基于油菜花粉模板制备Fe基复合材料及其催化特性

以油菜花粉为生物模板,采用共沉淀-焙烧法制备了Fe基复合材料活化过硫酸盐降解苯酚。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对Fe基复合材料进行表征分析。以苯酚为目标污染物,考察了催化剂投加量、过硫酸盐投加量、初始pH和苯酚浓度对苯酚降解效果的影响。结果表明,Fe基复合材料活化过硫酸盐降解苯酚性能优良。在最佳反应条件(25℃,苯酚初始浓度为200 mg/L,催化剂投加量为3 g/L,过硫酸盐投加量为8.4 mmol/L)下,反应60 min苯酚的降解率可达91%。Fe基复合材料可通过磁性分离,易于回收,在较宽pH范围内均可活化过硫酸盐降解苯酚,重复使用三次后,苯酚的降解率仍可达81%,稳定性良好。Fe基复合材料通过Fe^(2+)及花粉模板残留的C及其官能团共同活化过硫酸盐产生SO_(4)·^(-)和HO·降解苯酚。

原位复合TiC和(TiW)C增强Fe基复合材料

研究了原位合成 1 0 % (体积分数 )TiC Fe和 (TiW )C Fe复合材料 ,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构 ,利用X射线分析了相组成·结果表明 ,在TiC Fe复合材料中 ,TiC作为惟一的第二相有粒状和条状两种形态·分析认为 ,粒状为先共晶相 ,而条状为共晶·通过用W替代部分Ti,成功地制备了 1 0 % (体积分数 ) (TiW)C Fe复合材料 ,其中 ,(TiW)C作为惟一的第二相比较均匀地分布在Fe基体中 ,其形态大部分呈粒状·在粒状 (TiW)C相中 ,W和Ti呈不均匀分布 ,这种特征与凝固过程中 (TiW)C的形成过程有关·与TiC相比 ,(TiW)C的密度与Fe更为接近 ,因此如果在液态金属中通过反应法形成 。

原位合成TiC/Fe基复合材料的组织结构和磨损性能

利用粉末冶金技术,在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC/Fe基复合材料,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析复合材料的组织结构和相组成,用热分析法和高温X射线衍射研究Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理,用MM-200磨损试验机对复合材料进行耐磨性实验。研究结果表明,反应合成的复合材料主要相组成为TiC、α-Fe和Fe3C,所合成的硬质相TiC颗粒细小,在铁基体中均匀分布。三元体系Fe-Ti-C的反应机理为,首先在765.6℃发生Fe的同素异构转变,即α-Feγ-Fe;其次在1078.4℃,Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe2Ti;最后在1138.2℃,C与Fe2Ti反应生成TiC。在重载干滑动磨损条件下此复合材料显示了很好的耐磨性能。

原位自生TiC和(Ti,W)C增强Fe基复合材料的研究

利用块体原材料原位合成10%TiC Fe和(Ti,W)C Fe两种复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构,利用X射线分析了相组成。结果表明,在TiC Fe复合材料中,TiC作为唯一的第二相呈现粒状和条状两种形态。分析认为,粒状相为亚共晶相,而条状第二相为共晶相。通过用W替代部分Ti,成功地制备了10%(Ti,W)C Fe复合材料,其中(Ti,W)C作为唯一的第二相比较均匀地分布在Fe基体中,其形态大部分呈粒状,条状相较少。在粒状(Ti,W)C相中,中心富Fe,而边缘W、Ti和C元素的分布是均匀的。与TiC相比,(Ti,W)C的密度更接近Fe,更适合作为大型铸件的增强相。

原位合成TiC/Fe基复合材料的研究

利用粉末冶金技术,在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC/Fe基复合材料,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对所制备的试样进行组织结构分析,并用热分析法对Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理进行研究。结果表明,反应合成的复合材料相组成为TiC和α-Fe,所合成的硬质相TiC颗粒细小,在铁基体中均匀分布。三元体系Fe-Ti-C的反应机理为:首先在765.6℃发生Fe的同素异构转变,即α-Fe→γ-Fe;其次在1078.4℃因Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe_2Ti;最后在1138.2℃,C与Fe_2Ti反应生成TiC。

原位合成TiC/Fe基复合材料的组织与性能

以铬铁粉、钼铁粉、钛粉、铁粉和炭黑为原料,原位反应合成了TiC/Fe基复合材料,并用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对所制备的试样进行了组织结构分析。结果表明:未加钒时合成的复合材料主要相组成为TiC和-αFe,硬质相TiC颗粒细小(≤2.3μm);当加入一定量的钒后,复合材料主要相组成为(Ti,V)C和-αFe,其组织更加致密,其抗弯强度升高;硬质相(Ti,V)C的面间距比硬质相TiC的面间距均有不同程度的减小;(Ti,V)C颗粒尺寸明显减小(≤1.6μm),分布更均匀,颗粒形状趋于球形。

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。

原位合成(Ti,V)C/Fe基复合材料

采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了(Ti,V)C/Fe复合材料,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了该复合材料的物相结构和显微组织,用MM-200磨损试验机对复合材料进行了耐磨性实验。结果表明,复合材料的相组成为(Ti,V)C和α-Fe;合成的硬质相(Ti,V)C颗粒细小,在珠光体基体中均匀分布;在重载干滑动磨损条件下,该复合材料显示了很好的耐磨性能。

WC增强Fe基复合材料的组织与性能研究

以EXD602和EXDNi105两种Fe基预合金粉和WC粉为原料,采用热压烧结法制备WC增强Fe基复合材料,研究不同WC含量及基体合金对复合材料组织与性能的影响。结果表明:在硬度、致密度和耐磨性方面,WCEXD602试样明显高于WC-EXDNi105试样。随着WC含量的增加,WC-EXD602和WC-EXDNi105复合材料的硬度及致密度均先增大后减小,磨损量则先减小后增大;当WC含量为30%时,峰值硬度分别为HRA64.8和HRA48.6,孔隙率最低;当WC含量为45%时,复合材料的磨损量最低。在整个磨损过程中,WC与基体合金交替磨擦,磨损机制主要以磨粒磨损为主。WC-EXD602和WC-EXDNi105试样的腐蚀极化曲线均未出现明显的钝化现象,按耐蚀能力大小排序为15WC-EXD602>15WC-EXDNi105>75WC-EXDNi105>75WC-EXD602。在3.5%NaCl溶液中,材料耐蚀性能随WC含量的增加而降低。

法向载荷对Fe基块体非晶复合材料摩擦磨损性能的影响

为研究法向载荷对Fe基块体非晶复合材料摩擦磨损性能的影响,首先利用水冷铜模吸铸法制备了Fe基块体非晶复合材料;随后采用X射线衍射仪和显微硬度计分别对试样的物相组成和显微硬度进行表征;再通过往复摩擦磨损试验仪检测试样的摩擦磨损性能。结果表明:所制备的Fe基块体非晶复合材料内部同时存在晶体相和非晶相且非晶相占比为55.65%。此外相比于同种成分的传统晶态材料,Fe基块体非晶复合材料具有较高的硬度。随着载荷的逐渐增大,试样表面的磨损机制由最初的磨粒磨损和氧化磨损逐渐演变为磨粒、氧化以及疲劳3种磨损机制共存,磨损量进一步增加。

Cu-Fe基金刚石复合材料的制备工艺及性能

采用真空热压烧结工艺制备了Cu-Fe基粉末金刚石复合材料磨头,通过金相、XRD及硬度测试等实验方法,研究了不同烧结温度下制得的合金材料的显微组织特性和性能。结果表明,在实验条件下,烧结体中各元素之间产生了冶金结合,且合金化程度随着温度的升高而增大;930℃时,烧结体中金刚石与基体结合性较好,金刚石无石墨化现象,烧结体的硬度最高,达到160HB。

预扩散处理对原位生成TiC_p/Fe基粉末冶金复合材料组织与性能的影响

将水雾化Fe粉与Ni粉、Mo粉、Ti粉混合均匀,然后在800℃、50%H2＋50%Ar（体积分数）气氛保护下进行预扩散处理,将预扩散粉与电解Cu粉和石墨粉混合,通过压制与烧结,制备Ti C颗粒增强Fe基复合材料。通过X射线衍射分析、扫描电镜及能谱分析和力学性能测试等手段,研究预扩散处理对原位生成Ti Cp/Fe基粉末冶金材料组织与性能的影响。结果表明：Fe-Ni-Mo-Ti混合粉在800℃下预扩散处理后形成表面粗糙的团球状预扩散粉末颗粒,但合金元素在Fe粉颗粒内分布不均匀。与用混合粉制成的Ti Cp/Fe基复合材料相比,用预扩散粉制备的材料孔隙率略有增加。随预扩散时间延长,材料中富Ti区的尺寸减小,组织明显细化,珠光体分布更均匀,同时形成大量弥散分布的粒径在0.1-0.5μm的Ti C颗粒。材料的硬度和抗弯强度都随原料粉预扩散时间延长而提高,用60 min预扩散粉制成的Ti Cp/Fe基复合材料的硬度HRB和抗弯强度分别达到63.6和613.7 MPa,比用混合粉制成的Ti Cp/Fe基复合材料分别提高11.8%和38.3%。用预扩散粉末制备的Fe基复合材料的断裂形式为具有一定韧性断裂特征的脆性断裂。

WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料研究进展

介绍了WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料,讨论了WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料的WC含量、组织结构、制备工艺、WC颗粒形貌及强韧化机理,并指出研发一种短流程、低成本的高性能WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料及其制备工艺是Fe基复合材料未来发展的趋势之一。

WC/TiC增强Fe基复合材料制备与性能

在Fe基复合材料Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C中分别添加TiC和WC/TiC颗粒,采用常规混粉与网带烧结工艺制备颗粒增强复合材料,观察和测试材料的显微孔隙形貌、密度、硬度与抗弯强度等性能。结果表明,TiC与Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C之间的界面结合较WC差,仅添加TiC时,材料性能最差,性能随着TiC含量增加而下降;仅添加WC时,材料性能最优,性能随着WC含量增加而先增后降;同时添加TiC和WC时,材料性能居中,性能亦随着Ti C和WC含量增加而下降。本文试验条件下,在Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C中添加适量的WC作为增强颗粒是较佳的选择。

Fe_3Al基复合材料的制备及其摩擦磨损行为

用球磨机械合金化工艺制备Fe3Al粉末 ,采用粉末冶金工艺 ,选择不同的烧结温度和烧结压力 ,获得了Fe3Al基复合材料。对材料的物理力学性能、摩擦磨损性能和微观结构进行分析测试 ,借助磨损表面扫描图像 ,分析了该材料的磨损形式 ,探讨了其磨损机理。结果表明 :在烧结温度为 1 0 5 0℃ ,烧结压力为 1 0～ 1 5MPa的工艺条件下制得的Fe3Al基复合材料有较好的摩擦磨损性能。其摩擦机理为 :疲劳磨损和磨粒磨损为主 ,兼有磨粒和粘着磨损混合形式。

Fe⁃Al基复合材料及其涂层高温耐磨性的研究进展

Fe⁃Al金属间化合物(主要是指FeAl和Fe_(3)Al)因其成本低、熔点与钴相近、强度重量比高、具有优异的耐蚀性和抗氧化性等优点而受到广泛关注。主要介绍了陶瓷颗粒作为增强相制备Fe⁃Al基复合材料及涂层的方法和高温摩擦磨损机理。相关结果表明,陶瓷增强相不仅能提升Fe⁃Al基复合材料及涂层的力学性能,还能显著提升该材料的高温摩擦性能。

Cu对粉末冶金Fe_3Al基复合材料性能的影响

研究了Cu含量对粉末冶金Fe3A l基复合材料的烧结性能和力学性能的影响,分析了施加载荷和改变转速对加入不同量铜粉末冶金Fe3A l基复合材料的摩擦磨损性能的影响,并借助电子显微镜和能谱分析了不同铜含量Fe3A l基复合材料的磨损机理.结果表明:加入12%的Cu可使Fe3A l基复合材料具有良好的烧结性能和力学性能;载荷和转速对复合材料的磨损形式受铜的加入量的影响;铜的加入影响复合材料的磨损形式和磨损机理,当含铜量较少时,复合材料以磨粒磨损为主,随加入铜的量的增多,其磨损形式变为磨粒磨损和轻微的粘着磨损形式,加入大量铜时,则以粘着磨损为主.

原位自生(Ti,W)C颗粒增强铁基复合材料的组织研究

采用中频感应电炉熔炼Fe-W,Fe-Ti和Fe-C合金,通过控制熔炼温度、熔炼时间获得了(Ti,W)C/Fe复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构,利用X射线分析了相组成.结果表明,提高熔炼温度或延长熔炼时间可保证熔体中(Ti,W)C的充分形成,同时通过适当提高冷却速率可获得(Ti,W)C作为惟一增强相的Fe基复合材料.(Ti,W)C比较均匀地分布在熔体中,减小与熔体间的密度差,因此可获得比较均匀的凝固组织.

Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料磨损性能的研究

以45钢、钛铁、生铁等为主要原料,在大气环境下、利用中频感应电炉、通过添加含氮附加物、采用原位反应铸造法制备了Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料。研究了所制备复合材料的油润滑摩擦磨损性能、干摩擦磨损性能以及冲击磨料磨损性能。结果表明,在有润滑和无润滑条件下的干摩擦,复合材料的耐磨性能都远大于正火45钢;在中、低冲击工况下,复合材料磨料磨损性能优于高锰钢和高铬铸铁。

WC含量对Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C粉末冶金复合材料的孔隙形貌与性能的影响

在Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-lC粉末中添加了WC颗粒,采用常规混粉与烧结工艺,制备了WC含量分别为0%、5%、10%、15%、20%的Fe基复合材料,观察了材料的显微孔隙形貌,测试了材料的密度、硬度与抗弯强度等性能。结果表明,制备WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料时,需控制好WC的含量。5%的WC含量对Fe-l.5Cu-l.8Ni-0.5MO-1C烧结复合材料的性能有利,其综合性能较佳,硬度为95.3 HRB,抗弯强度为1031.3 MPa;WC可有效减少组织的细小孔隙,但易形成粉末团聚,且过多的WC对基体材料形成割裂效应,降低材料性能。