Al／Cr2O3复合粉体的制备及红外反射特性研究

采用液相沉淀法,制备了在片状铝粉表面包覆Cr2O3的复合粉体颜料,利用XRD、SEM、UV/VIS/NIR分光光度计、FTIR红外光谱仪等方法对颜料相结构、形貌、光谱及红外反射特性等进行了测试表征。结果表明,Cr2O3包覆层对光谱反射特性的影响随波长变化而异,波长越短,包覆前后反射率的变化越大。当Cr3＋：Al摩尔比为0.2：1.0时,Al/Cr2O3复合颜料在可见光波段的反射率下降接近50%,颜色明度参数L＊降低15,而8~14μm波段红外反射率下降不到10%。分析表明,包覆层对不同波长辐射的吸收系数以及表面粗糙度的差异导致了上述结果。该复合颜料对于低明度和光泽度的低红外发射率涂层设计有重要研究价值。

Al／Cr2O3复合粒子的制备及其多波段兼容隐身性能的研究

采用共沉淀法将Cr_2O_3包覆于片状金属铝粉表面制得A1/Cr_2O_3复合粒子.借助于TG-DSC、XRD、SEM等测试手段系统研究了反应时间和煅烧温度分别对复合粒子的物相组成、包覆前后形貌的影响.此外,探讨了不同铝粉添加量下Al/Cr_2O_3粉末的红外辐射率和1.06μm波长处的反射率性能.结果表明:当反应时间为2h、煅烧温度为400℃、铝粉添加量为50wt%时制得的Al/Cr_2O_3复合粒子包覆较为完整,其外观呈墨绿色,红外辐射率值为0.66,1.06μm波长处的反射率为0.41%,具有良好的红外-激光-可见光兼容隐身性能.

Cr2O3催化氮化制备Si3N4/SiC耐火材料及其性能

以SiC粉和硅粉为原料,原位合成的Cr_2O_3为催化剂,采用催化氮化法制备了Si_3N_4/SiC耐火材料,研究了催化剂用量及氮化温度对耐火材料物相组成、微观形貌、物理性能和力学性能的影响。结果表明:当氮化温度为1 673K,Cr_2O_3含量(与硅粉质量之比,下同)为3%时,硅粉完全氮化,耐火材料主要由颗粒状SiC和晶须状α-Si_3N_4、β-Si_3N_4等组成;随着Cr_2O_3含量的增加,Si_3N_4晶须的数量增多,长度增大,耐火材料变得致密;随氮化温度的升高,耐火材料的抗折强度和耐压强度均增大,当氮化温度为1 673K、Cr_2O_3含量为3%时,抗折强度和耐压强度均最大,分别为34MPa和132MPa。

Cr2O3掺杂TiO2纳米粉体的制备及气敏性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸铬为原料,采用sol-gel法制备了w（Cr2O3）为0~30%的Cr2O3-TiO2纳米粉体。利用XRD、TEM等测试手段分析了粉体的微观结构,采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对乙醇、CO、NO2等气体的气敏性能。结果表明：用该法得到的粉体材料颗粒粒径小,且均匀;工作电压为4.0 V时,由w（Cr2O3）为20%的粉体在800℃烧结制得的气敏元件对体积分数为30×10–6的乙醇的灵敏度最高可达282,且具有较好的响应–恢复特性,响应时间和恢复时间分别是10 s和24 s。

CoO和Cr2O3复合掺杂对金属陶瓷的致密化及抗高温氧化性的影响

采用粉末冶金技术制备添加CoO和Cr2O3复合掺杂剂的17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷,使用XRD、SEM等检测分析了不同含量、不同比例的复合掺杂剂对金属陶瓷材料的物相组成、组织形貌、烧结致密化和抗高温氧化性的影响。结果表明:CoO和Cr2O3复合掺杂后固溶到陶瓷基体相NiFe2O4晶格中,促进了烧结致密化;CoO和Cr2O3复合掺杂有利于生成致密氧化层,有效抑制了氧气向材料内部侵蚀和金属Ni向外迁徙,提高了试样的抗高温氧化性能;当CoO和Cr2O3复合掺杂量为1%(质量分数)(m(CoO)∶m(Cr2O3)=2∶1)时,抗高温氧化性最好,单位面积氧化增重量比未掺杂的试样降低了56.28%。

Cr2O3在水煤浆气化过程中的行为

结合实验室和工业应用,阐述了高铬砖在水煤浆气化炉内服役过程中Cr2O3在熔渣中的溶解,Cr2O3与煤渣中不同组分Fe O、Ca O、碱金属氧化物、钒氧化物之间的反应,以及六价铬的生成条件和抑制方法。指出:高铬砖中只有微量Cr2O3溶解于熔渣中,高温下溶解于渣中的Cr2O3在冷却过程中与Fe O反应析晶生成铁铬尖晶石;材料中的Cr2O3与熔渣中Fe O于耐火材料表面层反应生成复合尖晶石相致密层,延缓熔渣向砖内部的渗透,而以Ca O为主长石类化合物继续向砖内渗透,碱金属氧化物和钒氧化物与Cr2O3反应,造成侵蚀;气化炉内局部具备Cr6+生成条件,磷酸盐高温分解为酸性氧化物可抑制六价铬生成。

Fe2O3-Cr2O3-NiO-MnO系黑色陶瓷颜料中着色尖晶石的析出行为

基于热力学与矿物学原理,利用热力学数据库软件Factsage7.0探究了Fe2O3-Cr2O3-NiO-MnO体系中各组分含量的变化对该系黑色陶瓷颜料中着色尖晶石析出的影响规律。结果表明,Fe2O3-Cr2O3-NiO-MnO体系在凝固过程中析出的着色尖晶石相主要为FeCr2O4、NiCr2O4和Fe3O4,开始析出温度为2130 K;体系中Fe2O3、Cr2O3、NiO、MnO等组元含量的变化对着色尖晶石的析出行为有明显的影响作用。

纳米Al/Cr2O3/ETN复合含能材料的制备与表征

采用溶胶-凝胶法,以1,2-环氧丙烷作为Cr(Ⅲ)离子的水解促进剂,温和条件制备了Al/Cr_2O_3/ETN湿凝胶,超临界干燥后得到Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合物。讨论了氯化铬初始浓度、溶剂选择、环氧丙烷用量和初始p H值对体系温度和p H的影响,确定了最佳工艺。利用TEM、SEM、BET、EDS、IR、DSC和感度测试对Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合物的形貌、结构、热分解性能和机械感度进行了表征。结果表明,纳米Al的表面被粒径约20 nm的纳米ETN和Cr_2O_3的小粒子致密包覆,形成纳米复合物,其比表面积为290.8 m2·g-1,IR图谱中有明显的硝酸酯基炸药的特征峰。DSC分析表明,ETN在63.4℃出现熔化峰,194.3℃出现分解放热峰。感度测试结果表明,复合物的撞击感度和摩擦感度只有53 cm、46%,所以此复合物的感度较低。

钛合金表面Cr2O3颗粒增强复合搪瓷涂层的抗高温氧化性能研究

通过在TC4钛合金的搪瓷涂层釉料中添加0%~50%的Cr2O3陶瓷颗粒,制备出了搪瓷涂层。利用XRD、EDS、SEM和体视显微镜观察搪瓷涂层的微观结构、界面形貌及相组成。结果表明:随着涂层中Cr2O3陶瓷颗粒加入量的增加,搪瓷涂层的致密度增加,但添加量超过30%以后,涂层变得疏松,涂层中添加20%~30%的Cr2O3陶瓷颗粒,其致密性最好;不含Cr2O3陶瓷颗粒的涂层组织主要由玻璃相和少量的点状晶体组成,当添加Cr2O3陶瓷颗粒的量小于30%时,晶体呈点状弥散分布;当Cr2O3含量大于30%时,晶体呈树枝状分布;搪瓷涂层中主晶相为NaAlSi3O8和Ca2SiO4,加入的Cr2O3陶瓷颗粒部分以独立相存在,部分形成Ca5Cr3O12相;添加30%Cr2O3陶瓷颗粒的搪瓷涂层抗高温氧化性能最好,这主要是因为NaAlSi3O8转变为Na2Si2O5,有利于涂层的自愈合。

汽车活塞环表面Ni60A-Cr2O3复合涂层的制备与性能

采用超声速等离子喷涂法在汽车活塞环用45钢表面制备了Ni60A-Cr2O3复合涂层,通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),摩擦磨损试验,电化学试验和浸泡腐蚀试验研究了Cr2O3含量对Ni60A-Cr2O3复合涂层物相组成、显微组织、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:Ni60A-Cr2O3复合涂层中除有增强相Cr2O3外,还含有FeNi3、Fe(C,B)6和Cr23C6等含Cr析出相;随着复合涂层中Cr2O3含量的增加,复合涂层的磨损量呈现先减小而后增加的趋势,在Cr2O3质量分数为35%时磨损量最小,Ni60A-Cr2O3复合涂层中适宜的Cr2O3添加量为35%;Ni60A涂层和35%Cr2O3+65%Ni60A复合涂层的磨损机制分别为黏着磨损和磨粒磨损;极化曲线测试结果和浸泡腐蚀试验结果都表明,在1.5mol/L H2SO4和3.5%NaCl溶液中,35%Cr2O3+65%Ni60A复合涂层的耐腐蚀性能都要优于Ni60A涂层的。

稀土Ce掺杂纳米Cr2O3粉体的制备及光催化活性研究

氧化铬是工业颜料重要产品之一,超细Cr2O3的研究能使其广泛应用于无机颜料、磁性材料、记录材料以及有机合成反应催化剂等方面。稀土Ce元素的掺杂量对纳米Cr2O3的物相、微观形貌具有一定的影响,随着Ce掺杂量的增加,纳米Cr2O3的结晶度降低,晶粒尺寸变小。但当Ce掺杂量为2. 0%时,纳米Cr2O3的微观形貌发生变化,由更加细小的颗粒组装形成,其且颗粒尺寸有所增加;另外,稀土Ce元素的掺杂会使Cr2O3晶体发生晶格畸变,增加导带中电子浓度,提高电子和空穴的分离效率,能够有效提高纳米Cr2O3的光催化活性,当Ce掺杂量为1. 0%时,纳米Cr2O3的光催化降解效率最佳。

Fe-V/Cr2O3的合成及光催化处理亚甲基蓝废水

采用水热合成方法制备绿铬矿晶型的Fe、V共掺杂Cr2O3催化剂,通过紫外可见光谱、红外光谱对合成复合材料进行表征,通过X射线粉末衍射仪和X光电子能谱仪对其存在形式和成分分析。将催化剂用于光催化降解模拟亚甲基蓝(MB)染料废水,并通过添加不同捕获剂分析光催化原理。结果表明,Fe和V元素成功掺杂Cr2O3粉体中,且在紫外和可见光区有很好光响应。优化工艺条件下制取的复合材料对MB降解率可达97.8%。同样体系分别加入捕获剂乙二胺四乙酸二钠、叔丁醇和对苯醌时降解率为6.3%、86%和85.5%,说明光催化降解过程产生了电子空穴(h^+)、羟基自由基(HO·)和氧负离子(O2^-·)3种活性物种,其中电子空穴起主导作用。

Cr2O3微粉加入量对Al_(2)O_(3)-Cr2O3质耐火材料性能的影响

以电熔铬刚玉和白刚玉为主要原料,用Cr2O3微粉部分替代电熔铬刚玉细粉,研究了Cr2O3微粉加入量对Al_(2)O_(3)-Cr2O3质耐火材料常温和高温性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明,随着Cr2O3微粉加入量的增加,原位形成了(Al1-xCrx)2O3固溶体,促进了烧结,材料的显气孔率先降低后升高,且(Al1-xCrx)2O3固溶体的晶格常数呈线性增加,符合Vegard定律。材料的常温抗折强度和常温耐压强度随Cr2O3微粉加入量的增加先升高后降低,在Cr2O3微粉加入量为15%(质量分数)时强度达到最大值。而当Cr2O3微粉加入量为20%(质量分数)时,由于有挥发现象,材料显气孔率上升,强度下降。材料高温抗折强度随Cr2O3微粉加入量的增加而增加,材料的残余强度保持率呈先降低后升高的趋势。

稀土对Ni-P-Cr2O3化学复合镀工艺的影响

研究了Ni-P-Cr2O3化学复合镀的工艺及混合稀土氧化物对Ni-P-Cr2O3化学复合镀的影响。结果表明,Ni-P-Cr2O3化学复合镀的最佳工艺参数为:Cr2O3∶10g/L、温度:(86±2)℃、pH=4.7;适量的稀土氧化物能成倍增加Cr2O3粒子的沉积量,稀土能与Ni、P粒子及Cr2O3粒子共沉积,起微合金化作用,形成含RE的化学复合镀层。

Cr2O3-TiO2吸附产酸克雷伯氏菌HP1氢酶的可见光光解水产氢研究

以钛酸四丁酯和重铬酸铵为原料,采用溶胶凝胶法制备了Cr2O3-TiO2,利用浸渍吸附法将产酸克雷伯氏菌氢酶与Cr2O3-TiO2偶联。研究了搅拌速率、pH、温度等条件对Cr2O3-TiO2吸附氢酶的影响。结果表明,Cr2O3-TiO2在270、440和600 nm附近有明显的吸收峰。Cr2O3-TiO2吸附氢酶的最佳条件为温度37℃,pH7.0,搅拌速率100 r/min,该条件下氢酶的吸附率达到80%以上。在氢酶负载量为10%(W/W)、60 W白炽灯光源光照度条件下,Cr2O3-TiO2-氢酶催化光解水产氢速率为10μL/min.g,是Cr2O3-TiO2催化光解水产氢速率(3μL/min.g)的3.33倍,反应体系中加入终浓度为0.05 mmol/L的甲基紫晶(methylviologen,MV)及0.05 mmol/L Na2S2O4可显著提高Cr2O3-TiO2-氢酶光催化产氢速率,达110μL/min.g。在相同条件下,P25型TiO2仅有微量氢产生。结果表明,Cr2O3-TiO2能利用可见光光解水产氢,氢酶与Cr2O3-TiO2偶联可显著提高可见光光解水产氢活性。

通过简单溶液法制备的Cr2O3纳米粒子的气敏特性及机理(英文)

以Cr(NO3)3·9H2O和NH3·H2O为原料在水体系中进行化学反应并在空气中烧结,制备了直径为20~30 nm的氧化铬纳米颗粒。利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对该纳米颗粒的结构和形貌进行了表征。XRD谱图表明Cr2O3纳米颗粒为三方晶相。利用BET法计算Cr2O3纳米颗粒的比表面积为39.38 m^2·g^-1.利用X-射线光电子能谱(XPS)观察到Cr2O3纳米颗粒表面存在丰富的表面吸附氧,这些吸附氧可以介导目标分子的响应。制备了基于Cr2O3纳米粒子的厚膜传感器,用于在250℃的操作温度和10 ppm的检测限下检测丙酮、甲醇、乙醇、1-丙醇和甲苯。为了便于实际应用,测试了传感器的时间稳定性,一年后传感器的响应保持在95%,时间常数保持在97%。同时,还测试了传感器对环境湿度的响应,这种响应可忽略不计。最后,分析了与所用静态方法相关的实验误差。

Al2O3对等离子喷涂Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2复合陶瓷涂层性能影响研究

目的研究Al2O3添加量对Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2四元复合陶瓷涂层性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在油气管道X80管线钢基体表面制备出具有不同Al2O3含量的四元复合陶瓷涂层。另外,为探究基体温度对涂层性能的影响,所有涂层均在等离子喷枪预热及室温的两种基体上制备。所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性能分别采用煮沸称重法、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站进行检测,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析不同Al2O3含量涂层的物相组成和形貌特征,研究Al2O3含量对涂层各性能的影响。结果随着Al2O3含量的增加,Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2四元复合陶瓷涂层的气孔率呈现先降低后增加的趋势,相对应的四元复合陶瓷涂层的结合力、维氏硬度则先增加后降低。当Al2O3质量分数为60%时,四元复合陶瓷涂层的性能最优,气孔率为3.6%,硬度为824.6HV,结合力为53.8 N。电化学腐蚀测试表明,Al2O3能增强涂层的耐腐蚀性能,Al2O3质量分数为60%时,涂层自腐蚀电位最高,为−0.28 V。另外,在基体预热和不预热条件下,所制涂层性能随Al2O3含量的变化一致,但是基体预热比不预热更有利于涂层性能的提高。结论Al2O3的添加不仅能够有效降低涂层Cr含量,还能显著提升四元复合陶瓷涂层的各项性能,特别是耐腐蚀性。此外,等离子喷涂前对基体进行预热,有利于涂层性能提高。

Cr2O3修饰Li4Ti5O12的制备及电化学性能

采用湿法球磨工艺和热处理制备三氧化二铬（Cr2O3）修饰钛酸锂（Li4Ti5O12）材料。Cr2O3修饰后,Li4Ti5O12的XRD图中没有出现杂质峰。Cr2O3修饰可提高Li4Ti5O12在高倍率下的容量保持率和循环性能。Li4Ti5O12-1.5%Cr2O3材料的倍率性能和循环性能最好,以5.0 C在1.0-2.5 V充放电,第500次循环的放电比容量为122.8 mAh/g,容量保持率为96.2%;纯相Li4Ti5O12分别为48.3 mAh/g、81.1%。Cr2O3修饰降低了Li4Ti5O12的电荷转移阻抗,提高了材料的电化学活性。

危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖抗渣侵蚀性及六价铬形成研究

Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有较优良的抗渣侵蚀性能和力学性能,被作为内衬材料应用于危废垃圾焚烧炉.然而,危废垃圾来源广,成分复杂,其焚烧所产生的渣对砖的侵蚀程度及机理也必然不同.此外,砖中的Cr2O3在高温下可能氧化为含Cr(Ⅵ)的有害物质.为此,通过静态抗渣实验研究了四种不同组成危废灰渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀过程及机理,并通过浸出实验研究了熔渣对砖中Cr(Ⅵ)形成的影响.结果表明:不同渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀程度及机理各不相同.高钙渣A侵蚀过程中,生成了高熔点的CA6、Ca2Al2SiO7和Ca2SiO4相,在一定程度上减缓了渣的侵蚀速度,砖体表现出最好的抗侵蚀性.高铁渣D侵蚀过程中生成熔点较低的CaFe2O4相,加之砖中Al2O3在Fe2O3-SiO2渣中的溶解度较高,因此高铁渣D对砖体的侵蚀程度最严重.高硅渣B和C侵蚀过程中主要生成钙铝黄长石新相,渣对砖体的侵蚀程度居中.不同的渣侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量均增加,且渣的组成对Cr(Ⅵ)含量影响较大.由于CaO能显著促进Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),高钙渣A侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量最高,为84.7 mg/kg.SiO2可优先与CaO和Na2O等碱金属氧化物反应生成稳定化合物,高硅渣B和C侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量较低,分别为9.9 mg/kg和13.6 mg/kg.对于高铁渣D,浸出过程会有含Cr(Ⅵ)的水化相(3CaO·Al2O3·CaCrO4·nH2O)形成,降低了Cr(Ⅵ)的浸出能力.

等离子喷涂Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层的微观组织及电化学性能

目的通过等离子喷涂工艺,在油气管道X70管线钢表面制备出Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层,研究该涂层的微观组织与电化学性能。方法采用9MC Plasma Control Unit等离子喷涂系统,基于线切割尺寸为40mm×24mm×6mm的X70管线钢基体表面,沉积Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察该复合涂层的微观组织与形貌,利用X射线衍射仪分析该复合涂层的物相组成,利用电化学工作站测定该复合涂层的电化学腐蚀性能。结果Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层由完全熔化区和半熔化区双态组成,呈典型的等离子喷涂层状结构,层与层之间结合较紧密,分布着富Cr2O3沉积区与富TiO2沉积区,无相变产生,完全熔融的TiO2液相可嵌入到未完全熔融的Cr2O3结构间隙中形成固溶结构。经电化学腐蚀性能测试,其自腐蚀电位介于-0.4^-0.3V之间,高于X70管线钢基体的自腐蚀电位-0.6^-0.5V,腐蚀倾向滞后,表现出好的抗腐蚀性能。结论研究选取的等离子喷涂参数较合适,并成功制备出了能明显提高油气管道X70管线钢抗电化学腐蚀性且组织分布均匀的Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层。