Research on the Fe-silicon nitride material self-producing N_2 at high temperature

The Fe silicon nitride synthesized by flashing combustion process was studied to determine the reaction temperature between Fe and silicon nitride, the account of N2 given out in the course of the reaction, and the change of the microstructure during calcination. The results showed that at 1127.2℃ the Fe-silicon nitride self-reacts and releases N2 and under 101.3 kPa the volume of N2 given out in the course of the reaction is 20 times more than that of the starting material. N2 is produced quickly, and completes in several decade seconds. With the producing of N2, the structure of Silicon Nitride around Fe becomes loose and porous, or cracks are formed by the reaction between Fe and silicon nitride. So if it is made use of that Fe-silicon nitride self-producing N2 at the high temperature, the performance of the material on a base of Fe-silicon nitride could be greatly improved.

限域效应提升正仲氢转化催化剂性能研究

为制备高性能正仲氢转化铁系催化剂,在二氧化硅材料的孔道内原位制备铁基氧化物,借助于二氧化硅对铁基物种的限域效应调控催化剂性质,进而制备出高性能催化剂。采用多种表征手段研究分析了限域效应对催化剂性质的影响。结果表明,利用限域效应可有效调控催化剂性质,进而提升催化剂性能。以硅源与模板剂的摩尔比为20∶1制备的二氧化硅材料为载体的正仲氢转化铁系催化剂,在液氮温度(-196℃)、体积空速为600 min^(-1)的条件下,正氢转化率可达47.2%,装置出口处仲氢体积分数可达36.4%。

喷嘴尺寸对Fe-6.5 %Si高硅钢薄带组织和性能的影响

研究了快速凝固单辊甩带过程中喷嘴尺寸(Φ2 mm、Φ1.5 mm、Φ1 mm和Φ0.7 mm)对Fe-6.5%Si高硅钢薄带组织和性能的影响。结果表明,随着喷嘴尺寸的减少,有序相减少,薄带的连续长度明显提高,而薄带的厚度和宽度减小,晶粒尺寸减小,显微硬度也随之减小。薄带饱和磁化强度(M s)随着喷嘴尺寸的减小逐渐变小,而矫顽力(H c)逐渐变大,但磁性能总体变化不大。在Φ1 mm喷嘴下制得的高硅钢薄带质量较好。

工业硅熔渣精炼吹氧除铁、钛的实验研究

采用预制合成渣,配合添加剂,使用吹氧精炼的方法,在实验室对高铁、高钛工业硅进行了熔融精炼除杂实验。获取了精炼过程的不同时间的渣样及硅样,使用ICP-MS检测了精炼硅样中主要杂质含量,使用SEM-EDS检测了硅-渣界面形貌、成分特点及渣中可能出现的含铁相。实验结果表明:精炼后工业硅中的铁和钛得到了有效去除。精炼中,硅液内生成了富铁、富钛的杂质相,该杂质相在硅-渣界面与液渣润湿、氧化,随后溶解、迁移进入渣相,并在终渣中检测到了具有复杂成分的含铁相。本文实验条件下,经过15 min的精炼,硅液中的铝、钙、铁、钛含量分别降低了92.4、65.8、50.2和43.5 wt.%。

铁钴铬合金-有机硅耐温吸波涂层的制备及性能

对铁钴铬合金颗粒进行片化处理和表面改性,制备铁钴铬合金-有机硅复合吸波涂层,采用扫描电子显微镜、万能试验机和矢量网络分析仪等研究了铁钴铬合金晶粒结构、涂层附着力和吸波性能的热服役行为和机制。结果表明:在300℃热处理300 h后,铁钴铬合金晶粒结构和软磁性能保持稳定;涂层附着力呈现显著的后固化效应,热处理25 h内从6.19 MPa迅速增大到14.16 MPa,随后减小,热处理300 h后降到5.29 MPa;涂层附着力的增大是树脂交联度和密度增大的结果,减小则与有机硅分子链的热氧化有关;复合涂层在300℃热处理300 h后保持完整,吸波性能稳定。

平面流铸熔潭行为的数值模拟

平面流铸技术在制备无取向硅钢薄带应用方面尚处于起步阶段,为解决这一过程中工艺参数难以确定的问题,本文针对无取向硅钢Fe-3.0%Si平面流铸过程中的气-液两相流动、传热和凝固行为建立了三维数学模型,分析该过程中熔潭的形成过程以及速度场、温度场随时间变化,并探讨了工艺参数对带材厚度和熔潭达到准稳态时间的影响。结果表明,熔潭在达到稳定状态后,上弯月面呈C形,下弯月面呈斜坡状。在熔潭形成过程中,熔潭周围和内部会产生回流现象,这有利于熔潭的散热;在平面流铸过程中,薄带厚度随着喷注速度、喷嘴宽度和喷嘴-冷却辊间距增大而增大,随着冷却辊转速增大而减小,熔潭达到准稳态时间则均随着这些参数的增大而延长。

热浸镀中硅反应性研究

根据对Zn-Fe-Si三元体系的热力学评估计算和实验研究,体系中Si的化学位随Zn含量的增加而迅速提高,通过高温镀锌实验分析了diffuse-△(δ相+锌液)区域形成的原因,阐述了热浸镀锌中硅反应性的机理,镀层中的Si有向Fe含量高的相(特别是δ/ζ相界附近的δ相)、δ/ζ相界及(相晶界富集的趋势,随时间推移,扩散通道向富Si端移动,切过ζ相与液相两相平衡的共轭线,导致ζ相晶界附近出现的液体容纳Si,形成液体通道,液相穿过ζ相并与外面的锌液连接,液体直接与δ相接触,导致微应力的出现,液体可以沿着微裂纹腐蚀δ相,形成破碎的diffuse-△区域,锌液直接侵蚀基体,镀层生长受界面反应控制,镀层的线性生长导致形成较厚的镀层。

TSCR工艺参数对Fe-3%Si钢带显微组织的影响

在实验室模拟薄板坯连铸连轧(TSCR)生产Fe-3%Si钢带,研究薄板坯连铸连轧不同工艺参数对Fe-3%Si钢带热轧和常化显微组织的影响.结果表明,TSCR工艺生产的Fe-3%Si钢带热轧显微组织沿板厚方向呈现组织不均匀性,1 200℃保温20 min,前两道压下量较大、道次递减的显微组织过渡层再结晶晶粒数较多且相对均匀细小,没有中心层拉长的条带组织,有利于二次再结晶的完善.显微组织平均晶粒尺寸与传统流程热轧平均晶粒尺寸相差1.5μm,具有几乎相同的位错形貌,头部和中部显微组织差别都很小.热轧显微组织质量决定了常化后显微组织的质量.

ICP-AES法测定硅钙合金中铁、铝、锰

采用ICP AES法测定了硅钙合金中的Fe ,Al,Mn ,并对样品溶解方法、共存元素及基体的影响、内标元素的选择等进行了研究 ,建立的分析方法简便快速 ,精密度和准确度较好。

连续含铁碳化硅纤维2～18GHz频段雷达波吸收性能探索

采用聚二甲基硅烷(PDMS)与二茂铁合成了聚铁碳硅烷(PFCS)。PFCS经多孔熔融纺丝、空气不熔化和N2中1320℃连续烧成,可制得连续含铁碳化硅(SiC(Fe))吸波纤维,此纤维与环氧树脂制备的结构材料对2～18GHz的雷达波具有较好的吸收。运用元素分析、红外光谱、核磁共振和XPS表征了PFCS的组成结构,结果表明,铁被引入到PFCS中;PFCS的主体结构为—Si—CH2—主链,其中Si上连接有—CH3、—CH2Si—和—H等;二茂铁的存在形式主要是茂环与部分主链Si的结合,因此二茂铁起到了使部分主链交联的作用。HRTRM分析表明连续SiC(Fe)纤维主要由无定型SiCxO4-x、晶态β-SiC和游离碳组成。

粉末轧制法制备Fe-6.5%Si硅钢片的研究

采用粉末轧制法制备了Fe-6.5%(质量分数)Si硅钢片,并对其密度、物相组成和磁性能进行了测试分析。研究表明:在一定的轧制成形和烧结条件下,所制备的Fe-6.5%Si硅钢片的饱和磁感应强度Bs为1.8T;高频铁损W2/10k为69W/kg。

Si对Fe-25Cr合金高温硫化行为的影响

本文研究了少量Si(1.5％、2.5％)对Fe-25Cr合金在H_2S-H_2混合气氛中高温硫化行为的影响。在800℃以上加Si一定程度地提高了Fe-25Cr合金的抗硫化性能。由于硫化过程中硫化层发生开裂,使得含Si合金有些硫化增重曲线的规律性较差。含Si合金生成了比较完整、均匀的(Cr、Fe)_2S_3内硫化层,但保护作用不大。在对硫化动力学曲线、硫化层结构和组成分析的基础上探讨了Fe-25Cr-xSi合金的硫化机理及Si元素的作用。

Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面粉末渗硅层精细结构研究

采用固体粉末渗硅法在Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面获得了致密的渗层,应用SEM和EDS等方法分析了渗硅层及其精细结构。结果表明,用w(Si)=70%的硅铁粉末为基体,二氧化硅为松散剂,氟化钠为活化剂,在1050℃密封扩散处理4～6 h,可在Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面获得厚度在50μm以上的渗硅层,渗层结构致密,其精细结构为调幅分解产物,由表及里的精细程度与硅原子的梯度分布有关。

铁硅摩尔比对聚合硅酸铁的聚合机制及混凝效果的影响

通过硅酸钠与硫酸亚铁聚合得到的无机高分子混凝剂聚合硅酸铁,用Fe-Ferron逐时络合比色法、Si-Mo逐时络合比色法测定了聚合硅酸铁中硅铁的形态,考察了熟化时间、Fe/Si摩尔比对硅铁的形态分布及转化规律的影响。结果表明:随着时间的延长Fea逐渐向Fec转化且过程比较缓慢,而硅的形态转化则呈现不同规律;Fe/Si摩尔比不同硅铁间成键方式亦有区别。絮凝实验表明适宜的硅铁比及投加量是协同电中和、吸附架桥以及絮凝卷扫的关系发挥混凝效能的关键。

RE和Mn对Al-Si合金中铁相的影响

研究了Mn和RE对高铁含量ZL102合金中铁相的影响。结果表明,Mn可抑制长针状的β-Fe相,使部分针状铁相转变成骨骼状或汉字状的α-Fe相;RE元素并不能使长针状的β-Fe相转变成α-Fe相,但它可以使长针状β-Fe相断裂变小;Mn和RE的复合使用可以有效改善铁相形貌,使针状铁相变为小块的骨骼状或汉字状。

激光氮化制备铁氮化合物的研究及应用

利用激光氮化方法 (LN方法 )对铁氮化合物的制备进行了研究 ,并在此基础上对取向硅钢表面进行了局域激光氮化处理。利用XPS光电子能谱对样品进行了检测分析。结果表明 ,在一定的工艺参数下 (激光功率、扫描速度等 )可实现铁氮化合 ,形成铁氮化合物。选取合适的扫描速度 ,扫描间距及N2 束流对取向硅钢表面进行激光氮化处理后 ,在取向硅钢表面生成了铁氮化合物。利用磁畴观测装置进行观测发现 ,激光氮化处理后 ,取向硅钢的磁畴明显细化 ,从而可以降低取向硅钢的铁损。

高硅电工钢超薄带冷轧过程中的织构演变

采用轧制工艺制备了0.10 mm厚的6.5%Si高硅电工钢超薄带,并用X射线衍射技术对冷轧过程中的形变织构演变规律进行了研究,进而提出了分别有利于λ(<100>//ND,ND为轧面法线方向)和η(<100>//RD,RD为轧向)再结晶织构优化的形变织构控制方法.研究表明,50%~70%压下率有利于η再结晶织构优化,易于促进S=0.5层强η再结晶织构的形成.小于30%压下率和91%~97%压下率均有利于λ再结晶织构优化,其中30%的压下率更适合于二次冷轧法制备高硅钢超薄带时λ再结晶织构控制.

铁杂质对真空定向凝固多晶硅电阻率的影响研究

利用扫描电子显微镜-X射线能量色散谱、微波光电导衰减法和四探针电阻率测试仪等分析设备,结合Fe-Si二元相图,研究了真空定向凝固多晶硅中Fe杂质的赋存形态和硅锭从底部到顶部四个特征位置径向电阻率的分布情况。结果表明:Fe杂质在真空定向凝固多晶硅中的赋存形态主要为α-Fe(Si)和β-Fe(Si),过饱和固溶体α-Fe(Si)的分解是导致Fe杂质在硅锭中形成沉淀相且浓度分布不均匀的重要原因;Fe杂质在硅锭中不同位置形成的沉淀相与电阻率分布曲线波动相吻合。根据对Fe浓度与电阻率之间的关系以及不同温度下Fe杂质的赋存形态,推导得出了真空定向凝固多晶硅中径向电阻率分布与Fe杂质浓度间的关系式,提出了提高硅锭电阻率均匀性的措施并通过实验得到验证。

铁粉粒径和硅树脂含量对铁基复合磁粉芯软磁性能的影响

将不同粒径铁粉颗粒和适量高温硅树脂进行充分混合,在铁粉颗粒表面上均匀包覆一层硅树脂,采用粉末压实成型工艺将铁粉-硅树脂复合粉末制备成致密的铁基复合磁粉芯。系统研究铁粉粒径和硅树脂包覆量对磁粉芯密度及软磁性能的影响,探索最佳铁粉粒径大小和硅树脂包覆量。研究表明,在相同粒径下,磁粉芯的密度、涡流损耗和磁感应强度均随硅树脂包覆量增加而降低。在相同硅树脂包覆量下,磁粉芯的密度和涡流损耗随粒径增大而增加,磁滞损耗却随着粒径增大而降低。在平均粒径为120μm的铁粉表面上均匀包覆0.5%硅树脂可制备出高密度、低损耗和较高磁感应强度的复合磁粉芯,在大功率条件下,较好软磁性能参数为Ps(B=1T,f=400Hz)=69 W/kg,B4k(H=4000A/m)=0.96T。

Fe-Si_3N_4结合SiC特种陶瓷的烧成过程

利用TG DSC法对Fe Si3N4结合SiC陶瓷在氮化炉内烧成时发生的化学过程进行了研究,并分析了当硅铁的加入量大于15%时,成形试样在反应合成过程中开裂的原因及防止措施。认为反应合成过程中主要发生了碳的氧化、硅铁的溶解和氮化3个化学反应;为防止试样损坏可采取控制氮化炉内氮平衡分压和减缓升温速率等措施。