℃焙烧得到了镍铝混合氧化物薄膜。X射线衍射(XRD)、元素分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微(SEM)表征表明在泡沫镍表面获得了致密的镍铝镍铝水滑石薄膜。将进一步热处理得到的镍铝复合氧化物薄膜用作电极电吸附水溶液中的S_2O_3^(2-),在静态电吸附条件下,S_2O_3^(2-)的吸附率可达10%以上,吸附容量约为0.056 mg/cm^2;经5个电吸附及脱附循环,电吸附率下降不明显,单次脱附率可达89%以上。研究表明,该电极可应用于工业废水中S_2O_3^(2-)的脱除和回收。

分等级结构的镍铝水滑石负载Pt催化剂高效室温催化氧化甲醛（英文）

甲醛是室内空气中常见的一种挥发性有机物,严重危害人体健康.去除室内空气中甲醛污染物对保障人体健康具有重要意义.在众多的去除甲醛方法中,室温催化氧化法能在室温条件下将甲醛彻底氧化成无毒的CO_2和H_2O,具有催化剂能重复使用、不会导致二次污染、无需额外能量输入和特殊装置等优点,因而广受关注.在该方法中,效率高和稳定性好的催化剂设计和制备是关键.目前有效的室温去除甲醛催化剂一般是负载贵金属型催化剂.据报道,载体(例如载体成分、微结构及表面羟基等)在很大程度上影响负载贵金属型催化剂的活性.我们结合镍铝水滑石含有丰富的表面羟基有利于甲醛气体的吸附和花球状多孔结构有利于反应/生成物的传输,以及Ni具有可变化学价态能与贵金属形成强烈的相互作用等优势,制备了分等级结构的镍铝水滑石(Ni Al-LDHs)负载Pt复合催化剂(Pt/NiAl-LDHs),并探讨了其在室温条件下催化分解甲醛的活性.以Ni(NO_3)_2、Al(NO_3)_3、尿素和NH4F为原料,采用水热法制备了分等级结构花球状的NiAl-LDHs,然后采用浸渍-NaBH4还原法在其表面负载Pt纳米颗粒,从而制备了Pt/NiAl-LDHs复合催化剂;研究了Ni/Al摩尔比对Pt/NiAl-LDHs催化剂室温催化分解甲醛性能的影响.采用XRD、FTIR、TG、SEM、TEM、EDS、XPS和H2-TPR等对所制样品进行表征和分析,结果表明,花球状结构的Pt/NiAl-LDHs催化剂是由交错连接的纳米片组成,沉积的Pt纳米颗粒约3–4nm.当Ni/Al比为2:1时催化剂(Pt/NiAl21)显示出最好的室温催化氧化甲醛性能.经过7次循环使用后, Pt/NiAl21催化剂仍然保持很高的甲醛去除效率,表明其具有良好的稳定性.这主要与其独特的花球状多孔结构、丰富的表面活性氧物种及较大的比表面积等有关.根据性能测试结果及原位红外光谱分析,我们认为在室温条件下, Pt/NiAl21催化剂先将甲醛氧化成甲酸盐和二氧亚甲基(DOM)中间体,然后再进一步将其氧化成CO_2和H_2O.甲酸盐和DOM中间体的氧化是甲醛催化氧化过程中的控制步骤.本文可为高效室温催化氧化甲醛复合催化剂的设计和制备提供思路.

变形镍铝青铜合金的组织研究

通过金相显微镜、电子扫描显微镜以及透射电子显微镜,对变形镍铝青铜合金的管材进行退火前后组织析出K相的对比观察,并对管材退火前后的力学性能进行对比。试验结果证明,退火过程中合金组织内镍和铝元素析出造成K相长大,方形含铁相消失,KⅣ相增多,退火后合金的强度下降,塑性提高。

纯化学物质校准-高频燃烧红外吸收法测定镍铝粉末中的碳

镍基粉末中碳含量的分析质量直接影响材料的性能,但由于碳含量范围较宽,且测定干扰不同,最佳测量条件不一致,更无国家标准方法。高频燃烧-红外吸收法已广泛用于新型材料（如复合碳硅锰铁）中碳和硫的分析,本文基于前期测定镍基钎料以及镍基自熔合金的研究,采用高频燃烧-红外吸收法测定镍铝粉末中的碳,实验中选择纯铁与钨锡作助熔剂,高温燃烧分解样品,通过优化助熔剂用量及其添加顺序、样品称样量等测定条件,获得了较为准确的结果。该方法用于实际样品中碳的测定,相对标准偏差小于1.2%（RSD,n=11）,加标回收率为98.0%~105.0%。本方法采用的助熔剂解决了样品导磁性差、燃烧易飞溅等问题,并且针对新型材料缺少标准样品,根据待测样品含量配制相应浓度的基准物质碳酸钠绘制校准曲线,消除了无标准校正的影响,提高了分析结果的准确性。该方法可分析镍铝粉末中含量在0.005%~0.60%范围的碳,也可为制定镍基粉末中碳的标准分析方法提供依据。

ZQAl9-4-4-2镍铝青铜在2.4%NaCl溶液中的空蚀行为

利用磁致伸缩空蚀试验机研究了ZQAl9-4-4-2镍铝青铜在2.4%NaCl溶液中的空蚀行为.结果表明:空蚀使ZQAl9-4-4-2镍铝青铜的自腐蚀电位正移约16 mV,使电化学腐蚀速率增大8倍;2.4%NaCl溶液中空蚀最大失重率是蒸馏水中的2.1倍.在腐蚀与空蚀的交互作用中,力学因素起了至关重要的作用,纯空蚀失重分量占总失重量57.3%,腐蚀因素作用相对较小.微裂纹首先在α/κ相界的α相部分形成;随着空蚀的进行,这些微裂纹在α相内合并扩展导致α相出现失重,κ相也随之剥离基体.空蚀微裂纹易于横向扩展而向深度方向受阻.试样表面均匀剥落,未出现大的海绵状的空蚀坑.ZQAl9-4-4-2镍铝青铜较好的加工硬化能力,是其具有良好的抗空蚀性能的关键所在.

基于层层组装镍铝水滑石/聚电解质的无酶葡萄糖传感器

采用共沉淀法合成了镍铝水滑石(NiAl-LDH),将NiAl-LDH与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)通过层层自组装法构筑了PSS/NiAl-LDH多层膜电极,并将其用于葡萄糖分析。X射线衍射光谱、红外光谱和SEM结果表明:共沉淀法合成的NiAl-LDH具有典型的水滑石特征峰及形貌。紫外-可见光谱表明:NiAl-LDH可与PSS均匀有效地组装构筑多层膜。电化学研究表明:NiAl-LDH修饰电极能有效地催化氧化葡萄糖。该传感器对葡萄糖在5.0×10-7～6.6×10-4 mol/L范围内呈良好的线性响应,灵敏度为8.9×10-4 A.L.mol-1,检出限(S/N=3)为2.8×10-7 mol/L。

合金元素对镍铝青铜性能的影响

介绍了海水泵用材料镍铝青铜的主要性能 ,重点讨论了合金元素对镍铝青铜材料的腐蚀性能、金相组织和铸造工艺性能的影响 。

镍铝类水滑石在乙酸介质下催化氧化苯甲醛合成苯甲酸

采用共沉淀法合成了晶相单一、结晶度高的镍铝类水滑石,表征了其物化性能,将其应用于乙酸作为溶剂时苯甲醛液相空气氧化合成苯甲酸的反应当中,详细考察了反应条件的影响。结果表明NiAl-HTLcs在有乙酸存在的条件下可以很好地催化氧化苯甲醛。当反应温度为70℃、V(苯甲醛)∶V(乙酸)=1∶3、催化剂用量为0.1 g时,反应1 h后,苯甲醛的转化率便可接近100%,苯甲酸的选择性为100%。

新型镍铝青铜的电偶腐蚀行为研究

海水泵阀等附件是海水管系的重要部件 ,国内常用锡青铜、硅黄铜制造 ,与目前推广使用的B10合金在海水中偶合时 ,电偶腐蚀较重 ,不能满足海水管系对高可靠性的要求。为此 ,研制了一种与B10海水管道材料配套使用的海水泵、阀材料。通过测量研制合金及常用泵阀材料与B10、B30等管道材料偶合时的电偶电流、电偶电位和电偶腐蚀率等参量 ,研究了新研制的合金在海水中的电偶腐蚀行为。

退火对镍铝青铜合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度测试等方法研究了退火工艺对镍铝青铜合金组织和性能的影响。结果表明:经1020℃×16h均匀化退火后,镍铝青铜铸态组织中的粗大枝晶消失;锻造后发生了显著的再结晶,并有NiAl和FeAl相析出,再经950℃×1 h退火获得了细小均匀的显微组织,有利于合金的后续加工。

钪、锆和锶复合微合金化铸态镍铝青铜的显微组织与性能

采用硬度测试、金相观察、扫描电镜、能谱分析及腐蚀和摩擦实验的方法,研究钪、锆和锶对铸态镍铝青铜的硬度、组织、耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与未微合金化铸态镍铝青铜(Cu-8.57Al-5.3Fe-4.6Ni-1.07Mn-0.63Zn)相比,钪、锆和锶复合微合金化铸态镍铝青铜(Cu-9.97Al-5.4Fe-4.52Ni-1.05Mn-0.62Zn-0.045Zr-0.029Sr-0.057Sc)的相组成没有显著变化,都由α相、β相(高温相)和κ相组成,且各相均显著细化,合金硬度从212.1HV提高到240.7HV;由于组织细化,合金内优先发生腐蚀的共析组织(α+κⅢ相),其腐蚀通道产生概率降低,从而在3.5%NaCl水溶液中的均匀腐蚀和电化学腐蚀速率分别降低了.2%和17.8%(微合金化后的腐蚀速率分别为0.023 mm/a和0.231 mm/a);摩擦因数降低了23.4%(微合金化后的摩擦因数为0.019 3)。

ZCuAl9Fe4Ni4Mn2镍铝青铜的化学成分优化

研究了ZCu Al9Fe4Ni4Mn2镍铝青铜螺旋桨材料化学元素、铝当量和铁镍比对合金力学性能的影响,确定了合金的最佳成分范围。