Effect of nano-TiC dopant size on magnetic properties and corrosion resistance of hot-deformed NdFeB

Effects of dopant size on the magnetic properties and corrosion behavior of hot-deformed NdFeB with the intergranular additions of nano-TiC were investigated using X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectrometer(XPS),scanning electron microscopy(SEM),electrochemical and magnetic measurement technologies.Additions of 50 nm-TiC,unlike 30 nm- and 40 nm-TiC,are found to increase the magnetic energy product and comprehensive magnetic properties,due in main to the improvement of magnet orientation by more strip-shaped Nd-rich phases.Nano-TiC dopants especially with a size of40 nm can increase the electrochemical corrosion resistance of magnets.It is attributed to the hindrance of additives on the reaction channel formation and their barrier effect on the oxidations of Nd and Fe.For 40 nm-TiC doped magnet,the charge transfer resistance in electric double layer structure reaches 15000 Ω·cm^(2) that is one order of magnitude higher than other cases,which is responsible for the lowe st corrosion current density and accordingly the best anti-corrosion properties.

纳米TiC浓度对双脉冲电沉积Ni-TiC复合镀层结构及性能的影响

研究了镀液中纳米TiC的添加量对双脉冲电沉积Ni-TiC复合镀层结构及性能的影响。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对镀层的表面形貌和物相进行了表征,并研究了镀层的表面粗糙度、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:当镀液中TiC浓度较低时,复合镀层表现为类似于纯Ni镀层的胞状沉积结构。当镀液中TiC浓度较高时,复合镀层表现为菜花状沉积结构。当纳米TiC浓度为8 g/L时,镀层表面致密性相对较高,Ni的衍射峰有明显的宽化现象。随着镀液中纳米TiC浓度的升高,复合镀层的磨损质量损失比表现为先下降后上升的趋势,当TiC浓度为8 g/L时,磨损质量损失比最小,为5.436%。当镀液中纳米TiC浓度为8 g/L时,镀层的自腐蚀电流密度最小,极化电阻值最大。结果表明双向脉冲电沉积制备Ni-TiC复合镀层镀液中最佳纳米TiC浓度为8 g/L。

纳米TiC颗粒弥散增强超细晶钨基复合材料的组织结构与力学性能

采用高能球磨和热压烧结的方法成功制备了纳米TiC颗粒弥散增强超细晶W基复合材料,并对其组织结构、室温力学性能进行了研究。研究结果表明,当纳米TiC颗粒含量较小时,高能球磨可以使TiC颗粒均匀分散到W基体中,烧结后,TiC颗粒尺寸约100nm,当纳米TiC颗粒含量较高时,局部出现团聚现象;纳米TiC的加入强烈的阻碍了W晶粒的长大并使复合材料的断裂模式由沿晶断裂为主向穿晶断裂为主转变,提高了材料的力学性能;在TiC含量为1%(质量分数,下同)时,材料的致密度、维氏显微硬度、弹性模量、抗弯强度分别达到98.4%、4.33、396GPa、1065MPa。纳米TiC颗粒对复合材料的强化机制主要是细晶强化和晶界强化。

微波合成纳米碳化钛粉体的机理探讨

以纳米二氧化钛及碳黑为原料,用微波加热合成纳米碳化钛粉体,根据合成产物的X衍射物相分析及其相关反应的热力学分析探讨微波合成碳化钛的反应机理。研究结果表明,在微波合成纳米碳化钛的过程中,纳米二氧化钛和碳黑系统是经过γ-Ti3O5、Ti3O5中间过渡相而生成纳米碳化钛粉体的。

纳米TiC粉末改性钎料钎焊CBN磨粒的结合界面和磨损特性(英文)

采用了Ag-Cu-Ti合金和纳米TiC粉末组成的新型复合钎料钎焊立方氮化硼(CBN)磨粒和工具基体,运用了三维体式显微镜和扫描电镜,研究了CBN磨粒与改性钎料之间的结合体系,包括界面微结构和反应产物,并进行了钎焊磨粒耐磨性试验。试验结果表明:加入的纳米TiC粉末均匀分布在钎料层内,细化了Ag-Cu-Ti合金钎料层的显微组织,有效控制了CBN磨粒与钎料的剧烈反应;磨粒表面化合物均匀致密,确保了CBN磨粒、纳米改性钎料和基体之间的结合强度;钎焊CBN磨粒的磨损形式以磨耗磨损为主,后期出现微小破碎,无磨粒脱落。

纳米碳化钛悬浮体分散特性研究

本文研究了不同的分散条件对纳米碳化钛在水基础液中的分散行为,并采用沉降稳定性分析、流变特性分析、透射电镜分析来评价其分散效果。结果表明:分散剂及纳米碳化钛质量分数、分散介质类型、纳米碳化钛粒径均会对溶液分散稳定性产生一定的影响;并结合溶液分散稳定性评价分析,提出纳米碳化钛在水基础液中的分散理论。

水基纳米碳化钛流体稳定性分析

通过两步法制备出分散稳定性能好的水基碳化钛流体,采用分散稳定性分析、纳米颗粒表征来分析其状态。分散稳定性分析探讨了分散剂质量分数及pH值对水基流体稳定性的影响,纳米颗粒表征探讨了制备后流体中碳化钛晶相成分变化、颗粒表面分散剂吸附情况及颗粒存在形式。

机械合金化制备碳化钛纳米粉体的合成机理研究

本研究中,以金属钛(Ti)粉与环己烷为原料,利用机械合金化制备了碳化钛(TiC)纳米粉体。利用X射线衍射并结合Rietveld精修对球磨产物进行定性与定量分析;借助透射电子显微镜对产物进行形貌与元素以及结晶性进行分析;对球磨过程中TiC的合成机理进行了研究。结果表明,球磨产物中主相为TiC,另有少量残留的氢化钛(TiH2)与Ti;所制备TiC粉体易于团聚、颗粒度均匀、结晶性良好;TiC合成机理属于扩散型机制。

纳米TiC涂层的制备技术研究

TiC涂层由于具备良好的性能而广泛地应用于机械加工行业。以高温CVD方法制备TiC涂层技术为基础,研究了在反应腔中设置温度达到1600℃的高温处理装置,使原料气经过高温处理装置后在基体上沉积出TiC涂层。经金相显微镜测量厚度约为10μm,经XRD检测成分为:界面出现脱碳相Co6W6C,膜层除含有少量氧化物杂质外,为纯净的TiC涂层,颗粒尺寸平均为84.8nm。探索了制备纳米TiC涂层工艺的机制,其中高温处理、大温度梯度、惰性气体及冷却腔体避免引入杂质是形成纳米TiC涂层的关键因素。制备纳米级TiC涂层,可使涂层硬度、断裂韧性、表面光洁度、耐高温性能等性能指标得到提高,提高了TiC涂层产品的综合性能。

纳米TiC粉末在无水乙醇中的分散性

通过沉降观察和粘度测定,探讨了pH和分散剂聚乙烯亚氨(PEI)对纳米TiC粉末分散性的影响,借助FTIR和Zeta电位测定,测定了颗粒的表面成分和带电性质。结果表明:pH和PEI浓度对粉末的分散性有极大影响,pH和分散剂添加量存在一最佳值,对应的料浆分散性最好;PEI是有效的分散剂,pH=10.07,添加量为0.1181wt%时,能够制得分散稳定的料浆;纳米TiC粉末在无水乙醇中的分散,遵循静电稳定机制。

TiC纳米晶粉的制备及特性

采用机械合金化方法制备了ＴｉＣ纳米晶粉末，研究了这种纳米晶粉末的微观结构和性能。结果表明：机械合金化处理５０ｈ，可以获得平均粒径为３０ｎｍ的ＴｉＣ纳来晶粉。

微波合成纳米碳化钛粉体的动力学研究

以纳米二氧化钛和碳黑为原料 ,用微波加热合成纳米碳化钛粉体。对微波合成纳米碳化钛的反应过程进行动力学研究。用X—射线衍射法表征合成粉体的合成率及颗粒大小。结果表明 ,微波合成纳米碳化钛粉体的化学反应属零级反应 ,且确定了反应动力学方程及反应的活化能。

微波合成纳米碳化钛粉体的热力学研究

用微波合成了纳米碳化钛粉体 ,并从理论上探讨了一氧化碳气体压力及合成温度对合成率及晶粒大小的影响。合成的碳化钛粉体用X—射线衍射仪及透射电镜表征。结果表明 ,用微波合成碳化钛粉体 ,当一氧化碳气氛压力较低时 ,可以在较低的温度下合成出合成率高、晶粒细小、团聚较少的碳化钛钠米粉体。

Al_2O_3/TiC/Mo/Ni微纳陶瓷复合材料的微观结构与性能

采用真空热压烧结技术制备了纳米TiC体积分数为3%~5%的Al2O3/TiC/Mo/Ni微纳陶瓷复合材料，并对其力学性能、相对密度、微观结构和三点弯曲断口形貌进行了研究。结果表明：微纳陶瓷复合材料中存在非典型的灰芯/白环结构；复合材料的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形式；添加的纳米粒子分布于Al2O3基体晶粒的内部与晶界，形成了晶内/晶界型结构，细化了晶粒，强化了晶界，提高了复合材料的强度和相对密度，其抗弯强度、断裂韧度、硬度和相对密度分别为970 MPa，5.5 MPa·m1/2，20.4 GPa和99.5%。

纳米TiC对低碳MgO-C砖抗氧化性及热导率的影响

研究了Al-Si-TiC组合添加剂中纳米TiC含量(分别相对于基本物料质量的0、0.05%、0.15%、0.30%)对低碳MgO-C砖(w(C)≈6%)在600、1 000、1 400℃时的抗氧化性的影响,并用扫描电镜对氧化后试样进行了显微结构观察分析。通过试样在600和800℃的热导率比较,研究了纳米TiC对低碳MgO-C砖导热性能的影响。结果表明:加入纳米TiC可以明显改善低碳MgO-C砖的抗氧化性能,且纳米TiC的加入量控制在0.15%左右最为合适;低碳MgO-C砖的热导率随着纳米TiC加入量的增加呈现先增大后减小的趋势,当其加入量超过0.15%后,试样热导率的变化不再明显,且纳米TiC加入量对低碳MgO-C砖800℃下热导率的影响比600℃下的影响大。

W-1wt％TiC纳米复合材料的组织结构与力学性能

采用高能球磨结合热压烧结的方法制备了W-1wt%TiC纳米复合材料,并对其组织结构、室温力学性能进行了研究.结果表明,高能球磨能显著细化粉体、减小晶粒尺寸及增加晶格畸变,促进复合粉体的烧结致密化.烧结后,纳米TiC颗粒均匀地分散W基体中,TiC的颗粒尺寸约100nm,呈单分散状态,TiC颗粒与W基体结合紧密,界面上没有析出物出现.纳米TiC颗粒的加入起到细晶强化和晶界强化的作用,提高了复合材料的力学性能.W-1wt%TiC纳米复合材料的致密度、维氏显微硬度、弹性模量、抗弯强度分别由纯W材料的95.6%,3.32GPa,345GPa,730MPa提高到98.4%,4.33GPa,396GPa,1065MPa.

纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能研究

研究了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具 (纳米改性金属陶瓷刀具 ,下同 )与普通Ti(C ,N)基金属陶瓷刀具及硬质合金刀具在切削正火态 4 5钢时的磨损曲线及磨损机理。结果表明 :纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的效果明显 ;与硬质合金刀具相比 ,纳米改性金属陶瓷刀具优良的综合性能使其具有更高的耐磨性。刀具的失效形式主要是磨损及崩刃。

添加Cr_2O_3对Al_2O_3-TiC陶瓷烧结及纳米结构形成的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料中Ｃｒ２Ｏ３添加剂对该陶瓷材料烧结致密度和力学性能的影响．Ｃｒ２Ｏ３与ＴｉＣ在高温有化学反应发生，反应产物在高温产生的液相有助于陶瓷材料的烧结．Ｃｒ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成连续固溶体，使Ａｌ２Ｏ３晶格活化，从而也促进了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料的烧结．ＴＥＭ研究表明：Ｃｒ离子高温时在ＴｉＣ中具有较高的溶解度，降温后淀析出许多纳米级含Ｃｒ的颗粒。

Co掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂TiO2粉体(Co-TiO2),采用XRD、FT-Raman、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,Co掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(Co)∶n(Ti)=0.002,400℃烧结的Co-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达90.56%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率44.95%。

纳米TiC粉末的分散与表征综合实验设计

纳米TiC粉末具有高强度、高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、低热膨胀率、优良的导热导电能力和抗热震性,被广泛用作复合材料的增强体。纳米粉末粒度小、表面能和表面活性大,在储存和使用过程中极易产生团聚。采用胶体分散技术分散纳米TiC粉末;利用TEM、激光粒度分析和Zeta电位测试等手段对纳米TiC的分散效果进行表征。实验研究了分散介质、超声时间、分散剂种类和加量、溶液pH值等因素的影响。有利于培养材料科学与工程类专业本科生综合运用知识、研究科学问题的能力。