Y/Al-5Ti-1B复合变质对Al-7Si合金微观组织和力学性能的影响

在传统铸造Al-Si合金中存在的粗大树枝晶α-Al相以及针状共晶Si严重割裂基体,显著降低合金的力学性能。为细化Al-Si合金的组织,提升其力学性能,本文使用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)以及万能材料试验机,研究了不同添加量Y/Al-5Ti-1B变质剂(Al-5Ti-1B均为2%,稀土Y分别为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,质量分数)对Al-7Si合金微观组织和力学性能的影响,并探究了其对Al-7Si合金的变质机理。实验结果表明,当Al-5Ti-1B含量为2%、稀土Y含量为0.4%时,变质效果最佳,共晶Si由粗大针状变为细小颗粒状,长和宽分别减小至2.7和0.8μm,相较于未经变质处理的Al-7Si合金,减小了90.6%和4.7%。合金抗拉强度由原来的168.1 MPa提升至209.1 MPa,增加了24.4%。同时伸长率从6.23%提升至9.62%,增长了54.4%。此外,合金的断裂方式也从脆性断裂转变为韧-脆混合断裂。

Si元素对钛合金热稳定性影响研究

在不同温度下对3种不同Si含量的Ti-Si二元合金进行100h的热暴露实验,并通过力学性能表征其热稳定性,研究了Si元素对钛合金热稳定性的影响。结果表明,在实验条件下,Si元素的加入提高了合金的抗拉强度,Si含量越高,强度提升幅度越大;在热暴露过程中,当热暴露温度高于450℃时,Ti-Si合金的抗拉强度呈下降趋势,经500℃/100 h热暴露处理后表现出最差的热稳定性,其中Ti-0.4Si合金的伸长率降低至28.0%。Si元素扩散与偏聚形成的Ti_(5)Si_(3)是影响Ti-Si合金热稳定性的主要因素。

Er_(2)SiO_(5)纳米粉体的并流共沉淀法合成

以Er_(2)O_(3)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用并流共沉淀法合成了纳米Er_(2)SiO_(5)粉体。研究了前驱体Si/Er摩尔比、煅烧温度以及反应体系pH值对Er_(2)SiO_(5)物相组成和显微结构的影响,并探讨了Er_(2)SiO_(5)粉体的合成机理。结果表明:前驱体Er/Si摩尔比为20∶12,煅烧温度为1300℃时,Er_(2)SiO_(5)粉体由X2-Er_(2)SiO_(5)纯相组成,具有近球形形貌特征。低Er/Si摩尔比可降低Er_(2)SiO_(5)的结晶温度并促进X2-Er_(2)SiO_(5)的生成,反应体系pH值的升高则对[Si—O—Er]结构的生成具有一定的促进作用。Er_(2)SiO_(5)前驱体是以[Si—O—Er]网络结构形式存在的,煅烧过程中通过分解和结构重组逐步生成Er_(2)SiO_(5),Er_(2)O_(3)杂质相的生成是高Er/Si摩尔比前驱体[Si—O—Er]网络结构中的Er^(3+)在Er_(2)SiO_(5)结晶过程中的析出造成的。

(Mg(1-x)Srx)2Al4Si5O(18)陶瓷的显微结构与微波介电性能研究

采用固相烧结反应法制备(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷.Sr掺杂促进低温相β-Mg2Al4Si5O18向高温相α-Mg2Al4Si5O18转变,并拓宽了(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷的致密化烧结温度范围.X射线衍射结果表明在0≤x<0.2范围内,(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷以(Mg,Sr)2Al4Si5O18堇青石固溶体形式存在;在0.6<x≤1.0范围内,以(Sr,Mg)Al2Si2O8固溶体存在.用扫描电子显微镜观察表明Sr掺杂可以有效地降低Mg2Al4Si5O18陶瓷的气孔率与微裂纹,促进SrAl2Si2O8锶长石晶粒生长与均匀分布.在0≤x≤0.4范围内,(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷介电常数基本保持在7.0左右.在0.6≤x≤1.0范围内从7.0增加到8.5.Qf值在0≤x≤0.2范围内从24100 GHz显著地提高到38900 GHz,然后逐渐降低至SrAl2Si2O8的14500 GHz.

单晶多级孔ZSM-5分子筛酸性质对正庚烷催化裂解反应传质性能的影响

采用L-赖氨酸作为介孔模板剂,通过调控铝源(偏铝酸钠)添加量改变分子筛硅铝比,在单晶分子筛内部引入晶内介孔,成功地合成了一系列具有不同硅铝比的单晶多级孔ZSM-5分子筛,研究了其酸性质对正庚烷催化裂解反应传质性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、吡啶红外(Py-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征了单晶多级孔ZSM-5分子筛的物理结构、酸性质和微观形貌。同时,利用零长柱(ZLC)装置测试获取了正庚烷在单晶多级孔ZSM-5分子筛中的表观扩散系数,用于反映其传质性能。研究结果表明,随着硅铝比的提高,单晶多级孔ZSM-5分子筛的物理结构基本保持一致;传质性能随酸量的减少而提升,催化裂解性能随酸量的增加而提高。当单晶多级孔ZSM-5分子筛的Si/Al从80提高至140,正庚烷的表观扩散系数提升了87%以上;当单晶多级孔ZSM-5分子筛的Si/Al=80时,正庚烷的转化率最高可达97.5%,乙烯和丙烯的选择性分别为24.3%和35.1%。

燃煤电厂新型Fe/ZSM-5基CO-SCR催化剂性能

在实现碳中和目标的关键时期,燃煤电厂经常面临低负荷运行带来的烟气中CO污染问题,这对CO与NO_(x)协同脱除技术提出了新的挑战。以低温浸渍法制备的Fe/ZSM-5(x)系列催化剂为研究对象,通过改变催化剂中的硅铝比(Si/Al质量比),研究其对CO选择性催化还原(CO-SCR)活性的影响。所制备的催化剂Fe/ZSM-5(x)(x=25、46、70、81)经过X射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析(BET)、H_(2)温度程序还原(H_(2)-TPR)、NO温度程序脱附(NO-TPD)和NH3温度程序脱附(NH3-TPD)等多种表征手段的分析。研究结果揭示了Fe/ZSM-5(70)因较大的比表面积、出色的氧化还原性能及NO优异吸脱附特性,600℃时NO转化率达76.6%,具有优异的CO-SCR脱硝性能。研究结果对于理解硅铝比对Fe/ZSM-5系列催化剂活性的影响具有重要意义,为提高燃煤电厂在低负荷条件下的污染物脱除效率提供科学依据。

铁基形状记忆合金0Cr12Ni6Mn16Si5的研制

探讨了 0Cr12Ni6Mn16Si5形状记忆合金的工业化生产工艺 ,0Cr12Ni6Mn16Si5可以采用EF1+AOD +EF2进行冶炼。合金具有强的热敏感性和高温变形抗力 ,高温可加工热塑性温度区间比较窄 ,温度超过 110 0℃ ,塑性直线下降。铸锭的开锻温度为 10 80℃ ,终锻温度为 90 0℃ ;锻造管坯只有采用挤压方法实施管材成型。

绿色化学案例库建设——以呋喃类化合物制备生物基对二甲苯为例

为加强高校与公司的产学研合作,根据绿色化学课程建设现状,及时更新完善教学内容,建设生物质资源开发与利用知识点案例。利用可再生资源直接合成生物基对二甲苯,对促进可再生生物质资源的高效利用和高价值生物基化学品的开发具有重要的科学意义和潜在的应用价值。本文旨在使用具有不同负载量和不同Si/Al比的La_(2)O_(3)和CeO_(2)改性沸石来提高对二甲苯(由呋喃产生的)的产率和选择性。在改性沸石上,可以提高呋喃化合物定向转化生成的对二甲苯的产率。PX选择性明显改善,主要是由于非选择性的外部酸性位点的有效去除和改性沸石孔径的减小。

铁基形状记忆合金0Cr9Ni6Mn16Si5的生产工艺

研究了0Cr9Ni6Mn16Si5形状记忆合金的生产工艺和性能。研究结果表明,0Cr9Ni6Mn16Si5合金可以采用EF+VOD+VHD工艺冶炼。该合金具有强的热敏感性和高温变形抗力,高温可加工热塑性温度区间比较窄,温度超过1100℃时塑性直线下降。铸锭的开锻温度为1080℃,终锻温度为900℃;锻造管坯只有采用挤压方法实施管材成形。挤压成形的毛坯管可以采用冷轧与冷拔相结合的方法进一步加工成薄壁管。

000Cr10Ni14Si5不锈钢的焊接

000Cr10Ni14Si5不锈钢具有良好的力学性能、耐高温性能以及抗腐蚀性能,但该材料的焊接性差,工艺要求难度大。针对其特点提出了合理的焊接工艺措施,成功地解决了000Cr10Ni14Si5不锈钢的焊接难题。

新型000Cr10Ni14Si5不锈钢的焊接工艺研究

000Cr10Ni14Si5不锈钢具有良好的力学性能、耐高温性能以及抗腐蚀性能,但该材料的焊接性能差,工艺要求难度大。为此,针对其特点提出了合理的焊接工艺措施,成功地解决了000Cr10Ni14Si5不锈钢的焊接难题。

低温共烧Mg2Al4Si5O18/MgO-B2O3-SiO2玻璃陶瓷

为满足器件高度集成化、小型化、高频化需求,低介电常数且满足低温共烧(LTCC)技术应用的陶瓷基板材料具有重要研究价值。采用传统固相法制备Mg2Al4Si5O18/MgO-B2O3-SiO2(MBS)玻璃陶瓷,研究了MBS玻璃含量对Mg2Al4Si5O18陶瓷性能的影响。利用XRD、SEM、DSC、密度测试仪、矢量网络分析仪、热膨胀分析仪分析了样品的烧结特性、物相组成、微观形貌、介电性能及热学性能。结果表明,添加质量分数为40%~50%的MBS玻璃可以成功将Mg2Al4Si5O18陶瓷的烧结温度从1430℃降至950℃左右。当MBS玻璃的质量分数为47.5%时,在950℃下烧结0.5 h,可得到满足LTCC技术用Mg2 Al4Si5O18陶瓷基板材料:εr=5.1,tanδ=0.0023,热膨胀系数为6.6×10-6/℃。

液相混合辅助低温制备Ca2Si5N8:Eu^2+荧光粉

采用液氨介质溶解原料金属Ca、Eu形成金属‐氨溶液，原料非晶硅悬浮于溶液中，通过液氨挥发使金属‐氨溶液产生过饱和，并以金属酰胺形式沉析在非晶硅表面，将这种液相混合处理的原料在常压1100℃保温6 h合成Ca2 Si5 N8：Eu2＋荧光粉。采用XRD、SEM和PL光谱仪分别表征了产物的晶体结构、微观颗粒形貌以及发光性能。结果表明：这种液相混合降低了荧光粉合成温度，在常压下1100℃保温6 h合成了结晶良好的Ca2 Si5 N8：Eu2＋荧光粉；合成的荧光粉颗粒呈类球形且分散性较好；合成的Ca2 Si5 N8：Eu2＋荧光粉激发峰为467 nm ，发射峰位于580 nm。

硼掺杂优化Sr2Si5N8:Eu^2+荧光粉的热稳定性研究

采用高温固相法,在常压氮气条件下,可控的制备出纯相的Sr2Si5N8:Eu2+氮化物红粉。进一步通过EuB6、SiB6、SiB4等不同硼源形式引入硼离子,研究了部分B3-替代N3-对Sr2Si5N8:Eu2+晶体结构和发光性能的影响。结果表明:当以EuB6+EuN的形式引入硼离子时,25℃下Sr2Si5N8-xBx:Eu2+(x=0.3)的发光强度比Sr2Si5N8:Eu2+提高了5.21%;150℃下,相比不含硼的荧光粉发光强度增强了3.10%,荧光粉的热稳定性明显改善。热稳定性的改善归因于B比N具有更强的共价性能,使得Eu-B比Eu-N具有更强的键接强度,引入适量硼离子能够改善发光中心Eu2+周围的晶体场环境,提高晶体的刚性。

Sr2Si5N8∶ Eu2 ＋光物理性能及电子结构的研究

运用碳热还原氮化法(CRN)合成了Sr2Si5N8和Sr2Si5N8∶Eu2+粉体,所得到物相的XRD图谱显示,掺杂Eu2+后比掺杂前峰值向高角度方向偏移。荧光图谱显示掺杂后激发光谱处于紫外和近紫外光范围,发射光谱峰值处于红光处。利用第一性原理基于密度泛函理论的平面波赝势法计算了Sr2Si5N8与Sr2Si5N8∶Eu2+的能带结构与电子态密度,发现Eu2+的加入使得体系拥有了易于将能量以光子形式放出的直接带隙跃迁机制,并且使得整个体系带隙减小,结合实验结果,揭示了该体系材料的微观发光机理。

不同热处理对QTNi35Si5Cr2力学性能的影响

QTNi35Si5Cr2的基体组织是奥氏体+石墨+铬的复合碳化物,本文通过高温下缓慢冷却和快速冷却得到了不同的常温力学性能。通过对比分析确定了最佳QTNi35Si5Cr2的热处理工艺,并把这一结果编入《高镍奥氏体铸铁件》国家标准。

不同拓扑结构分子筛催化剂上正十二烷异构化反应性能比较研究

采用硅铝比相近的Y分子筛、ZSM-5分子筛和β分子筛分别负载贵金属约0.5%Pt制备催化剂,通过XRD、XRF、TEM、N_(2)物理吸附-脱附、NH_(3)-TPD、Py-FTIR、^(27)Al核磁等手段研究了不同拓扑结构分子筛晶体结构、元素组成、孔结构、酸性以及Al分布的差异,进而考察了拓扑结构对催化剂催化正十二烷异构化反应性能的影响。结果表明,当硅铝比接近时,ZSM-5分子筛总酸量及骨架铝比例最高、平均孔径最小,Y分子筛总酸量及骨架铝比例最低、平均孔径最大,而β分子筛的总酸量、骨架铝比例以及平均孔径介于两者之间,说明不同拓扑结构分子筛硅铝原子组合方式不同,不仅影响孔道结构和孔口尺寸,而且会因为铝所处位置的不同而影响酸性;在正十二烷异构化反应中,Pt/ZSM-5催化剂活性最高且主要发生的是外表面无选择性反应,Pt/Y催化剂活性最低且异构化反应主要在孔道内,而Pt/β催化剂活性介于两者之间,异构化反应发生于孔口处以锁匙反应为主。

铝合金经Si离子辐照后的力学性能及微观组织变化研究

采用核用LT21铝合金作为研究对象,用1.2MeVSi^(5+)对其进行辐照实验,并通过SEM、TEM和纳米压痕等手段,对辐照后材料的微观结构和力学性能变化进行分析。结果表明,经1.2MeVSi^(5+)辐照后,铝合金中析出二次相,二次相主要由硅和铁元素构成,且样品辐照后有明显的硬化趋势。LT21合金是使用在101堆重要的结构材料,研究其离子辐照后的变化规律有利于101堆退役工作的开展与进行,并为后续堆内辐照后铝合金的研究提供对照。

高Si/Al比ZSM-5分子筛的晶粒分布调控

本文针对晶种法合成微米级ZSM-5分子筛中遇到的低Si/Al比时晶粒分布均匀而高Si/Al比时晶粒分布不均匀的问题开展合成配方和工艺优化研究。考察了晶化温度和合成凝胶碱浓度等条件,分析了高Si/Al比时晶粒分布不均匀的原因,详细讨论了合成时晶化温度、铝量及模板剂对晶化过程的影响,最后通过降低模板剂用量的同时补充相应氢氧化钠的方法成功合成出高Si/Al比晶粒分布均匀的微米级ZSM-5分子筛。

不同硅铝比微米级HZSM-5分子筛的合成及催化甲苯甲醇烷基化反应性能

HZSM-5分子筛是甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术中常用的催化剂之一。本研究在引入晶种调节HZSM-5分子筛形貌的同时,改变分子筛合成前驱体溶液硅铝比调控分子筛酸性位,采用一步法直接制备孔结构和酸性质均适宜的微米级HZSM-5催化剂。通过X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜、NH3程序升温脱附、吡啶红外等手段对HZSM-5分子筛的物相组成、孔结构参数、微观形貌、酸性质进行表征分析,考察了其在甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应中的催化性能,探讨了孔结构和酸性质对催化性能的影响。结果表明:在水热晶化方法中,合成溶液中的晶种和铝含量对分子筛的酸性质和形貌结构有显著的影响,其中5μm晶粒的HZSM-5(150)分子筛催化剂因具有更长的扩散路径和更适宜的酸性位,在甲苯甲醇烷基化评价反应中表现出60%的对二甲苯选择性和11%的甲苯转化率。通过对HZSM-5分子筛的孔道和酸性位的精细调节有效提高了对二甲苯选择性,为择形催化剂的设计提供新的方法和思路。