粉体成型Zr-2合金热变形行为及本构模型研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对粉体成型Zr-2合金进行等温恒应变速率热压缩实验,研究其在热变形温度650~850℃,应变速率0.001~5 s^(-1)条件下的热变形行为。基于热压缩实验数据,采用基于应变修正的Arrhenius方程构建了粉体成型Zr-2合金的变形本构模型。研究结果表明:变形温度对粉体成型Zr-2合金的流变应力影响明显,随着变形温度的增加,材料的流变应力大幅度降低。同时,粉体成型Zr-2合金的热变形流变应力表现出对应变速率敏感的特征,即变形抗力随着应变速率的上升而增加,但在低温(650、700℃)、高应变速率(5s-1)条件下变形抗力增加并不明显。基于应变修正的Arrhenius方程构建的粉体成型Zr-2合金的本构方程,其相关系数为0.9827,可以较为准确地预测该材料的流变应力。

Zr/EMs(DAP-4、AP、CL-20、HMX)的热分解及燃烧性能

为了探索金属锆粉(Zr)与高能氧化剂复合体系的热分解以及燃烧性能,以4种含能材料(EMs)AP、CL-20、HMX、DAP-4及其Zr/EMs样品为主体,采用差示扫描量热分析、全自动量热法和自主搭建的燃烧实验系统,对样品的热分解行为、燃烧热及点火燃烧过程进行对比分析,收集部分燃烧产物进行表征;分析了Zr/DAP-4的燃烧机理。结果表明,DAP-4的耐热性能、燃烧热释放等均优于其他EMs样品;添加Zr后样品的燃烧热更高,E a更低且热分解温度保持在373.8℃,燃烧性能优于纯DAP-4。相比于Zr/CL-20和Zr/HMX的热分解,Zr/DAP-4的起始分解温度和峰温更高,表观活化能E a更低,仅为138.7 kJ/mol,燃烧热高达17134 J/g。从燃烧动态可知,Zr/DAP-4的全过程燃烧仅需要170 ms,反应迅速且剧烈,其火焰强度优于其他3种样品。燃烧产物分析表明,Zr/DAP-4燃烧生成了ZrO 2等固体和H 2O、HCl等气体产物。综合分析,Zr/DAP-4具有更高的能量特性和更好的燃烧性能,在未来推进剂配方设计中有很大的应用潜能。

激光粉末床熔融成形高性能Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的显微组织演变及力学性能

系统研究时效温度对激光粉末床熔融成形Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,成形态合金组织致密且无裂纹,平均晶粒尺寸为3.51μm,屈服强度为(547±3)MPa。经300℃时效后,合金组织中析出大量尺寸为2~3 nm且与基体共格的Al3Sc纳米颗粒。时效样品的屈服强度提升至(616±4)MPa,这得益于合金中的析出强化、固溶强化和晶界强化。当时效温度超过300℃时,部分Mn和Zr从固溶体中析出,形成Al6Mn和Al3(Sc,Zr)相。经500℃时效后,合金中Al6Mn相和Al3(Sc,Zr)相分别粗化至约600和30nm。此,合金的屈服强度下降至(372±3) MPa。

Zr含量对Mg-Zr粉末冶金阻尼合金材料性能的影响

采用粉末冶金法制备了Mg-x%Zr阻尼合金(x=0.6,1.5,2.5,5,质量分数,下同),通过三点弯曲测试和DMA技术等手段研究了Zr含量对Mg-Zr合金的组织、力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,随着Zr含量增加,组织演变为条带状结构,同时在晶界及晶内出现点状颗粒,晶粒更加细化。Mg-x%Zr阻尼合金的致密度、硬度、抗弯强度随着Zr含量增加而提高,Zr含量为2.5%的合金的致密度、抗弯强度和显微硬度达到最大值。在频率5Hz,应变振幅6×10-5的测试条件下,Mg-5%Zr合金的阻尼性能最好,阻尼值tan达到0.084,Mg-1.5%Zr次之,Mg-2.5%Zr合金的阻尼性能最差。在27～100℃的温度范围内,Mg-x%Zr合金阻尼性能随温度升高而缓慢提高,在高于100℃后,合金阻尼性能随温度的升高迅速增加,并在160℃出现阻尼峰。Mg-1.5%Zr合金的阻尼峰温度随频率增大而升高,呈现出弛豫型阻尼特征。

Zr粉粒径对Zr/KClO_4烟火剂燃烧特性的影响

研究了烟火药激光器泵浦源传统配方Zr/KClO4中Zr粉粒径对该配方燃烧特性的影响。结果表明:Zr粉从61.375μm减小到18.675μm,Zr/KClO4混合物的点火温度从506.40℃降低到492.42℃,燃烧辐射脉宽由60 ms缩短到25 ms,峰值辐射强度增加1倍;在200～1 100 nm波段内,随着Zr粉粒径的减小,可见光区内的辐射能所占的比例增强;针对掺钕激光介质的泵浦而言,Zr粉粒径为800目时,分布在激光介质的3个主要泵浦带内的辐射能最高,而且闪光脉宽最短。因此,在其它条件相同时,选择颗粒尺寸小的Zr粉有利于获得高的激光输出。

超细Ce-Zr-O粉末的制备及其影响因素

采用共沉淀法在室温下制备超细Ce -Zr-O粉末。通过激光粒度仪 (LS - 6 0 1)、XRD、TG、比表面积测定仪等对合成粉末进行了分析 ,并考察了料液组成、加料方式、添加剂种类、煅烧温度等合成条件对合成产物粒度的影响。结果表明 :采用硝酸铈锆料液为原料、用氨水作沉淀剂、以反加料方式在室温下沉淀 ,所得沉淀经干燥和煅烧可以得到粒度均匀、悬浮性好的超细Ce -Zr-O粉末。

粉末熔渗制备C/C-ZrC-Cu复合材料的组织结构

以Cu-Zr混合粉末为熔渗剂,密度为1.4 g/cm3的多孔C/C复合材料为坯体,采用反应熔渗法制备C/C-ZrC-Cu复合材料,研究了复合材料的组织结构及物相组成,并对复合材料组织结构的形成机理进行了分析。结果表明:熔渗剂中Zr含量不同时,制备的复合材料均主要由C,ZrC和Cu相组成。随熔渗剂中Zr含量由50%增加到70%(质量分数),制备的复合材料中Cu含量逐渐降低,熔渗剂中Zr含量为60%时复合材料中ZrC含量最高(43.2%)。C/C复合坯体内的孔隙被反应生成的ZrC相及残余Cu相充分填充,炭纤维周围存在一层较致密的ZrC层,在远离炭纤维处,ZrC颗粒与Cu相呈混合分布状态。ZrC与C和Cu均有良好的界面结合状态,在ZrC颗粒长大和粗化过程中,形成了部分含内嵌Cu晶粒的较大ZrC颗粒。

粉末冶金Mg-6Al-xZr合金的组织与力学性能

采用机械合金化和粉末冶金技术制备了Mg-6Al-xZr(x=0、3、6、9)(质量分数)合金,研究了Zr含量对合金微观组织以及力学性能的影响。结果表明:550℃烧结态合金的组织由Mg基体、Zr以及Mg17Al12相组成,同时存在大量微孔;随着Zr含量的升高,Mg基体晶粒尺寸以及孔隙均变小,合金显微组织细化;合金的硬度和抗弯强度随Zr含量的增加而提高;650℃复烧后Al元素向Zr颗粒内部扩散并生成中间相Al3Zr,合金的力学性能进一步提高。

Ce-Zr-O超细粉末制备工艺的优化及其抛光性能

采用共沉淀法在室温下通过对各种影响产物性能的实验条件考察后优化了Ce-Zr-O超细粉末的制备工艺,利用激光粒度仪、XRD、TG、比表面积测定仪分别对样品的粒度、物相、热稳定性及比表面积进行了表征,并对优化工艺合成的超细Ce-Zr-O粉末的抛光性能进行了测试。

流变相-前驱物法制备纳米级Ce-Zr-O粉末的研究

采用流变相-前驱物法合成纳米级C e-Z r-O粉末,通过XRD、TEM和比表面积测定等对产物进行了表征,同时利用XRD、热重分析及红外光谱对前驱物也进行了表征,考察了原料和分散剂种类、灼烧温度等合成条件对产物粒度的影响。实验结果表明,采用碳酸锆、碳酸铈为原料,以水杨酸为络合剂,无水乙醇作分散剂,所得前驱物在80℃干燥和600℃灼烧1h,可得到纳米级C e-Z r-O粉末。

退火温度对Zr-1Nb合金高温蒸汽腐蚀性能的影响

研究了退火温度对核动力堆用Zr-1Nb合金在400℃、10.3 MPa条件下的静蒸汽腐蚀性能的影响。试验结果表明,冷加工的Zr-1Nb合金试样的腐蚀性能优于退火的;消除应力退火的腐蚀性能优于再结晶退火的;在接近或高于共析温度退火的试样其腐蚀性能下降;焊接使合金的腐蚀性能显著下降,焊后再结晶退火没有明显改善合金的腐蚀性能。

掺杂Zr对ATO纳米粉末性能的影响

采用Sol-Gel法制备了掺杂Zr的ATO纳米粉末,将未掺杂Zr的ATO粉末与已掺杂Zr的粉末进行了电阻、粒度大小、比表面积等方面的分析测量,并将这两种粉末进行了对比,结果发现掺杂Zr略使其电阻率增加,但能明显减小粒度,减少团聚。在电学性能等许可范围下掺杂适量的Zr将不失为一种减小粒度的途径。但通过计算粉末还是存在不少团聚体,所以解决团聚仍是今后进一步研究的问题。

自蔓燃高温合成法制取Zr-Ni合金粉末的研究

介绍了自蔓燃高温合成法制取Ｚｒ－Ｎｉ合金粉末的过程，分析了其主要的影响因素。结果表明，随着锆含量的增加，剧烈反应的起始温度、合成温度降低。在真空、氩气和氢气气氛中于不同温度下进行合成反应，产物呈现不同的结构和形态。反应过程受氢化物分解的影响，呈振荡蔓延形式，产物产生明显的宏观分层。

NH_4HCO_3作沉淀剂制备超细Ce-Zr-O粉末的研究

为寻求简便、合理的合成超细粉体的方法,利用NH4HCO3 作沉淀剂,通过考察料液配比、加料速度、升温速度等实验因素,得到了简单的合成超细 Ce Zr O粉末的工艺,并利用比表面积测定仪、激光粒度仪、XRD、Raman等仪器对相关产物进行了表征.结果表明:利用简单工艺合成的超细 Ce Zr O粉末具有中位粒径为0.30μm、比表面积为21.2 m2/g、悬浮性大于30 min、松装密度小于 1 g/cm3等性能,产物具有 CaF2 型的空间结构.

纳米Ce-Zr-O粉末低温固相合成及其表征

采用低温固相法通过对各种影响产物性能的实验条件考察后,优化了纳米Ce-Zr-O粉末的制备工艺,即采用氯化氧锆、碳酸铈、氢氧化钠为原料和水杨酸为络合剂进行研磨,所得的前驱物在室温下干燥和600℃煅烧后,可得到纳米Ce-Zr-O粉末。利用XRD、TG-DTA、拉曼光谱仪等仪器分别对样品的粒度、物相、热稳定性及拉曼特征峰进行了表征。

表面多孔Ti-Nb-Zr-CPP生物材料的制备及其微观组织的研究

利用机械合金化和等离子烧结工艺制备了Ti-Nb-Zr-CPP(焦磷酸钙)复合材料,并将其进行溶液浸出而获得了表面多孔的生物材料。对烧结体进行了物相及表面区域成分的分析,并对浸出材料进行了形貌、相对密度、硬度、孔洞尺寸及孔洞率的分析。结果表明,采用Ti-35%Nb-7%Zr-10%CPP的成分配比及40%H3PO4+60%H2O的浸出液可制备出与人体骨骼表面相近的多孔生物材料。

粉末冶金Cu-Zr合金的微结构及性能研究

采用高纯、高速N2(99.999%)流作为介质淬火处理在真空下固溶的粉末冶金Cu-Zr合金,然后时效处理。用HV、HB、XRD、TEM、SEM、EDS等来表征不同状态下的合金组织性能。结果表明:随着固溶时间的增加,合金的布氏硬度(HB)和导电率减小,而显微硬度(HV)增加;铜锆合金时效析出Cu2Zr,时效处理时间小于12h时,合金的HB和导电率增加而HV减小,时效处理时间大于12h时,合金的HB和HV减小而导电率增加,沉淀相长大。

用化学还原法制备的Fe-Zr-B非晶超细颗粒的结构研究

用M ssbauer谱 ,X射线衍射分析和DAT研究了用硼氢化物还原法制取的Fe56Zr5B39非晶超细颗粒 ,并与Fe68B32 非晶合金作了对比。M ssbauer谱和X射线衍射分析研究结果揭示Fe56Zr5B39超精细场的低场分量与以相当数量的锆原子为近邻的铁原子相关 ;而超精细场的高场分量所相关的铁原子 ,其近邻主要是铁原子和硼原子 ,以及可能有部分锆原子。

Zr掺杂对纳米VO_(2)粉体结构及相变性质的影响

采用水热合成结合高温热处理制备了VO_(2)粉体,研究了Zr元素掺杂对VO_(2)结构及相变性质的影响。结果表明:掺杂Zr元素会对VO_(2)结构产生影响,Zr^(4+)可以占据V^(4+)晶格点阵位置,形成有限固溶体,从而增大VO_(2)的晶胞参数,不同浓度Zr掺杂试样,仍呈VO_(2)单斜相结构。由于掺杂导致的晶格变形,阻止了颗粒的聚集,因此Zr添加具有一定的细化晶粒作用。DSC曲线测试表明,Zr掺杂可以降低VO_(2)(M)的相变温度,掺杂浓度为6%(原子百分比,下同)时,相变温度可由未掺杂的69.9℃降到61.1℃,Zr掺杂试样相变前后的红外透射率变化也较大,达到30%以上。

胶束法制备Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3超细粉

用胶束法制得了Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ３超细粉末，避免了在热处理过程中的硬团聚现象，用Ｘ－射线衍射分析、透射电镜等测试手段对粉料进行了表征．制得的超细粉属四方晶系，单颗粒的形貌近似球形，单颗粒平均粒径小于０．１μｍ．