Al-TiN粘结剂比例关系对PcBN烧结及性能的影响

Al-TiN体系粘结剂被广泛使用在PcBN的合成过程中,通过大量研究实验证明发现不同配比的Al-TiN粘结剂体系对PcBN的外观、内部缺陷的形成以及切削性能等重要方面将会产生突出的影响。通过SEM、超声波扫描显微镜(C扫描)等现代化检测手段验证及分析了产生这些影响的原因。

改性锡丝光沸石催化混合糖脱水制备5-羟甲基糠醛

采用酸处理脱铝补位两步法对丝光沸石(MOR)锡改性制备了系列Sn-MOR催化剂,用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线荧光光谱(XRF)对其进行表征。结果表明,改性后催化剂仍保持丝光沸石的晶体结构,酸中心强度与酸量有改变,同时在沸石骨架中引入了锡。研究了改性丝光沸石催化单糖(葡萄糖、果糖)及混合糖生成5-羟甲基糠醛(HMF),结果表明,改性后的Sn-MOR仍保持MOR对果糖脱水为HMF的较高催化活性,同时引入的锡物种对葡萄糖具有异构化活性,因此,Sn-MOR可以同时催化葡萄糖和果糖脱水生成HMF。以商品果葡糖浆作为反应底物,在果葡糖浆质量1.94 g,催化剂用量0.3 g,反应温度170℃,反应时间3 h的较优反应条件下,以3.76-Sn-MOR1为催化剂,果葡糖浆转化率91.82%,HMF产率63.76%,HMF选择性69.43%;催化剂循环使用五次,仍保持了一定的催化活性,HMF产率仍有49.5%。

退火温度对ITO/Cu/AZO透明导电薄膜结构及性能的影响

采用射频与直流磁控交替溅射法在石英玻璃载玻片上制备了氧化铟锡(ITO)/Cu/Al掺杂ZnO(AZO)(45 nm/10 nm/45 nm)组合结构的透明导电薄膜,并在不同退火温度下对薄膜进行真空热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测试仪等表征手段,系统地研究了退火温度对ITO/Cu/AZO复合薄膜晶体结构和光电性能的影响。结果显示,经过不同温度的真空退火处理,薄膜的晶体结构和导电性能得到显著改善和提高,薄膜可见光平均透过率随着退火温度的升高先增加后降低。对比发现,在气压5×10^(-3)Pa、温度150℃下退火制备的ITO/Cu/AZO结构薄膜表现出最佳的综合性能,薄膜具有较强的(222)和(440)晶面衍射峰,在400~800 nm光波范围平均透过率约为80.5%,电导率约为1.76×10^(3) S/cm,综合品质因数达到约2.12×10^(-3)/Ω。

氮化钛强化铝合金基体的粉末冶金制备与性质

为研究TiN/Al基复合材料的组织,以纯铝为基体,使用真空钼丝热压炉通过粉末冶金法制备了TiN增强铝基复合材料,研究了TiN增强铝基复合材料的微观组织及组织随氮化钛含量的变化规律,并通过硬度和拉伸实验来分析复合材料的力学性能。利用X射线衍射仪(XRD)对烧结试样进行定性分析,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别表征TiN/Al基复合材料的微观形貌和微区成分。结果表明:以Al和TiN粉末为原料可以制备TiN/Al基复合材料块体。当保温时间为1 h、烧结温度610℃、氮化钛量为20%时可制备出增强效果较高的TiN/Al基复合材料;与加入其他含量的增强相TiN的复合材料相比,氮化钛量为20%时的硬度较高,维氏硬度值为76.3 HV。

铝硅熔体与镀覆Q235钢的润湿行为

目的探究锡锌合金镀层对铝硅熔体与Q235钢润湿行为的影响。方法通过磁控溅射法和热浸镀法在Q235钢基底表面镀覆不同厚度(190~5500 nm)的锡锌合金镀层。采用改良座滴法测试700℃下铝硅熔体与不同表面处理的Q235钢基底的润湿行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对凝固润湿试样截面和表面组织及成分进行表征分析。结果700℃时铝硅熔体与未镀覆基底为部分润湿,初始接触角和终态接触角分别为88°和66°。施加190 nm锡锌合金镀层后,初始铺展速率明显增大,终态接触角约为13°,并在铺展前沿形成前驱膜;随着镀层厚度的增加,终态接触角减小,熔体铺展速率及前驱膜宽度增大,1680 nm时趋于完全润湿(终态接触角约为2°)。铝硅熔体与未镀覆钢基底界面反应产物为Fe_(2)Al_(5)相和Al_(8)Fe_(2)Si相,反应层垂直界面向熔体侧快速生长而隔离熔体铺展前沿与基底的接触。施加镀层会促进反应层(Fe_(2)Al_(5)相和Al_(8)Fe_(2)Si相)沿铺展前沿快速生长,前驱膜表层主要为Al_(8)Fe_(2)Si相。镀层过厚(5500 nm)的凝固润湿试样界面附近存在分离的低熔点锡相。结论锡锌合金镀层主要通过改变界面反应层生长及润湿三相线组态而影响铝硅熔体与Q235钢的润湿行为。锡锌合金镀层能有效改善铝硅熔体与Q235钢的润湿性,有助于铺展前沿前驱膜的形成。随着镀层厚度的增加,熔体铺展速率增大,终态接触角减小。趋于完全润湿(1680nm镀层)后继续增大镀层厚度对润湿行为无明显影响,但过厚的镀层会促进低熔点锡相在凝固界面附近形成,这会弱化界面结合。

微量Al掺杂对TiN微观结构及性能的影响

采用离子辅助增强磁控溅射与离子蒸发镀二元组合源设备在高速钢基体沉积出微量Al掺杂的TiN涂层(Al-TiN),利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对涂层的组成成分、相结构、膜基结合力及显微硬度进行了分析;用摩擦磨损实验机及台阶仪分析了薄膜的摩擦磨损性能。研究了微量Al掺杂对薄膜的微结构及性能的影响。结果表明,TiN涂层中微量Al的存在使涂层的膜基结合力、耐摩擦磨损性能得到明显改善。

Ti64合金的电子束冷床熔炼研究(英文)

电子束冷床熔炼工艺作为一种新熔炼技术,可应用于生产航空发动机转动件用优质钛合金和回收残钛。利用500kW电子束冷床熔炼设备,研究了熔炼速度与Ti64合金铸锭化学成分和TiN夹杂溶解速度的关系。熔炼速度分别为70,100,140kg/h时,Al挥发损失分别为22%、16%、12%。经超声探伤,在熔炼电极中加入的TiN夹杂能够全部消除。所熔炼的铸锭外部是均匀的柱状晶粒,心部是细小的晶粒。

脉冲偏压对(Ti，Al)N／TiN／(Ti，Al)N多层复合涂层成分和硬度的影响

采用脉冲偏压多弧离子镀技术在Hss-Al高速钢上涂镀(Ti,Al)N/TiN(/Ti,Al)N多层复合涂层。所用设备为复合八阵弧离子镀膜生长系统。简要介绍了多层复合膜的镀层工艺过程。鉴于复合涂层中的Al含量对涂层的性能特别是抗磨损性能有极重要的影响,实验中重点考察了脉冲偏压幅对Al含量的影响。同时测试了复合涂层的Vickers硬度与偏压幅值的关系。研究结果得出,随着脉冲偏压幅值的增加,涂层中Al含量先增加,然后减少,偏压幅值为-150V时,Al含量高达36.41at%;偏压幅与涂层显微硬度的关系有相似的规律,在偏压幅值为-150V时,7层复合膜的Vickers硬度达2750MPa左右,10层复合膜的硬度约2880MPa。

TiN-Al体系结合剂配比对聚晶立方氮化硼复合材料性能的影响

以立方氮化硼(cBN)、TiN、铝为原料,在1500℃,5.5 GPa条件下烧结合成聚晶立方氮化硼(PcBN)复合材料,研究了TiN-Al体系结合剂中TiN与铝的质量配比(21:4,17:8,13:12,9:16)对PcBN复合材料物相组成、微观结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:PcBN复合材料主要由BN、TiB_(2)、TiN、AlN和Al_(2)O_(3)相组成;随着结合剂中铝含量的升高,PcBN复合材料结构变得致密,气孔率降低,硬度呈先升高后降低的趋势,磨耗比先增大后减小。当TiN与铝质量配比为17:8时,复合材料的综合性能最佳,硬度与磨耗比最高,分别为35.8 GPa和7500,气孔率较低,为0.83%。

用CVD法在陶瓷颗粒表面获得TiN涂层与应用

研制了适合陶瓷颗粒表面涂层处理的化学气相沉积装置，并探索了在氧化铝颗粒表面获得ＴｉＮ涂层的工艺；所获得的ＴｉＮ涂层能提高耐热钢在氧化铝颗粒间的铸渗深度，并使颗粒得到基体的牢固支撑。氧化铝颗粒体积分数在２３％～５７％可调。

Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的滑动磨损特性研究

为了提高铝合金(LY12)的表面耐磨性,采用钛、铝金属丝材和SAS-I型超音速电弧喷涂设备,利用二次回归正交试验方法、有润滑滑动磨损试验、涂层显微组织和磨损表面形貌观察、XRD分析,定量分析了喷涂电压和喷涂距离对涂层滑动磨损体积的影响规律,并进行了喷涂工艺参数的优化及其与基体滑动磨损的对比试验。结果表明:在特定的磨损和喷涂条件下,当喷涂距离较小时,随喷涂电压的增大,涂层的体积磨损量逐渐减小;随着喷涂距离的增加,涂层的体积磨损量随喷涂电压的升高逐渐增大,并且喷涂距离越大,涂层的体积磨损量随喷涂电压增大的速率愈大。当喷涂电压比较低时,涂层的体积磨损量随喷涂距离的增大而降低,但是,随喷涂电压的逐渐升高,涂层的体积磨损量随喷涂距离的增大逐渐上升,并且,喷涂电压愈高,其随喷涂距离而增加的速率越快。当喷涂电压和喷涂距离分别为26V和0.236m时,涂层具有最佳的耐滑动磨损性能,根据该工艺参数制成的涂层,其滑动磨损体积仅为LY12铝合金的1/38.84。即在适当的工艺条件下,Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层对LY12铝合金具有显著的表面耐磨强化作用。

脉冲偏压对铝合金上TiN膜生长的影响

为了研究在铝合金上硬质膜的性能,促进硬质TiN膜在铝合金构件上的应用,利用电弧离子镀在7075铝合金上沉积TiN膜层,并通过改变脉冲偏压幅值研究其对薄膜生长过程的影响.结果表明,生长的TiN膜具有柱状特征,在无偏压或低偏压时,柱状特征明显,但随着负偏压值的增大,柱状特征变得不明显,膜层中Ti和N的原子比率增加,由无偏压、低偏压时近似为1.0增加到-200V偏压时的1.2.在0～-200V偏压范围内,沉积膜的平均生长速率由1.5μm/h增加到11.3μm/h.随着负偏压的增加,TiN膜的(111)方向的择优取向越来越明显,而(200)方向强度越来越小.沉积膜呈柱状生长,具有明显的择优取向,其程度受脉冲偏压影响.

镁铝尖晶石固溶体成分对TiN析出行为的影响

通过2205双相不锈钢渣-钢反应平衡实验,得到不同炉渣配比下的MgO-Al_2O_3二元系固溶体夹杂,当反应达到平衡后,向钢中添加了0.05%的Ti,进而得到了"MgO-Al_2O_3固溶体+TiN"的复合夹杂。试样经水淬后,通过电镜分析夹杂物,然后采用10%的草酸进行电解,与不加Ti的铸态组织δ铁素体晶粒形貌、尺寸进行了对比。实验结果发现:TiN析出量随MgO-Al_2O_3固溶体中Al_2O_3比例的增加而增加,铸态δ铁素体晶粒可得到明显细化,实验结果发现富MgO的MgO-Al_2O_3固溶体以及MgO·Al_2O_3析出TiN很少,δ铁素体细化效果不明显。通过热力学计算、异质形核理论以及实验结果证明,MgO-Al_2O_3二元系固溶体夹杂物成分由炉渣成分及钢中Mg、Al活度共同决定,MgO-Al_2O_3固溶体中Al_2O_3含量增加,使MgO·Al_2O_3晶格发生畸变,这与点阵中存在着空位密切相关。由于空位富集,使得点阵常数e不均匀,也由于空位改变晶格场,引起O2-的移动或转移,形成缺位尖晶石固溶体。晶格的能量状态发生变化促进了Ti原子和N原子在MgO-Al_2O_3夹杂物表面析出。

两种方法制备Al_2O_3-TiN复合物的蠕变行为

研究比较了 12 5 0～ 14 0 0℃、10～ 5 0MPa应力范围内由两种方法 (直接热压法和反应热压法 )制得的Al2 O3 -TiN复合物的压缩蠕变特性。结果表明 ,由两种方法制备的Al2 O3 -TiN复合物的蠕变特性及显微结构没有明显差异。只是在TiN加入量较低时 ,直接热压法制得的样品的应变速度略高于反应热压法制得的样品的应变速度。TiN加入Al2 O3 中提高了应变速度。复合物的应力指数约为 2 ,表观活化能一般为 5 0 0～6 0 0kJ·mol-1。对显微结构进行了观察 。

电子束冷床熔炼TC4合金研究进展

电子束冷床熔炼工艺作为一种新型熔炼技术,可应用于生产航空发动机用优质钛合金及回收残钛。本文综述了电子束冷床熔炼TC4合金研究进展。

CoCrMo合金植体上陶瓷复合涂层的研究

本文通过现代技术手段对在ＣｏＣｒＭｏ生物金属材料基体上建立ＴｉＮ和Ａｌ２Ｏ３复合涂层进行了研究。采用射频等离子技术进行涂层制备；运用电化学技术和原子吸收光谱测定复合涂层的保护性效果。结果表明这种复合涂层极大地增强了人工假体在人体生理环境中的抗侵蚀能力，能完全有效地防止金属基材的有害离子释放。

Ti对SiCp/Al等离子弧焊焊缝组织的影响

对铝基复合材料进行等离子弧焊接,高温下基体A l与增强相S iC之间发生有害界面反应,生成脆性相A l4C3,严重降低焊接接头的力学性能.采用钛合金作为填充材料,对S iCp/6061A l进行原位合金化焊接,并将离子气由单一的Ar气变为以一定比例混合的N2+Ar的混合气体,着重研究了合金化填充材料Ti对焊缝显微组织的影响.研究结果表明:合金化填充材料Ti的添加改善了基体与增强相间的润湿性,在一定程度上抑制了基体A l与增强相S iC之间界面反应的发生,抑制了脆性相A l4C3的生成,并获得以TiN、A lN为二次增强相均匀分布的焊缝显微组织,保证了焊接接头的力学性能.

氧化铝颗粒-耐热钢基复合材料的研制

用自制的化学气相沉积装置对Ａｌ２Ｏ３颗粒进行表面ＴｉＮ涂层处理后，通过负压铸渗工艺获得了Ａｌ２Ｏ３颗粒耐热钢基复合材料，并使氧化铝颗粒体积分数在２３％～５７％可调，为高温磨料磨损工况提供了新材质。

Fcc结构Ti-Al合金的原子状态及其性质

在特征晶体模型基础上,引入特征原子的有效电荷概念,从第一原理出发利用特征晶体理论对Fcc结构Ti Al合金系的无序固溶体、TiAl金属间化合物电子结构和晶体性质进行研究.其过程为:首先采用中心原子团簇模型,用密度泛函理论的离散变分方法确定特征原子的有效电荷;然后用密度泛函理论的线性Muffin tin轨道法研究特征晶体的电子结构和性质;再根据特征晶体理论的叠加原理计算实际合金的性质,得到固溶体的平衡晶格常数、结合能、体弹性模量随成分变化的关系曲线.计算结果表明,金属间化合物TiAl的平均原子体积和结合能与实验数据一致.

LY12铝合金表面多弧离子镀TiN薄膜的结合强度及磨损性能

现有铝合金表面强化技术存在强化层薄,与基体结合力差或成本高等问题。采用多弧离子镀在硬铝合金LY12表面沉积了TiN薄膜,采用X射线衍射仪分析其结构,采用扫描电镜观察其界面形貌,采用单点划痕试验和磨损试验研究了TiN薄膜与基材的结合力、磨损性能及磨损机制。结果表明:在LY12铝合金表面制备的TiN薄膜厚度达6μm以上,膜基结合力约为41.29 N;TiN薄膜可大幅提高LY12铝合金的耐磨性能;随着载荷的增加,TiN薄膜的磨损机制从黏着磨损逐步向磨粒磨损转变。