氮含量对Ti-B-C-N薄膜微观结构和性能的影响

采用反应磁控溅射法在高速钢基体上制备氮原子分数分别为10.8%,15.6%,28.1%,36.4%的Ti-B-C-N薄膜,研究了氮含量对薄膜微观结构、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Ti-B-C-N薄膜均由α-Fe和Ti(C,N)纳米晶组成,具有Ti(C,N)纳米晶镶嵌在非晶基体相中的纳米复合结构;随着氮含量增加,非晶相含量增加,Ti(C,N)纳米晶的含量和晶粒尺寸减小;随着氮含量增加,Ti-B-C-N薄膜的显微硬度增大,摩擦因数和磨损率均减小,表面磨痕变浅,磨损机制由剥落和微观犁削转变为微观抛光。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Si-B-C-N陶瓷材料中的硅和硼

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定Si-B-C-N陶瓷材料中硅和硼元素含量的方法。将SiB-C-N陶瓷材料粉碎过孔径为75μm(200目)的筛并于160℃烘干1 h,称取50 mg样品,置于镍坩埚中,加入1.5 g氢氧化钾,以650℃高温熔融,冷却后用稀硝酸浸取熔融物,用水定容至200 mL。采用Burgener雾化器提高雾化效率,以钾盐进行基体匹配,以元素钇作为内标进行定量。硅(硼)的质量浓度与硅(硼)元素和内标元素的谱线强度比具有良好的线性关系,硅元素的检出限为0.0004 mg/mL,硼元素的检出限为0.00006 mg/mL。硅、硼元素测定结果的相对标准偏差均不大于1.0%(n=6),实际样品加标回收率为95.1%~97.1%。该方法硅、硼的测定结果与GJB 1679A—2008《高硅氧玻璃纤维纱规范》中二氧化硅含量测试方法和JB/T 7993—1999《碳化硼化学分析方法》中总硼含量的测试方法的测定结果一致。该方法适用于批量样品的检测。

B-C-N系超硬材料的研究进展

超硬材料的合成是目前材料科学研究领域的热门课题之一。近年来，由于碳基和硼基超硬材料的理论设计和发现，引起了人们在实验和理论上对硬度与金刚石接近，甚至超过金刚石的材料研究兴趣。在Ｂ－Ｃ－Ｎ系超硬材料中，除了金刚石和立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）以外，β－Ｃ_３Ｎ_４、立方氮碳化硼以及富勒烯等材料，也正日益受到国际材料界的重视。本文就Ｂ－Ｃ－Ｎ系超硬料的最新研究进展做一综述。

基于多级B-C-N-M域子网络故障扩散的复杂配电系统可靠性评估

提出了一种基于多级B-C-N-M域子网络故障扩散的复杂配电系统可靠性评估的模型和算法。根据断路器和分段开关在配电网络中的位置,将整个网络划分为多级B-C-N-M域子网络。利用等值算法计算出各子网络的等效可靠性参数,并依据各子网络的等值故障扩散求得各负荷点及系统的可靠性指标。该模型和算法计及了备用电源、断路器、熔断器及分段开关的影响,计算量比较少,适用于复杂配电系统的可靠性评估。

氩弧重熔对Q235钢B-C-N渗层冲蚀磨损性能的影响

研究了氩弧重熔对Q235钢B-C-N共渗层的组织结构、水冲蚀磨损及海水介质腐蚀磨损性能的影响。XRD分析显示,共渗层由FeB、Fe2B、Fe3B、Fe2N、Fe8N和Fe3C相组成,氩弧重熔层由Fe2B、Fe3N、Fe8N、Fe3C和Fe23(B,C)6相组成;共渗层显微硬度最高值为1198.4HV,重熔层最高硬度值为1192.8HV,但硬度梯度变化平缓;在水介质冲蚀及海水介质腐蚀磨损试验中,重熔层的耐磨性均优于共渗层。

Ti-B-C-N粉末烧结的微观组织及其性能

以Ti-B-C-N四元相陶瓷粉末为实验材料,采用真空热压烧结和放电等离子烧结(SPS)工艺对其进行烧结,真空热压烧结和放电等离子烧结温度分别为1900℃和1450℃,烧结压力分别为20 MPa和40 MPa,保温时间分别为1h和3min。使用X射线衍射仪分析试样物相组成,扫描电子显微镜观察试样表面微观形貌和断口形貌,并测试了烧结试样的硬度和抗弯强度。结果表明:真空热压烧结和放电等离子烧结块体的主要生成相为TiB2相和TiCN相,相对密度分别为97.40%和93.06%,热压烧结试样致密度高,颗粒尺寸大,放电等离子烧结试样孔隙较多,晶粒尺寸小;抗弯强度分别为259.98 MPa和335.17 MPa;弹性模量分别为89.11GPa和162.92GPa;洛氏硬度分别为78.8和84.9;放电等离子烧结试样表现出较好的力学性能。

用不同靶材制备B-C-N薄膜及其红外表征

采用射频磁控溅射方法,分别利用六方氮化硼(h-BN)、硼(B)和石墨(C)靶,在氩气和氮气的氛围中,沉积B-C-N薄膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明:在1200～1800cm-1和1000～1750cm-1处出现了较宽的吸收峰;在2200cm-1处出现了CN键的特征吸收峰.表明在沉积的薄膜中,C原子与N原子相结合.分别溅射C和h-BN靶,红外光谱分析表明,B—C键在1100cm-1处未产生吸收峰,即利用h-BN和C靶沉积的B-C-N薄膜倾向于相分离,利用B和C靶沉积的B-C-N薄膜中的原子实现了原子量级的化合.

Ti-B-C-N系超硬涂层的研究进展

Ti-B-C-N系超硬涂层因具有优异的物理、化学、机械等综合性能而备受关注。介绍了Ti-B-C-N系超硬涂层的制备方法和近年来取得的研究成果，重点是TiB2、Ti-B-N、Ti-B-C-N单层膜和纳米复合膜的研究，并分析了纳米复合膜在使用过程中存在的问题，指出了其发展方向。

SiC-BN及Si-B-C-N复合陶瓷的研究进展

从制备工艺、组织结构及其性能的角度综述了晶态SiC-BN及非晶Si-B-C-N陶瓷材料的研究进展情况,并对碳化硅-氮化硼及非晶Si-B-C-N陶瓷材料的研究方向提出一些见解。

先驱体转化法制备Si-B-C-N陶瓷微球

以聚硼硅氮烷（PSNB）为先驱体聚合物,烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）为乳化剂,采用先驱体转化法结合乳液工艺制备了Si-B-C-N微球。研究了乳化剂OP-10用量、固化反应时间以及裂解温度对微球表面形貌的影响。结果表明：OP-10含量为0.1%（质量分数）,反应8h制备的PSNB微球分散性良好,粒径为400~700nm;裂解温度为800~1500℃时,裂解得到的Si-B-C-N陶瓷微球能保持完整的球形结构,随着温度升高微球尺寸逐渐减小,1500℃时微球直径约为345nm;X射线衍射结果表明,800~1300℃时,裂解产物为非晶状态,1500℃时产物基本完成结晶,析出β-SiC和BN晶相。

化学还原法制备六方B-C-N化合物

采用氰尿酰氯和三溴化硼为原料,金属钠为还原剂,通过化学还原法在450℃合成了B-C-N化合物.利用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),选区电子衍射(SAED),电子能量损失谱(EELS)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)对合成的样品进行了表征.分析结果表明,所合成的B-C-N化合物具有六方多晶结构,其成分为B_(0.5)C_(0.07)N_(0.43).

B-C-N新材料的人工合成

在论述碳（C）和氮化硼（BN）的结构及特性的基础上，综述了近年来人工合成B-C-N新材料的方法、合成产物的结构及其物理化学特性，介绍了作者采用化学法和高温高压工艺合成B-C-N材料的最新进展，提出了今后的发展方向。

反应爆炸喷涂制备Ti-B-C-N陶瓷涂层的显微结构分析

对Ti-B4C-Co粉末进行了喷雾造粒法处理,获得了粉末直径为10~50μm的球形度良好的喷涂粉末,并在750℃真空热处理1 h,粉末中含氧量大大降低。以热处理后的造粒粉为喷涂材料,采用反应爆炸喷涂法获得了厚度为50~70μm的Ti-B-C-N复合涂层,对不同工艺参数下的涂层物相、显微结构以及人工海水中的电化学行为进行了分析。结果表明,在不同参数下获得的涂层物相有所差异,涂层中均含氧化物。在氧乙炔比为1∶0.85的工艺条件下获得的涂层较致密,涂层较厚。不同工艺参数下获得的涂层在电解液中性能稳定,自腐蚀电位均高于碳钢基体,存在明显的钝化区,涂层的耐蚀性得到了显著提高,氧乙炔比为1∶0.85的工艺条件下获得的涂层耐蚀性更佳。

不同对摩条件Ti-B-C-N薄膜摩擦学性能

为了研究不同载荷和对磨速率Ti-B-C-N薄膜的摩擦学性能,用反应磁控溅射(RMS)方法在高速钢基体上制备了Ti-B-C-N纳米复合薄膜,用高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、摩擦仪、结合力测试仪、表面粗糙度测试仪和显微硬度计等方法研究了载荷和对磨速率对Ti-B-C-N纳米复合薄膜的摩擦学性能的影响.结果 表明:Ti-B-C-N纳米复合薄膜的摩擦系数和磨损率随着载荷增加呈降低趋势,随对磨速率的增加,Ti-B-C-N纳米复合薄膜的摩擦系数和磨损率呈降低趋势.在不同载荷和对磨速率条件下,Ti-B-C-N薄膜均显示出了较好的耐磨和减摩性能.分析认为,Ti-B-C-N薄膜优异的力学性能是薄膜在不同载荷和对磨速率条件下具有较好的耐磨和减摩性能的主要原因.

B-C-N三元物相体系的结构与合成

本文就B C N三元体系中 ,合成的类石墨和类金刚石的物相形态研究工作进行了评述 ,指出 ,在B C N体系中 ,由于B ,C ,N原子半径接近 ,而有希望制得类石墨的 ,也可制得类金刚石的新材料提供了可能。由此可以预示 ,类石墨结构的三元化合物可用于制备高温半导体 ,而类金刚石结构的材料 ,则将具有比立方氮化硼更高的硬度和比金刚石更好的热稳定性。因此 ,从实用的观点来说 ,合成复合 (杂化 )结构的材料是有意义的。讨论了三元物相有希望的方法 。

B-C-N材料的合成

本文介绍了六方及立方B-C-N合成的理论基础和近年来人工合成B-C-N新材料的方法、合成产物的结构及其物理化学特性,介绍了笔者采用化学法合成B-C-N化合物的方法,提出了今后的发展方向。

乱层石墨结构B-C-N化合物的制备

文章采用三聚氰胺和硼酸为原料在氮气保护下,制备得到了乱层石墨结构的B-C-N化合物。用X射线衍射、红外光谱和X射线电子谱等手段分析,研究了产物的结构及特性,表明了产物是乱层石墨结构的B0.54C0.28N0.18。

亚稳Si-B-C-N系陶瓷的晶化行为研究进展

亚稳态Si-B-C-N陶瓷及陶瓷基复合材料具有密度低、微观组织结构独特、综合性能优异、可机械加工性好等优势,在热防护和高温结构领域具有光明的应用前景。本文总结了采用无机法以及聚合物裂解法制备的亚稳Si-B-C-N系陶瓷材料高温晶化行为的主要研究进展。首先结合作者在该研究领域的研究成果,系统介绍了采用机械合金化技术制备的Si-B-C-N非晶陶瓷粉体在常压(1 atm)、热压烧结(80 MPa)及高压(5 GPa)条件下的高温晶化过程及机制,其次归纳评述了化学成分对Si-B-C-N陶瓷晶化行为的影响,最后指出了今后可能的研究重点与方向。

Si-B-C-N-Ti机械合金化陶瓷的组织结构与力学性能

Si-B-C-N作为一种新型的四元结构陶瓷,以其独特的组织结构和优异的高温性能引起了国内外学者的广泛关注。为了改善Si-B-C-N系陶瓷的韧性,本文采用机械合金化法将Ti B2、Ti C增强相引入到Si-B-C-N陶瓷中,通过反应热压烧结制备出力学性能较好的Si-B-C-N-Ti陶瓷,并对其组织结构及力学性能等进行了研究。

聚合物前驱体制备具有竹节结构的Si-B-C-N纳米材料及其发光

采用热裂解聚合物前驱体法制备出了具有竹节结构的Si B C N纳米材料。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明样品具有特殊的竹节状(叠杯状)形貌,电子散射能谱(EDX)证实了样品组分为Si、B、C、N。通过微区喇曼光谱仪研究了样品在488nm激光激发下从84～290K的变温发射特性,在490～800nm观察到位于580,620nm附近两个较强发射峰和740nm附近一个弱的发射峰。变温实验说明相应发射峰与材料禁带中形成的杂质能级有关。