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。

0Cr17Ni7Al不锈钢时效强化工艺研究

以0Cr17Ni7Al不锈钢为研究对象,分析3种不同时效强化工艺对其组织和硬度的影响。结果显示:采用长时间低温时效(520℃保温48h,空冷)的热处理工艺后,材料内部由马氏体基体及弥散分布的合金化合物(Ni_(3)Al)组成,这种组织结构有利于提高材料的强度和硬度。经过3种不同热处理工艺后,试样的显微硬度平均值都有明显提高。其中,长时间低温时效热处理工艺下材料的显微硬度平均值最高,达到388.6HV1,与原始态相比提高了89.7%,且此时材料的抗拉强度(R_(m))、屈服强度(R_(p0.2))和伸长率(A)分别为1309MPa、1107MPa、6.9%,满足后续使用要求(R_(m)≥1100MPa)。由此可知,长时间低温时效是提高0Cr17Ni7Al不锈钢强度和硬度的最佳工艺。

12CaO·7Al2O3溶出动力学

采用粒径不变的收缩未反应核模型法研究12CaO·7Al2O3溶出动力学,考察搅拌强度、溶出温度和碳碱浓度对12CaO·7Al2O3溶出性能的影响。结果表明:当搅拌速度达到600r/min之后,不再影响Al2O3溶出率,从而消除液膜扩散对溶出过程的影响;其它条件相同的情况下溶出温度和碳碱浓度越高,溶出性能越好;在实验范围内,溶出过程符合一级反应,受表面化学反应控制,频率因子为1.089×10-5,表观活化能为27.74kJ/mol。

Al3Ti4B中间合金对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金显微组织和性能的影响

研究了Al3Ti4B中间合金对 Mg 7Al 0.4Zn 0.2Mn合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明: 当Al3Ti4B加入量小于0.3%(质量分数)时, 合金的平均晶粒尺寸显著减小; 当 Al3Ti4B加入量为0.3%时, 合金组织显著细化, 平均晶粒尺寸由未变质合金的 135μm细化到 30μm, 合金拉伸力学性能和耐腐蚀性能最好; 当加入量超过0.3%时, 晶粒粗化; 具有密排六方结构的高熔点化合物 TiB2 (θm =2 980 ℃)和 AlB2(θm=980℃)均可作为α Mg的异质核心, 大量异质结晶核心的存在是导致α Mg晶粒细化的主要原因。

硼对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金组织及性能的影响

研究了B对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入微量的B就能使合金的晶粒得到显著的细化,并且随着B加入量的增加,细化效果越明显,当B的加入量(质量分数,下同)为0.15%时,平均晶粒尺寸由未变质合金的约140μm细化到约40μm。分析认为:具有密排六方结构的高熔点化合物AlB2可作为α-Mg的异质核心,从而细化镁合金晶粒。微量B的加入使铸态合金的力学性能得到不同程度的提高,当B的加入量为0.15%时,合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度分别比未变质合金提高13.1%、19.5%和22.0%,冲击吸收功约为未变质合金的2.3倍。B的加入量为0.10%时,合金的伸长率比未变质合金提高21.6%。

钙空位12CaO·7Al_2O_3晶体稳定性的计算机模拟

通过Materials Studio软件在建立完整的12CaO·7Al2O3晶体结构模型的基础上逐渐减少Ca原子数,使其形成Ca空位,对钙空位量为0~1.00的12CaO·7Al2O3晶体结构进行几何优化模拟,计算其晶格参量、晶体自由能、化学键布居数及键长等。结果表明:Ca空位对12CaO·7Al2O3晶体结构的稳定性有显著影响,随着Ca空位量的增加,12CaO·7Al2O3晶体晶格参量和晶胞体积逐渐降低,自由能逐渐增加,O—Ca键稳定性变差;当Ca空位量增加到0.75和1.00时,O—Ca键种类由4种减少到3种,且键长增大,从而导致12CaO·7Al2O3晶体的稳定性逐渐降低;分别合成钙空位量为0、0.50和1.00的12CaO·7Al2O3晶体,其在碳酸钠溶液中的分解率随着钙空位量的增加而增加,晶体稳定性与晶体学模拟结果相吻合。

衬板用铸态Fe-24Mn-7Al-1C耐磨钢的应变硬化行为研究

对衬板用新型铸态轻质Fe-24Mn-7Al-1C耐磨钢进行准静态条件下不同变形量的压缩试验,分析应变硬化行为,揭示出该铸态耐磨钢的加工硬化机理。根据压缩应力-应变曲线和对数真应力-对数真应变曲线分析压缩变形特征;并利用光学显微镜、X射线衍射和透射电镜研究不同应变量的变形后的微观组织形貌。研究结果表明,试验钢在屈服阶段的加工硬化曲表现出双加工硬化指数行为;在透射电子显微镜和X射线衍射分析时既未发现形变诱发马氏体存在,也没有发现位错胞和形变孪晶,变形后仍为奥氏体单相组织;在不同变形量变形后的奥氏体显微组织中依次可以观察到位错堆积(1%)、高密度位错墙(5%)、泰勒晶格(10%)、具有高密度位错的畴界(20%)和微带(50%),说明轻质Fe-24Mn-7Al-C耐磨钢钢微观变形机理是平面滑移机制。

超声波强化溶出12CaO·7Al_2O_3的研究

分别用常规溶出和超声波强化溶出对12CaO·7Al2O3的溶出性能进行了研究，结果发现：其他条件相同的情况下，有超声波作用时碳钠质量浓度为80g·L^-1的氧化铝溶出率高于碳钠质量浓度为120g·L^-1的常规溶出的氧化铝溶出率；溶出温度为69℃的氧化铝溶出率高于常规溶出78℃时的氧化铝溶出率；在0～60min内，超声波作用时间越长强化效果越好；超声波功率在40～140W之间变化时，氧化铝溶出率呈逐渐增加而后平缓的趋势．此外，还初步探讨了超声波作用机理：超声波的照射提高了离子的运动速度，加速了传质的进行，破坏了颗粒之间的团聚，从而提高了氧化铝溶出率．

12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2混合物相的合成和溶出性能研究

本文研究了CaO的加入量、合成温度、保温时间和出炉温度对合成产物物相的影响,结果发现:当CaO∶Al2O3∶SiO2为2.38∶1∶0.77,合成温度1500℃,保温时间30min和出炉温度100℃时可获得只含有12CaO.7Al2O3和γ-2CaO.SiO2且氧化铝溶出性能较好的物料。采用二次回归正交试验法对该物料进行了溶出性能的研究,详细考察了其受碳钠浓度、氧化铝浓度、溶出温度、溶出时间和液固比的影响规律,得到的回归方程在0.01水平上高度显著,且方程回归值与试验值的相对误差不超过3%,回归方程的数学表达式为:氧化铝溶出率Y=-3.094×10-5NC2-4.049×10-5tT+5.853×10-3NC+3.192×10-3t+4.888×10-3T+5.183×10-2L/S-5.99×10-3。

钙铝比对11.3CaO·7Al_2O_3微观结构及其溶出性能的影响

通过高温烧结法在不同钙铝比(C/A)的条件下合成了铝酸钙熟料。利用XRD对不同C/A下合成产物进行物相分析,对含量进行半定量分析,并计算其晶格常数。采用SEM观察不同C/A下合成产物的显微结构,并通过EDS佐证所得物相;最后研究了不同C/A下氧化铝的溶出性能。结果表明:当C/A<1.6时得到的产物为CaO·Al2O3和11.3CaO·7Al2O3(C11.3A7),且随着C/A的增大,C11.3A7的含量增高,氧化铝的溶出率提高;当C/A=1.6时得到的产物只有C11.3A7,溶出率达到最大;当C/A>1.6时由于3CaO·Al2O3的形成,溶出率有所降低。C11.3A7晶格中CaO的缺失,促进了溶出反应的进行。

退火温度对Fe-7Al-0.5Ti合金阻尼性能和磁畴结构的影响

利用倒扭摆仪研究了不同退火温度对Fe -7Al- 0 .5Ti合金阻尼性能的影响,并借助水基磁流体分析了磁畴结构变化,利用扫描电镜分析了晶界析出物的形态及组成。结果表明, 1000℃退火保温 2h时,Fe -7Al- 0 .5Ti合金阻尼性能出现峰值。热处理温度越高,组织内应力和缺陷的减少使得磁畴的排列越来越整齐,磁畴宽度也越大,但晶界附近少量含Ti碳化物析出,导致局部成分和结构的非均匀化,不仅使得该区域磁畴细化,而且阻碍了畴界的移动,从而影响了阻尼性能的提高。

热速处理对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金耐腐蚀性能的影响

测定自腐蚀电位、盐雾腐蚀速率和观察试样盐雾腐蚀表面形貌,研究了热速处理对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金耐腐蚀性能的影响.结果表明:合金的腐蚀行为受到显微组织和铁含量的共同影响.过热温度(Ts)为810℃时,热速处理对合金耐腐蚀性能的改善作用并不大;过热温度为850℃时,热速处理显著细化了合金晶粒,β相的尺寸和间距变小,β相对α相腐蚀的阻碍作用增加,而且合金中的铁含量并没有提高,从而改善了合金在试验条件下的耐腐蚀性能;过热温度为890℃时,组织中存在热裂纹和显微疏松缺陷,合金含铁量显著增高,合金的耐腐蚀性能下降.相同的过热温度下,合金的耐腐蚀性能随着激冷速度(Vc)的增大而逐步改善.综合考虑合金的显微组织和耐腐蚀性能,优化的热速处理工艺为:Ts=850℃,Vc=2.0℃/s.此时,合金的耐腐蚀性能达到试验的最佳值,自腐蚀电位比未热速处理合金提高约15 mV,盐雾腐蚀速率比未热速处理合金降低21.9%.

Pr掺杂12CaO·7Al_2O_3陶瓷材料的发光特性

采用传统高温固相反应法制备了12CaO·7Al2O3∶Pr3＋（C12A7∶Pr3＋）陶瓷,采用X射线粉末衍射（XRD）、电子扫描电镜（SEM）、激发光谱和发射光谱对样品的物相结构及发光性能进行了分析和表征。结果表明：C12A7∶Pr3＋陶瓷样品的衍射峰与C12A7的JCPDS卡片的衍射峰数据一致,属于立方晶系。激发光谱分布在440~490 nm的波长范围内,主激发峰位于488 nm处;发射光谱为多发射峰,最大发射峰位于615 nm处,是典型的Pr3＋的4f-4f和4f-5d激发产生能级跃迁导致的。随着Pr3＋掺杂量的增加,发光强度先增强后减弱,当掺杂浓度为0.2 mol%时,在615nm处发射峰强度达到最大。

11CaO·7Al_2O_3·CaF_2的水化及水化动力学过程研究

研究了不同温度下水泥熟料矿物氟铝酸钙 11Ca O· 7Al2 O3· Ca F2 的水化及其水化动力学过程。研究表明 ,11Ca O· 7Al2 O3· Ca F2 的水化产物及其水化程度随水化温度范围的不同而变化。当水化温度低于 30℃时 ,水化温度提高 ,11Ca O· 7Al2 O3· Ca F2 的早期水化程度显著提高 ;30℃以后水化温度的影响不大。在 15～ 6 0℃范围内 ,11Ca O·7Al2 O3· Ca F2 的水化反应在进行 0 .5 h后便进入受扩散控制阶段 ,其水化程度 α与水化时间 t的关系符合 Kondo R等提出的水化动力学方程 :[1- (1-α) 1 /3]N=K t。此外 ,制备了可用于对铝酸盐水泥水化产物进行 QXDA分析时作标准物质的纯 C2 AH8和 C3AH6 。

12CaO·7Al_2O_3型精炼合成渣物性与脱硫试验

对近两年从国外发展起来的新型精炼合成渣 12 Ca O· 7Al2 O3的烧成工艺、物性和脱硫能力进行了试验研究。结果表明 ,该渣系原料来源广泛 ,成本较低 ;以 12 Ca O· 7Al2 O3为低熔点相 ,具有较低的熔化温度 ,在精炼温度下具有较好的流动性 ;由于具有很高的碱度和 Al2 O3含量 ,因而具有较强的脱硫能力和吸附铝脱氧产物的能力 ,并且在精炼过程中还可配加大量石灰 ,进一步提高其脱硫能力 。

[12]Cu-7Al单晶体循环形变行为──Ⅰ.应变突发行为

对[ 12]Cu-7Al(原子分数，％）单晶体在循环形变中的应变突发现象进行了研究结果发现：在塑性应变幅γP1＝22×10-4和γP1≥2.2×10－3的条件下，表现出循环形变稳定性,循环应力随循环数增加无波动；但在γP1＝4．4×104-1．1×10-3的范围内，出现循环应力波动，发生了应变突发.在相同应变幅下,应变突发频率随循环数的增加而减小，随应变幅的增大而增大；应变突发时应力降低值D随应变幅的增大而减小，分析了试样在2．

[12]Cu-7Al单晶体循环形变行为──Ⅱ.循环形变特征

对[12]CU-7Al（原子分数，％）单晶体的循环形变行为进行了研究，结果表明，其循环饱和应力-应变曲线与Cu单晶相似．在γP1＝1．1×10-3-4．5×10-3的范围内。存在饱和平台，平台处的饱和应力为27．3MPa；当γP1＜1．1×10-3和γP14．5×10-3时，饱和应力均随应变幅的增大而单调升高，循环硬化曲线表现出三个阶段，循环硬化阶段的硬化率随应变幅的增大而增大．

热作用对喷射沉积Mg-7Al-1.5Zn-4.5Ca-1Nd合金坯组织的影响

采用喷射沉积方法制备了Mg-7Al-1.5Zn-4.5Ca-1Nd合金,通过对沉积态合金不同温度加热处理后试样的组织观察,分析了此合金的相变及组织演变特征。结果表明:喷射沉积坯晶粒细小,组织分布均匀,组织中含有α-Mg、Mg17Al12、MgZn2、Al2Ca和Ca2Mg6Zn3等相;当加热温度从350℃升到520℃时,喷射沉积坯组织有明显的变化,Mg17Al12相溶解,Ca2Mg6Zn3分解为Mg2Ca和MgZn2相,高温时析出了新相Mg12Nd;且硬度随着加热温度的升高而持续下降。

双波长Pr^(3+)掺杂12CaO·7Al_2O_3的光存储特性

采用化学共沉淀法制备了Pr3+掺杂的12CaO.7Al2O3(C12A7∶Pr3+)材料。通过X射线衍射(XRD)、发射光谱、激发光谱、余辉衰减曲线、热释发光及光激励发光等测试手段系统研究了C12A7∶Pr3+材料的微观结构和光学性质。结果表明,C12A7是一种理想的适合Pr3+掺杂的基质材料,C12A7∶Pr3+具有很强的位于491 nm的蓝绿光发射,其独特的双波长光存储对应在491,535 nm,有望成为理想的新型光存储材料。

Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金高温热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为550900℃,应变速率为0.00110 s-1的条件下对Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金的热变形行为进行研究。分析应变速率和变形温度对合金热变形组织的影响,建立合金Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti的热变形本构方程。结果表明：Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金高温热变形时的热变形激活能Q为318883 J·mol-1,合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。当变形温度较高、应变速率较低时,合金容易发生动态再结晶。