过渡金属助剂改性Ca-Zr催化剂上甲醇与碳酸丙烯酯反应制备碳酸二甲酯

采用溶胶凝胶法制备了一系列由过渡金属助剂改性的Ca-Zr催化剂,对其低温下甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换反应合成碳酸二甲酯(DMC)的催化性能进行了研究。结果表明,系列过渡金属改性的Ca-Zr催化剂上DMC选择性的顺序依次为Co-Ca-Zr>Cu-Ca-Zr>Ca-Zr>Fe-Ca-Zr>Ni-Ca-Zr>Zn-Ca-Zr。其中,Co改性的Co-Ca-Zr催化剂在35℃、甲醇/PC物质的量比为15及催化剂用量为4%的条件下反应2 h,PC的转化率可达84.3%,DMC的选择性可达94.5%。结合XRD、FT-IR、XPS和CO_(2)-TPD等表征结果发现,催化剂的碱性位强度增加可以提高PC的转化率,而总碱性位含量提高则降低DMC的选择性。Co改性的Ca-Zr催化剂具有最少的碱性位和最高的强碱性位站比,因而表现出较高的PC转化率和DMC选择性。

医用Mg-Zn-Y-Ca-Zr镁合金组织及腐蚀性能研究

主要对医用镁合金材料的应用进行探究式试验,采用Zr元素作为主要合金化材料,它不仅能够细化合金晶粒,对基体点位也有明显的提高作用;另外,它还能够降低电偶的腐蚀。针对Mg-Zn-Y-Ca-Zr合金结构中Zr含量的变化进行探究,通过多种试验进行分析。主要包括XRD、OM、SEM、电化学原理、失重试验以及析氢试验对合金内部的显微特征、组织特性以及腐蚀能力进行深层次探究。结果显示,在合金的应用中,适当添加Zr元素有助于增加镁合金基体电位。这种状态下,镁合金材料的电偶发生腐蚀的情况会大大降低。对于Mg-Zn-Y-Ca-Zr合金中Zr的含量进行了多项分析,探讨了Zr含量与性能之间的关系,最终可知,Mg-Zn-Y-Ca-Zr的合金研究对医学材料的开发有着积极的作用。

镁合金表面Ca-P涂层的制备及其耐蚀性研究

采用两步阳极氧化和化学沉积结合的方法,在钙/磷比为1.67的溶液中Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金表面制备了Ca-P生物涂层。分别采用XRD、SEM、划痕仪和光学显微镜表征分析涂层的物相成分、表面形貌、厚度和结合力,以及通过电化学工作站测定涂层材料的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-Zn-Zr合金经过阳极氧化和化学沉积处理生成了Ca-P涂层,主要成分为磷酸氢钙(CaHPO_(4))、二水磷酸氢钙(CaHPO_(4)·2H_(2)O)和磷酸三钙(Ca_(3)(PO_(4))_(2));在沉积时间为48 h的条件下,形成的Ca-P涂层组织形貌致密均匀,与基体的结合力最好,且能使镁合金的腐蚀电位达到-1.181 V,腐蚀速率明显降低,达到了提高镁合金基体耐蚀性的目的。

利用Ca、Zr和稀土的氧化物冶金技术最新进展

为了研究氧化物冶金技术对提高厚钢板焊接性能的影响,归纳总结了国内外利用强脱氧剂Ca、Zr和稀土的氧化物冶金技术的最新进展。随着Ca含量的升高,亚微米级TiN粒子的平均尺寸变化不大,纳米级TiN粒子的平均尺寸下降,亚微米级TiN粒子和纳米级TiN粒子数量明显增多。在焊接热输入400 kJ/cm条件下,含质量分数25×10^(-6)的Ca对HAZ组织的细化效果和低温冲击韧性的改善效果最好。含质量分数150×10^(-6)的Zr钢,粗晶热影响区在钢样中获得了良好的冲击韧性,在热输入400 kJ/cm高达230 J。加稀土元素后,小尺寸夹杂物数量密度上升,平均尺寸下降。含质量分数23×10^(-6)的Ce钢,在热输入为25 kJ/cm条件下,冲击功提高到215 J左右,韧性增强效果尤为明显。对比加Ca、Zr和REM的氧化物冶金作用机理,加Ca可以促进纳米级TiN粒子的增量细化析出,具有一定的抑制奥氏体晶粒长大的效果,同时还可以明显促进晶内铁素体的生长。加Zr也具有一定的抑制奥氏体晶粒长大的效果,还容易形成大量含Ti的复合氧化物夹杂,通过吸附MnS夹杂,促进针状铁素体形核。添加稀土元素可以细化微米级夹杂物,从而细化奥氏体晶粒,也具有一定的促进针状铁素体生长的效果,但是容易造成连铸过程的水口堵塞问题。

Zr添加对阻燃Mg合金的组织和力学性能的影响

本文以高纯Mg和Mg-Y、Mg-Ca、Mg-Zr中间合金铸锭为原料,采用高频感应炉熔炼Mg-3.5Y-0.8Ca-0.5Zr阻燃镁合金。采用原子发射光谱法(ICP-AES)测定合金组份,利用超景深显微系统和扫描电子显微镜(SEM)观察添加Zr元素后镁合金的显微组织演化,探究其晶粒细化机理,通过电子万能引伸计测试合金的力学性能,并分析了Zr元素对合金的力学性能的影响。结果表明:添加0.5wt%Zr元素后,晶粒和晶界均显著细化为约2um的半连续网格状,富Zr晶界偏聚物均匀细化为亚微米尺度并沿着晶界向晶内弥散分布,有效钉扎晶界和晶内组织,合金的拉伸强度提升33.8%。

微合金化对AZ31组织和力学性能的影响

研究了Ca和Zr元素对AZ31镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并探讨其化学成分与组织结构和力学性能之间的变化。结果表明,在AZ31镁合金中加入Ca后,合金的组织明显细化,晶间析出相增多,β-Mg17Al12相数量减少,当Ca含量为0.37%时,在晶界上出现了新相Al2Ca相,Al2Ca相对合金有强化作用,合金的抗拉强度为190.4MPa。当Ca含量达到1.54%时,晶粒尺寸最小为63.4μm;采用电磁-悬浮铸造技术,在AZ31镁合金中加入Zr,可以细化合金的显微组织,提高其力学性能,当Zr含量达到0.07%时,合金的抗拉强度为210.8MPa,与铸态AZ31镁合金相比提高了19.56%,伸长率为12.9%,提高了20.56%。

ICP-AES法测定铁钕合金中主量元素钕及7种杂质元素的研究

用 ICP- AES法同时测定了铁钕合金中主量元素钕及 Al、Si、Mn、Cr、Mg、Zr、Ca等 7种杂质元素。研究了基体元素铁、主量元素钕对杂质元素的光谱干扰 ,选择了合适的分析线和内标线 ,测定了分析方法的检出限 ,回收率为 87%— 113%。方法准确、快速、简便 。

电磁搅拌对等通道挤压前后Mg-Zn-Zr-Ca合金组织和性能的影响

在合金熔炼过程中通过控制磁场的施加,分别制备无电磁搅拌和施加电磁搅拌的Mg-2.0Zn-0.7Zr-0.5Ca镁合金铸锭。采用等通道挤压(ECAP)工艺分别对这两种状态的合金进行挤压加工,研究电磁搅拌对ECAP前后合金组织和性能的影响。结果表明:与无磁场状态相比,施加电磁搅拌后,合金的显微组织和力学性能均得到很大改善。因电磁搅拌能细化铸态合金的原始晶粒,经1道次和2道次ECAP后合金的晶粒细化程度明显优于无磁场状态的铸态合金的。4道次ECAP后施加电磁搅拌合金的晶粒非常细小、均匀,且性能最佳,其硬度、屈服强度和伸长率分别达到56.3 HV、276 MPa和18.3%。

Zr、Y和Ba-Ca变质对00Cr25Ni7Mo4N钢组织与性能的影响

以00Cr25Ni7Mo4N铸造不锈钢的组织和性能为研究内容,试验了Zr、Y和Ba-Ca变质剂对钢的变质效果。试验表明,3种变质剂对抑制晶体长大,细化组织,改善铸造性能和提高材料的力学性能均产生良好效果;其中Y的变质效果最为显著,试样的断口宏观形貌得以明显改善,断口撕裂的颗粒细化程度是未处理试样的1/11;组织中孤立岛状的γ相明显圆钝和尺寸变小;夹杂物数量减少;因此,钢的流动性提高,铸造工艺性能得以改善,铸造缺陷减少;由于钢的组织细化,力学性能明显提高。变质后的材料在具备良好塑韧性(δ=19%)时,σb和σs分别提高了16.1%和41.2%。

四氯乙烷催化脱氢生产四氯乙烯催化剂研究——沉淀剂浓度对催化剂性能的影响

以氢氧化钠为沉淀剂,制备系列Cu-Zn-Ca-Zr-O复合氧化物催化剂,考察沉淀剂浓度对催化剂形貌及催化性能的影响,通过XRD、SEM、TEM、TPR、BET和XPS等对催化剂进行表征。结果表明,沉淀剂浓度对催化剂形貌和孔径均有影响,制备的催化剂中,分散在载体表面的氧化铜起主要催化作用,是催化活性中心。考察催化剂对四氯乙烷脱氢制备四氯乙烯反应的催化性能,结果表明,在反应温度310℃、空速0.5 h-1和沉淀剂质量浓度10%条件下,催化剂催化四氯乙烷脱氢的活性最高,四氯乙烷转化率为80.0%,四氯乙烯选择性为96.0%。

微量Ca对Mg-Zn-RE-Zr合金组织及性能的影响

借助金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪以及电子万能拉伸实验机等设备研究了微量的Ca对Mg-Zn-RE-Zr镁合金的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:由于Ca的加入,合金组织中晶粒逐渐变小,合金组织更加均匀,合金的拉伸性能得到提高;当Ca加入量为0.05%时合金的拉伸性能最佳,抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16.9%。

基于CA-FE法的Cu-Cr-Zr-Ag合金凝固组织模拟

Cu-Cr系合金因其具有高强度、高导电以及优异的耐磨损性能,被广泛应用于电气化铁路接触导线、连续铸造结晶器内衬、异步牵引电动机转子以及耐磨电触头等。应用ProCAST软件中的CA-FE法对Cu-0.1Cr-0.08Zr-0.08Ag合金的凝固过程进行了模拟。结果表明:Cu-Cr-Zr-Ag合金凝固时,铸坯外表面沿模壁产生细晶薄层后,随之形成几何取向一致的柱状晶,而铸坯的心部则是由许多粗大的等轴晶所组成。随着冷却速度的加大,合金铸坯晶粒变得更为细小。模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性。

行ZrSiO_4颗粒/Ca_(0.6)Mg_(0.4)Zr_4P_6O_(24)基复相陶瓷的烧结行为及力学性能

本文对ZrSiO4颗粒 /Ca0 6 Mg0 4Zr4P6 O2 4基复相陶瓷的烧结行为及力学性能进行了研究。发现引入ZrSiO4相 ,可促进Ca0 6 Mg0 4Zr4P6 O2 4基陶瓷的烧结 ,并抑制主晶相的晶粒长大。在Ca0 6 Mg0 4Zr4P6 O2 4中引入 10vol%ZrSiO4,可获得一种具有较高抗弯强度 (197MPa)和较低热膨胀系数 (1 5 4×10 - 6 /℃ )的NZP基复相陶瓷材料。

含锆、钙熔铁型氨合成催化剂的Mssbauer谱

研究了含锆和含锆、钙的熔铁型氨合成催化剂的M ssbauer谱。结果表明 ,Zr4 +进入Fe3O4 晶格使B位扩张 ,促进了Fe3O4 的还原与Al的均匀分布。含锆、钙催化剂由于锆、钙的作用使Zr4 +进入晶格减少 ,还原更易在A位发生 。

Ca对Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性的影响

采用静态质量损失法、电化学测试方法研究了加入不同含量的Ca(0 mass%,0.2 mass%,0.8 mass%)对时效态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金耐腐蚀性能的影响,运用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对合金的组织和物相以及腐蚀产物形貌和物相进行分析。结果表明:时效态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg基体、Mg5Gd和Mg24Y5相组成,晶粒尺寸随着Ca含量的增加而减小,细化效果显著;当Ca含量为0.2 mass%时,其主要以固溶的形式存在,合金相的种类没有改变,但Ca含量为0.8 mass%时,合金有新相Mg2Ca的生成且晶界处的第二相明显增多。在本文研究范围内,Mg-11Gd-3Y-0.2Ca-0.5Zr合金自腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,合金的耐蚀性最好;合金表面的腐蚀产物主要是由Mg(OH)2以及少量的Mg5Gd和Mg24Y5相组成。

Ca对铸态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、硬度计以及拉伸试验机,研究分析了Mg-11Gd-3Y-xCa-0.5Zr(x=0、0.2、0.8 mass%)合金的显微组织及力学性能。结果表明:铸态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金由α-Mg基体以及大量处于晶界上的Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成,添加0.2 mass%Ca对合金相种类没有影响,而当添加0.8 mass%的Ca时,晶界处有新相Mg_2Ca的出现且晶粒显著细化。随着Ca元素含量的增加,合金的抗拉强度及硬度不断增加,但伸长率不断降低,当Ca含量为0.8 mass%时,抗拉强度和硬度达到217 MPa和92 HBW,与基体合金相比提高了12.43%和16.46%,但伸长率仅为3.4%。

BCZT陶瓷的Nd^(3+)掺杂机制与介电性能研究

采用固相合成法制备了(Ba_(0.92-x)Ca_(0.08)Nd_x)(Ti_(0.82)Zr_(0.18))O_3(0≤x≤0.02)陶瓷样品,借助XRD、LCR等手段对该陶瓷的结构和介电性能进行了研究。结果表明:当x=0.015时,陶瓷样品出现第二相。通过GULP软件模拟计算并结合实验数据分析可知:随着Nd^(3+)浓度增加,Ti^(4+)空位补偿机制优先发生,可能伴有少量自我补偿。增大Nd^(3+)掺杂量,介电常数与介电损耗均呈现下降趋势,介电峰值扩展并向低温移动。随着Nd^(3+)掺杂量增加,陶瓷样品呈现弛豫型铁电体特征,这与偏离平衡位置Nd^(3+)和缺陷偶极子[4Nd_(Ba)~·+V_(Ti)~″″]产生的无规场有关。

电压及成膜时间对Mg-Zn-Zr-Ca合金陶瓷膜微观组织影响

通过采用微弧氧化技术(MAO),研究微弧氧化处理电压及成膜时间对Mg-Zn-Zr-Ca生物镁合金陶瓷膜的微观结构的影响,从而探究出微弧氧化的成形机理,并获取最佳工艺参数.实验结果表明:与镁基体相比,Mg-Zn-Zr-Ca生物镁合金经微弧氧化处理后,其表面形成乳白色光滑的陶瓷膜,且在微弧氧化处理过程中,当处理电压为450 V和500 V,成膜时间为9 min和11 min时,所形成的陶瓷膜的微观表面微孔较分布均匀,微孔孔径以及表面孔隙率相对稳定.由此,为Mg-Zn-ZrCa生物镁合金选择合适的工艺参数进行微弧氧化表面处理提供理论依据.

(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1–x)Sn_(x))O_(3)无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

钙锆共掺钛酸钡陶瓷(BCZT)具有优异的介电性能和压电性能,是一类具有发展潜力的无铅压电陶瓷,但其压电性能仍无法与铅基陶瓷媲美。为提高压电性能,本研究对陶瓷材料进行Sn元素掺杂改性((Ba_(0.85)Ca_(0.15))-(Ti_(0.9)Zr_(0.1–x)Sn_(x))O_(3),x=0.02~0.07))。晶体结构分析证实所有组分的陶瓷无杂相,处于正交相与四方相两相共存状态,并具有较大的c/a;显微结构分析发现所有陶瓷都很致密,且平均晶粒尺寸随着Sn含量的增加而增大。当x=0.04时,陶瓷最致密,且室温处于准同型相界附近,因此拥有最佳的电学性能:d_(33)=590p C·N^(–1),k_(p)=52.2%,tanδ=0.016,ε_(33)^(T)=5372,d_(33)^(*)=734pm·V^(–1),IR=57.8GΩ·cm。本研究表明:Sn掺杂的BCZT基无铅压电陶瓷具有优异的压电性能,有望在换能器、机电传感器和驱动器等方面得到应用。

BaTiO_(3)基无铅陶瓷大电致伸缩系数

微位移驱动器在航天、半导体和工业等领域有着重要应用,现在市场上大部分采用的是铅基压电陶瓷材料.出于环境保护和法规限制的考虑,亟需研发具有优良电致伸缩性能的无铅陶瓷材料.作为一类ABO_(3)型铁电体,(Ba,Ca)(Ti,Zr)O_(3)(BCTZ)无铅陶瓷由于具备高压电系数而引发大量关注.本文借助固相法,制备了高电致伸缩系数的(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_(3)陶瓷(BCTZ).研究了烧结温度对BCTZ陶瓷结构和电学性能的影响.研究结果表明:在室温附近,BCTZ陶瓷晶相结构形成正交(O)-四方(T)两相共存.烧结温度促进了BCTZ陶瓷致密性改善和晶粒长大.当烧结温度为1300℃时,BCTZ陶瓷晶粒尺寸在1μm左右,可获得大电致伸缩系数Q33(5.84×10^(–2)m~4/C~2),大约是传统PZT陶瓷的2倍.这可能是陶瓷晶粒尺寸所产生的表面效应和A—O化学键所具有的强离子性共同作用的结果.此外,室温附近BCTZ陶瓷虽处于正交-四方两相相界,但陶瓷电致伸缩系数Q33在测量温度为25—100℃范围间具有良好的温度稳定性.