等离子焰流中Cr2O3-TiO2粒子的飞行行为研究

喷涂过程中粒子沉积前的飞行行为在很大程度上决定了涂层的内部质量。为了研制一种致密、结合强度高的高炉风口用Cr2O3-TiO2复合涂层,采用SprayWatch-2i型在线监测设备研究了工艺参数对等离子焰流中的Cr2O3-TiO2粒子飞行行为的影响。利用图形分析软件(Image-proPlus3.0)和涂层的截面显微组织照片计算涂层的孔隙率。结果表明,随着喷涂参数的增大,粒子的表面温度和速度均经历了先上升后下降的过程。喷涂距离是影响粒子的表面温度和速度的最主要因素,喷涂功率稍次之,送粉率的影响力最小。Cr2O3-TiO2粒子的飞行行为达到巅峰时参数范围为喷涂功率66~68kW,喷涂距离105~108mm,送粉率35~37g/min。

MoO3改性V2O5/TiO2 SCR催化剂的低温脱硝研究

采用浸渍法制备了低温脱硝MoO3改性V2O5/TiO2催化剂。将催化剂置于固定床反应器中研究其SCR的脱硝性能、抗硫性能。实验模拟烟气条件为NO:500×10-6,NH3:500×10-6,O2:8%,SO2:100×10-6,N2:平衡气体,空速36000h-1。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有良好的低温脱硝性能和低温抗硫性能。催化剂的最佳配比为3%V2O5-6%MoO3-91%TiO2(质量分数)。在180~260℃时,脱硝效率为80%~93%,SO2的氧化率小于1%。

Si改性对V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂NH_3-SCR活性和热稳定性的影响（英文）

V_2O_5/WO_3-TiO_2是NH_3-SCR领域应用最为广泛的商用脱硝催化剂,该催化剂具有良好的抗硫中毒性能;但其水热稳定性却相对较差,高温条件下运行会严重失活.这主要是由于锐钛型TiO_2在高温下发生团聚或相变,生成比表面积较小的晶红石型TiO_2,进而导致活性组分V_2O_5和WO_3团聚或挥发.结局问题的关键是提高载体TiO_2的水热稳定性,而添加Al,Zr和Si等元素对TiO_2进行改性则被认为是最有效的方法之一.Si改性的V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后仍然具有较高的比表面积、较多的酸性位和稳定晶体结构,但其作用机理仍不明确.本文分别考察了750oC水热老化处理24h对V_2O_5/WO_3-TiO_2和V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂结构和催化活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、拉曼光谱(Raman)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段研究了Si改善V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热稳定性的原因.结果表明,水热老化后,Si改善的催化剂和载体的比表面积降幅较小.XRD结果表明,Si添加到TiO_2中可形成Ti-O-Si固溶体,固溶体的形成使TiO_2晶界能提高,可防止水热老化过程中TiO_2的团聚和相变,进而提高其水热稳定性.负载V后,Si对载体的稳定作用则更加明显.这主要是因为低熔点的V_2O_5会加剧载体的团聚和相变.结合H_2-TPR和Raman结果可知,V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后发生TiO_2团聚或相变,进而导致活性组分多聚态V_2O_5团聚生成V_2O_5晶粒或Ti-V-O固溶体,而后者对SCR反应活性的贡献非常低;同时,水热老化还使得助剂WO_3从WO_3-TiO_2中脱离出来,因而导致催化剂活性和选择性下降.然而由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂载体具有良好水热稳定性,经水热处理后仍保持着锐钛晶型和较小的晶粒,抑制了活性组分V_2O_5的严重团聚或形成固溶体;同时还使得高分散态V_2O_5轻微团聚形成主要活性组分多聚态V_2O_5,因此催化活性反而提高.另外,由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂中形成了Ti-O-Si固溶体,进而产生更多的酸性位,水热处理后,其酸性位降低幅度较小;而V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂酸性位数量明显减少,这与其载体和活性组分的烧结和相变相关,这也是导致其失活的主要原因之一.

铝基体喷涂Al_2O_3-TiO_2/NiCoCrAlY系梯度涂层的抗热震性能

在 ZL104铝合金基体上喷涂了 Al_2O_3-TiO_2/NiCoCrAlY 系梯度涂层和 Al_2O_3-TiO_2非梯度涂层,对这两种试样进行了室温400℃冷热循环试验,以研究涂层的抗热震性能和热震失效机制。结果表明:Al_2O_3-45%TiO_2与基体热膨胀系数的差异所产生的热应力是热震过程中涂层剥落的主要原因,涂层成分的梯度变化缓解了热应力,提高了抗热震失效能力;在热震循环过程中试样的弯曲是由基体和涂层材料膨胀系数、导热系数的差异以及铝基体的塑性变形造成的,这种变形使涂层产生残余拉应力,降低了涂层的抗热震性能。

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.

Tb_4O_7掺杂Cr_2O_3-TiO_2基高发射率涂层结构及辐射性能研究

目的提高Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层的辐射性能。方法以Cr_2O_3、TiO_2、NiO、Tb_4O_7为原料,经喷雾干燥及高温烧结致密化处理,制备成具有尖晶石和钙钛矿混合结构的Cr_2O_3-TiO_2基复合团聚型粉体,利用大气等离子喷涂法在TC4钛合金表面制备Tb_4O_7掺杂型Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、IRE-2红外辐射测试仪,分别对样品的显微组织结构、物相组成及辐射性能进行了表征。结果团聚造粒后,复合粉体的球形度和流动性较好,可满足等离子喷涂连续使用。所制备的Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层的熔化状态较好,扁平化程度较高,涂层中掺杂的Tb元素分布均匀。Tb^(4+)、Tb^(3+)等稀土元素离子,取代NiCr_2O_4尖晶石结构中半径相近的Ni^(2+)、Cr^(3+),导致单一晶体结构的整齐度被破坏,晶胞体积的变化引起晶体结构产生畸变,辐射条带显著加强和宽化。随着Tb_4O_7掺杂量的增多,涂层发射率逐渐上升,当掺杂量达到7.5%时,涂层在600℃的法向全发射率达到0.91。结论 Tb_4O_7稀土氧化物的加入可以有效提高Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层的发射率,稀土掺杂诱发尖晶石晶体结构畸变,从而改善涂层的辐射性能。

Cr_2O_3-TiO_2负载金属光催化剂及其光分解水产氢性能研究

以钛酸四丁酯和重铬酸铵为原料,采用溶胶凝胶法制备Cr2O3 TiO2 复合型光催化剂,并利用浸渍法在Cr2O3 TiO2 表面分别负载Fe、Mn、Mo 过渡金属,制备了Fe Cr2O3 TiO2、Mn Cr2O3 TiO2、Mo Cr2O3 TiO2 三元复合型光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、比表面分析(BET)和紫外可见吸收光谱(Uv Vis)对催化剂进行了表征.XRD结果表明:TiO2 为金红石结构;Cr2O3 为绿铬矿结构.催化剂在紫外光和可见光条件下均具有光催化分解水产氢活性,紫外光条件下三元复合型光催化剂可以明显提高光催化产氢活性,其中Mo Cr2O3 TiO2 活性最高,而在可见光条件下,三元复合型光催化剂产氢活性略低于Cr2O3 TiO2.

固相法制备Cr_2O_3微粒子

以铬酸酐热分解制备Cr2 O3 工艺为基础 ,研究了反应温度、时间以及硼化物、氧化物、铬化合物、可燃性粉末添加物对产品性能的影响 ,发现在可燃性粉末质量分数为 2 %～ 3 %、适量水、温度为 70 0℃、时间为 90min的条件下 ,可得到平均粒径为 2 0 0nm ,分散性良好的Cr2 O3

40Cr钢表面等离子喷涂Al2O3-TiO2及Mo/Al2O3-TiO2复合涂层的性能

采用等离子喷涂法在40Cr钢表面制备了Al2O3-Ti O2涂层和Mo/Al2O3-Ti O2复合涂层。利用扫描电镜（SEM）对涂层的微观形貌进行观察,并对涂层的结合强度、抗热震性能以及涂层的耐腐蚀性进行研究。结果表明：涂层与基体、涂层与涂层之间结合良好;复合涂层抗热震性能优于Al2O3-Ti O2涂层;在40Cr钢喷涂Mo/Al2O3-Ti O2复合涂层后可显著提高耐腐蚀性。对涂层进行封孔处理后,可进一步提高耐腐蚀性。

等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2基高发射率涂层微观结构及性能研究

本文以 Cr2O3、TiO2、NiO、稀土氧化物为原料,经喷雾干燥及烧结致密化处理制备成具有尖晶石结构的Cr2O3-TiO2 基复合团聚型粉体,采用大气等离子喷涂在钛合金表面制备了 Cr2O3-TiO2 基高发射率涂层,分析测试了涂层显微组织结构、结合强度、抗热震性能及辐射性能.研究结果表明：所制备的 Cr2O3-TiO2 基高发射率涂层孔隙率为 1.51%,结合强度达 33.1MPa,在 400-800℃温度范围内,其法向全发射率可达 0.88-0.89;涂层经600℃至室温热震30 次后未发生开裂、剥落现象,涂层抗热震性能良好.

Binder Effect on Properties of Cr_(2)O_(3)-bearing Corundum-based Refractory Castables

Cr_(2)O_(3)-bearing castables bonded with reactive MgO(RM)or calcium aluminate cement(CAC)were studied to evaluate the binder effect on their performance in corrosive environments.The properties of the as-prepared castables were compared with respect to the differences in phase composition and microstructure.The corrosion behavior of the as-prepared castables by CaO-Al_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-SiO_(2)-based slag was systematically compared viarefractory cup testing at 1600℃with respect to the differences in phase composition and microstructure.The analysis indicates that RM bonded castables show higher apparent porosity,lower bulk density and strengths after drying at 110℃and firing at 1300℃,and higher permanent linear change after firing at 1300℃,but better slag corrosion and infiltration resistance compared with CAC bonded castables.

不同Al_2O_3-TiO_2-Cr_2O_3-SiO_2配比等离子喷涂层的耐磨粒磨损性能

为了探讨等离子喷涂制备Al2O3-TiO2-Cr2O3-SiO2层的可行性及其喷涂层的耐磨性,采用等离子喷涂在Q235钢表面分别制备了54%Al2O3-36%TiO2-10%Cr2O3-0.5%SiO2,42%Al2O3-28%TiO2-28.5%Cr2O3-1.5%SiO2和30%Al2O3-20%TiO2-47.5%Cr2O3-2.5%SiO23种陶瓷层,分析了陶瓷涂层的金相显微形貌、显微硬度及耐磨粒磨损性能,并分析了其耐磨粒磨损的机理。结果表明:3种涂层的显微硬度分布均具有梯度分布特性,Al2O3+Cr2O3硬质相含量越高,涂层硬度越大;30%Al2O3-20%TiO2-47.5%Cr2O3-2.5%SiO2喷涂粉制成的涂层的硬度最大,耐磨粒磨损性能最佳。

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。

Cr粒子含量对Al_2O_3/Cr复合材料力学性能及介电性能的影响

以热压烧结的方法制备了Al2O3/Cr复合材料,探讨了Al2O3/Cr复合材料显微结构、力学性能及微波介电性能随Cr粒子含量变化的规律。SEM结果表明,在垂直于压力方向上,Cr粒子有明显的受压拉伸现象;当Cr粒子含量从10vol%增加至30vol%时,复合材料中Cr粒子的分布由孤立向桥连方式转变。随Cr粒子含量的增加,复合材料致密度略有下降,抗弯强度明显降低。与纯氧化铝陶瓷相比,含10vol%Cr粒子Al2O3/Cr复合材料的断裂韧性提高了81%以上。复介电常数测试结果表明,在8.2～12.4GHz频率范围内,复合材料复介电常数的实部和虚部随Cr粒子含量的增加大幅度上升,且存在明显的频散效应。当Cr粒子含量达到30vol%时,由于Cr粒子之间的部分桥连现象而使介电常数虚部在一定频段出现负值。

Cr_2O_3-TiO_2涂层的摩擦学性能研究及其在超声电机上的应用

针对直线超声电机定子驱动头磨损严重的问题,利用大气等离子喷涂技术在定子驱动头表面喷涂了耐磨陶瓷涂层,研究了CeO_2掺杂改性Cr_2O_3-TiO_2耐磨陶瓷涂层的力学性能和摩擦学性能。并采用X射线衍射仪分析相结构,用扫描电镜观察磨损后涂层表面形貌,分析磨损机理。结果表明:涂层只有Cr_2O_3衍射峰,分析认为CeO_2、TiO_2和Cr_2O_3形成了固溶体;随着CeO_2增加,涂层的硬度和结合强度增加;添加4 wt%CeO_2的涂层表现出较好的抗磨损性能。稀土的加入没有改变涂层的磨损机理,涂层的磨损机理为粘着磨损和脆性剥落磨损。

不同金属负载对Cr/Al2O3-TiO2催化剂结构及氧化NO性能的影响

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备Cr/Al2O3-TiO2催化剂,在考察不同Cr负载量的基础上,研究不同金属负载与焙烧温度对Cr/Al2O3-TiO2催化剂结构与性能影响。程序升温氧化(TPO)结果表明,当Cr负载量为10%(w/w)时具有较好的催化活性;不同金属负载Cr/Al2O3-TiO2时,负载Co及在焙烧温度为550℃时催化剂具有较好的活性。通过程序升温还原(H2-TPR)表征发现,Co的负载使催化剂的低温氧化还原能力逐渐提高,表明Co-Cr具有较好的协同催化作用。X射线光电子能谱(XPS)表征表明,Co增加了Cr^6+和表面吸附氧(Oβ)含量,随着焙烧温度的升高(450~550℃),晶格氧不断向催化剂表面流动,表面化学吸附氧Oβ比例逐渐增加,导致催化活性不断升高,说明Cr^6+和Oβ是催化氧化NO的重要活性物种。

超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织及摩擦学性能

为研制一种高炉风口用耐高温、耐磨损涂层材料,采用超音速大气等离子喷涂法在铜合金(Cr Zr Cu)基体上制备Cr_2O_3-TiO_2复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、图形软件(Image-Pro Plus 3.0)和显微硬度计对Cr_2O_3-TiO_2复合涂层的显微组织进行表征,利用销盘式摩擦磨损仪在室温干滑动磨损条件下测试涂层的摩擦学性能。结果表明:喷涂后涂层与初始粉末的物相成分相近,主要是Cr_2O_3和TiO_2(金红石相),不同的是涂层中发现少量的低价氧化钛(TiO_2-x);涂层的截面组织比较致密,为典型的波浪形堆叠结构,孔隙率为1.16%,显微硬度为1 573HV0.3;涂层的断口形貌主要由短轴晶组成,另有少量熔融不完全颗粒。摩擦磨损试验表明:涂层的摩擦因数在0.4左右,平均磨痕宽度为354.8μm,磨损体积为21.75 mm3;磨损机制主要为塑性变形生成的平滑表面摩擦膜及少量疲劳脆断导致的涂层材料剥落。Cr_2O_3-TiO_2复合涂层具有自润滑特性,能够有效地防止基体材料的磨损。

纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3粒子的制备及表征研究

目的研究室温条件下纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3粒子的物相、显微组织及其光催化活性。方法采用钛酸丁酯为原料,通过酸催化的胶溶-沉淀法制备纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3复合粒子,利用SEM,XPS,XRD,Raman及紫外-可见漫反射光谱等手段对复合粒子进行表征。结果 XPS分析表明,微米Cr_2O_3粒子的表面存在C,O,Ti,Sn,Cr等元素。场发射扫描电镜观察表明,粒径大小为10~15 nm左右的TiO_2颗粒包覆在Cr_2O_3微粒表面,从而形成纳米/微米复合结构。Raman光谱结果显示,空载实验获得的TiO_2颗粒样品呈现锐钛矿型。UV-Vis光谱分析表明,负载Cr_2O_3微粒后使半导体的吸收峰值明显红移,在370,460,600 nm处出现了3个吸收峰,最大吸收波长达到750 nm左右。结论锐钛矿相TiO_2成功包覆在微米Cr_2O_3粒子表面,扩展了复合半导体的光响应范围,有望实现可见光催化活性。

La_2O_3在MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2微晶玻璃中的作用

在ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析、Ｘ射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响．氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低；同时避免了高膨胀方石英相的析出．随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用．