铜合金表面激光原位自生W_2C增强镍基涂层

使用脉冲Nd:YAG固体激光器在铜合金表面激光熔覆添加W和C的镍基合金(GH—01)粉末,研究了W_2C硬质相在镍基涂层中的原位自生增强机制.用扫描电镜表征和分析了涂层的显微组织和微区成分,用显微硬度计和X-ray衍射仪分析了涂层的显微硬度变化规律及相关的相组成.结果表明:激光原位反应使镍基涂层组织内原位生成了弥散分布的花瓣状、块状以及柱状的W_2C颗粒,涂层的显微硬度达到了838 HV,是铜基体的8倍.碳化钨的原位生成不但实现了对镍基涂层的强化,而且抑制了裂纹的产生.

W_2C/AC催化快速热解松木磨木木质素

以活性炭(AC)为载体制备了不同钨负载量的W_2C/AC催化剂,将其和松木磨木木质素(MWL)机械混合后进行Py-GC/MS(快速热解-气相色谱/质谱联用)实验,考察了钨负载量、催化剂/MWL比例对产物分布的影响,并通过外标法对主要产物(芳烃类和酚类)的真实产率进行了定量分析。结果表明,W_2C/AC催化剂可有效促进木质素的热解解聚生成单酚类产物,并对酚类产物具有脱羰基、脱甲氧基、脱羟基以及加氢的效果,从而促进稳定的酚类产物(不含羰基、甲氧基和不饱和碳碳双键)和芳烃类产物的生成。在4种W2C/AC催化剂中,10%-W2C/AC的催化效果最佳,在催化剂/MWL比例为5时热解产物总产率达到最大值,此时芳烃类和酚类产物的总产率由无催化剂时的21.2 mg·g^(-1)和151.0 mg·g^(-1)增加至102.1 mg·g^(-1)和191.1 mg·g^(-1)。

H_9P_2W_(15)V_3/C催化1,4-丁二醇环化脱水制备四氢呋喃

以活性炭为载体,通过浸渍法制备了H9P2W15V3/C催化剂,对催化剂进行FT-IR表征。以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃为探针反应,考察催化剂的酸催化性能。通过正交实验得出了最佳条件反应:w(催化剂)=3.93%(相对1,4丁二醇质量),反应温度为185～190℃,反应时间为40 min,四氢呋喃平均收率达93.30%,催化剂重复使用3次,产率仍可达90.94%。本工艺具有绿色、安全、操作简单、收率高等优点。

9Cr-2W耐热钢的微观组织及析出相的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对9Cr-2W耐热钢的组织结构及析出相进行了研究.结果表明：9Cr-2W耐热钢在正火态下的显微组织为马氏体,含有几十到上百nm的NbX析出相以及几十nm的针状渗碳体,而在回火态下的显微组织为回火马氏体,析出相主要是100~300 nm的M23C6型析出相和50 nm左右的MX型析出相;9Cr-2W耐热钢在650℃、110 MPa下持久断裂后的显微组织仍为回火马氏体,持久断裂试样中除了M23C6型和MX型析出相以外,还发现尺寸为100~500 nm左右的Laves相,主要分布在晶界上.

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C陶瓷抗弯强度的研究

热压烧结制备了Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料,对其抗弯强度及组织形貌进行了研究,分析了Cr3C2与(W,Ti)C对抗弯强度的影响。结果表明:添加(W,Ti)C与Cr3C2有利于阻止晶界迁移,延缓晶粒长大,提高材料强度,但每一相的添加量以10%内为宜,两者添加总量在20%左右时Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合材料抗弯强度较佳。铬、钨、钛离子在Al2O3基体晶粒中的固溶起强化作用,网状结构是降低材料抗弯强度的重要原因。

超重力下燃烧合成TiB_2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷结构

采用超重力下燃烧合成工艺,可以制备出大体积凝固态碳硼化物基共晶复合陶瓷,同时为抑制TiC-TiB2复合陶瓷的热裂倾向,在制备过程中加入一定量的WO3作为铝热反应的氧化剂之一,通过燃烧合成获得Ti-W-Cr-C-B合金液相,进而制备出低缺陷、高致密性的TiB2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷。XRD、FESEM与EDS结果显示,陶瓷基体主要由TiB2-(Ti,W)C共晶组织构成,且在基体边界上存在少量的Al2O3和Al2O3-ZrO2共晶组织。由于超重力诱发反应熔体内部分层,导致熔体中液态氧化物浮于熔体上层,而Ti-W-C-B合金液相则位于熔体下部,最终凝固生成TiB2-(Ti,W)C复合陶瓷。由于W/Ti无限互溶,W原子向TiC中扩散,在TiC中形成了(Ti,W)C固溶体,(Ti,W)C固溶体完全保持了TiC的晶格结构。性能测试表明,TiB2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷的相对密度、硬度和断裂韧度均较高,分别为98.4%、26.4GPa和7.6MPa.m1/2。

Al_2O_3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的显微结构

使用纳米、亚微米级的α-Al2O3粉体和微米级的(W,Ti)C粉体为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料。对热压后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析,利用透射电镜、扫描电镜及X衍射仪对Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的微观组织和结构进行了研究。结果表明,增强相(W,Ti)C与基体Al2O3互相穿插、包裹,界面结合良好,形成了典型的骨架结构;球磨后的(W,Ti)C颗粒粒度分布广泛,热压烧结后与基体材料形成了内晶/晶间型结构;断裂模式的改变、内部残余应力场、位错机制、裂纹分叉和偏转等促进了材料强度和韧性的提高。

激光熔覆(WC+W_2C)_p/Ni基合金复合涂层的微观结构特征

运用XRD、SEM及显微硬度试验等手段研究了激光熔覆Co包铸造(WC+W2C)p增强Ni基合金复合涂层的微观组织特征,分析了Co包铸态(WC+W2C)p在激光熔覆过程中的冶金行为.研究结果表明:在激光熔覆过程中,(WC+W2C)p的Co包覆层完全熔化,(WC+W2C)p本身也发生部分溶解,其稳定性随W2C/WC比增大而降低;当熔池凝固时,(WC+W2C)p在涂层中的分布主要受激光熔池中存在的强烈对流和颗粒/凝固前沿相互作用所控制;依赖于局部成分,涂层中形成变成分的η1-M6C(M=Co、W、Ni)型碳化物,优先分布在(WC+W2C)p表面;涂层基体的典型组织由分布在γ-Ni+M23C6为主加硼化物Ni4B3、Ni3B和碳化物M7C3的伪多元共晶中的η1-M6C组成.

非平衡凝固W_2C的原位生长机理及硬度分析

利用直流电弧原位冶金技术制备W_pC-Fe复合材料,通过物相分析、显微组织观察和硬度测试,研究非平衡凝固W_2C的原位生成机制、形态演变以及含量和形貌对材料硬度的影响。结果表明:W和C原位反应时,熔池温度高于1652K,W_2C比WC更易生成。直流电弧高温熔池非平衡凝固过程中,W_2C的生长机制由小平面晶变为非小平面晶,逐渐偏离由晶体结构决定的六次等轴花状晶初生形貌,以平行连生的方式生长为定向枝晶。W_2C的显微硬度低于WC的,由于受到形貌的影响,等轴花状晶的硬度(1993 HV_(0.2))明显高于定向枝晶的(1536HV_(0.2));工作电流由600A增到1000A时,复合材料中W_2C的生成量增加,宏观硬度由84HRA下降为78HRA。

W(100)c(2×2)表面的STM图像

用基于第一性原理的密度泛函理论研究了W(100)c(2×2)再构表面的表面弛豫以及扫描隧道显微镜(STM)图像和衬底偏压的关系.计算所得到的表面原子沿[110]方向的畸变位移δ为0.027nm,畸变能△E为80.6meV·atom-1,表面原子的弛豫分别为-7.6%(△d12/d0)和+0.8%(△d23/d0),功函数Φ为4.55eV.STM图像模拟表明,由于表面原子沿[110]方向的位移,会导致出现平行于[110]方向的亮暗带状条纹.STM图像中突起所对应的并不是表面或次表面的钨原子,而是zig-zag型W原子链中线位置;而STM暗区对应于原子位置畸变形成的相邻zig-zag型W原子链中间区域.当衬底负偏压时,STM针尖典型起伏高度大约在0.008-0.013nm之间;而当衬底正偏压时,针尖起伏高度在0.019-0.024nm之间变化.

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C陶瓷模具材料研究

应用热压技术制备了添加不同含量Cr3C2和(W,Ti)C的Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料。利用光学显微镜、环境扫描电镜、透射电镜和能谱分析仪等对Al2O3/30%Cr3C2、Al2O3/30%(W,Ti)C、Al2O3/20%Cr3C2/10%(W,Ti)C三种复合陶瓷材料的显微组织结构进行了观察分析。研究表明:同其它两种材料相比,Al2O3/20%Cr3C2/10%(W,Ti)C陶瓷复合材料组织细化均匀,有连续骨架结构生成。Cr3C2和(W,Ti)C颗粒的共同加入有利于晶粒生长的制约,裂纹分枝与偏转、晶粒拔出、以及纳米相等等,有效提高了氧化铝陶瓷材料的力学性能。

Al_2O_3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

采用纳米和亚微米级的α-Al2O3,以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料,制备了Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al2O3含有体积分数为11%的纳米Al2O3时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840 MPa,6.55 MPa.m1/2和20.1 GPa.TEM实验表明,纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大,形成了典型的骨架结构,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.

H9P2W15V3／C催化绿色合成对羟基苯甲酸丁酯

以活性碳为载体,通过浸渍法制备了H9P2W15V3/C催化剂,对催化剂进行Uv-Vis、FT-IR表征。以对羟基苯甲酸丁酯的合成反应为探针,考察了催化剂的催化性能。研究了磷钨钒杂多酸负载量、催化剂用量、醇酸比、反应时间和反应温度对反应的影响。通过单因素实验和正交实验确定了反应的最佳条件:杂多酸负载量为30%,催化剂用量8.7%(按反应体系总质量计算),醇酸摩尔比2∶1,反应时间3h,反应温度125℃,酯化率可达91.30%。催化重复使用5次,酯化率仍可达76.42%。

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C复合材料化学相容性分析

应用热力学原理计算分析了Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料体系中各组分间化学反应的可能性。结果表明,在1800℃范围内各组分间不会发生化学反应。并通过Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料的热压烧结制备进行了实验验证。

Cr_3C_2及(W,Ti)C对Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C复合陶瓷材料Vickers硬度的影响

热压烧结制备了Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料(以下简称ACW复合材料),对其Vickers硬度及组织形貌进行了研究,分析了Cr3C2及(W,Ti)C对Vickers硬度的影响.结果表明,(W,Ti)C和Cr3C2的添加利于阻止晶界迁移,抑制晶粒长大,Cr、W、Ti离子在Al2O3基体晶粒中的固溶起强化作用.每一相的添加量在10%～20%(体积分数,下同)为宜,添加总量在30%左右ACW复合材料硬度最佳.

自蔓延离心法制备Fe_3Al/W_2C复合涂层

以氧化铁、铝粉、三氧化钨、石墨为原料,采用自蔓延离心法制备了具有内生强化W2C相的Fe3Al涂层。采用x射线衍射仪分析涂层相物相,采用扫描电镜观察涂层组织及磨损后形貌,利用盘销式试验机对比检测了Fe3Al和Fe3Al/W2C涂层的干摩擦性能。结果表明,反应原料中的铝与石墨比例为2:1时,涂层中的主要物相为W2C和Fe3Al。Fe3Al/W2C涂层的相对耐磨性是Fe3Al涂层的1.6倍。

反应熔铸（Ti,W,Cr）B2-（Ti,W,Cr）C复相陶瓷刀具材料

采用超重力场反应熔铸技术,以（Ti＋B_4C）为主体系,辅以（Cr O_3＋WO_3＋Ni O＋Al）复杂铝热体系,制备出（Ti,W,Cr）B_2-（Ti,W,Cr）C陶瓷刀具材料。XRD、FESEM与EDS分析表明：（Ti,W,Cr）B_2-（Ti,W,Cr）C陶瓷基体主要由（Ti,W,Cr）B_2块晶、不规则（Ti,W,Cr）C、Al Ni及少量Al_2O_3构成。燃烧体系反应完成后,Al_2O_3熔滴被分离,得到Ti-W-Cr-Ni-C-B混合熔体。在混合熔体的冷却凝固过程中,Ti C优先形核析出,[W]、[Cr]原子取代部分[Ti],扩散至Ti C相中,先后生成（Ti,W）C、（Ti,W,Cr）C;在Ti B_2长大过程,[W]、[Cr]原子取代部分[Ti],生成（Ti,W,Cr）B_2;在凝固后期,[Ni]与少量未反应的[Al]反应生成Al Ni,分布于基体间,提高了陶瓷的致密性。

C_(12)(n)-4-C_(12)(n)·2Br头基尺寸对W/O微乳界面组成和结构的影响

合成出具有不同头基尺寸的季铵盐Gemini表面活性剂C12(n)-4-C12(n)·2Br(n=1,2,3时分别对应甲基、乙基和丙基,即四亚甲基-α,ω-二(十二烷基二甲(乙、丙)基溴化铵)).以稀释法研究C12(n)-4-C12(n)·2Br在庚烷中形成的W/O微乳的组成和结构.结果表明,庚烷溶液中的部分己醇参与构成混合界面膜,从而改善了混合组分的分子几何形状,生成了稳定的W/O微乳.随着水含量W0增大,微乳的水核也随之增大,变小的界面曲率减小了混合膜对己醇量的需求.增大C12(n)-4-C12(n)·2Br头基尺寸,界面层中己醇与表面活性剂的摩尔比(a)先增大(n从1到2)然后再减小(n从2到3).W0愈大,a在n从2到3时减小得愈明显.在W0=10和20时,微乳水核半径Rw随n增大而减小;但在W0=30时,当n从2到3,Rw反倒明显增大.这些结果表明,季铵头基相连的两个丙基其行为与相连两个甲基或两个乙基时不同,这两个丙基弯曲朝向庚烷,撑大了表面活性剂烷烃链区域的体积,致使混合界面膜上己醇分子的需求量减少,有助于形成较大尺寸的水核.

车刀用W_2C颗粒增强Fe基复合材料组织和性能分析

利用直流电弧原位冶金技术制备W_2C颗粒增强Fe基复合材料。通过物相分析、显微组织观察和力学性能测试,研究车刀用W_2C颗粒增强Fe基复合材料的组织和力学性能。结果表明:复合材料的物相组成为WC、W_2C和(Fe,Ni),花状枝晶含有大量的C和W,是固溶了Cr的W_2C;Fe基固溶体与M_7C_3共同构成的菊状共晶结构。W_2C颗粒增强以后,复合材料的拉伸强度、屈服强度、伸长率分别为248.3 MPa、188.6 MPa和12.8%,硬度为61.8 HB。复合材料拉伸断口存在少量撕裂棱以及大量韧窝结构,呈现微孔聚集性断裂特征。

无压浸渍锰白铜合金-W_2C复合涂层的磨损特性研究

采用无压浸渍工艺在45#钢表面制备锰白铜合金-W2C复合涂层,考察了比压、转速及W2C颗粒尺寸对复合涂层耐磨性的影响,并与目前钻机刹车盘用16Mn钢材料的耐磨性进行对比.结果表明：在给定的试验条件下,采用2种不同W2C颗粒粒度的复合涂层的磨损量均随比压及转速的增加而增大;W2C粒度大的涂层由于W2C颗粒在锰白铜基体中分布均匀,形成较好的骨架结构,弥散强化作用较好,比W2C粒度小的涂层具有更优异的耐磨性;由于W2C颗粒能够削弱磨粒的微切削作用,抑制裂纹扩展,其涂层耐磨性比16Mn钢提高10～50倍.