CeO_(2)添加量对电弧增材制造铁基形状记忆合金组织和性能的影响

采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO_(2)的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO_(2)添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明:添加质量分数1%的CeO_(2)后,合金晶内析出相减少,晶界处析出较大尺寸的稀土化合物,组织均匀,弯曲变形后未出现ε马氏体跨晶生长现象,且马氏体交叉状态较少;当CeO_(2)质量分数增加至2%和3%时,晶内析出相增多,分布均匀性变差,且在弯曲变形后ε马氏体跨晶生长和交叉特征增多;随着CeO_(2)添加量增加,试验合金的晶粒尺寸减小,层错概率增大,形状回复率先增大后减小,当CeO_(2)质量分数为1%时晶粒尺寸较小,层错概率较大,形状回复率最大,形状记忆性能最好。

CeO_(2)添加量对铁基粉末冶金材料表面渗硼层组织与摩擦磨损性能的影响

在渗硼剂中添加CeO_(2),采用固体粉末渗硼法对Fe-2%Cu-0.4%C铁基粉末冶金材料进行950℃×5 h渗硼处理,研究了CeO_(2)添加量(0,2%,4%,质量分数)对渗硼层显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:不同CeO_(2)添加量下的渗硼层均形成单一Fe_(2)B相;随着CeO_(2)添加量的增加,渗硼层的表面粗糙度增大,厚度、硬度及耐磨性能呈先增大后减小趋势;当CeO_(2)添加质量分数为2%时,渗硼层的厚度和硬度均最大,分别约为144μm和58.0 HRC,此时渗硼层的表面完整性相对较好,磨损量最小,约为0.008 g,耐磨性能最佳。

CeO_(2)对Ag30CuZnSn药芯银钎料润湿性能及钎焊接头组织与性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯银钎料中添加CeO_(2),研究CeO_(2)对Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能和钎焊接头性能的影响,探索CeO_(2)对药芯银钎料润湿铺展性能和钎缝组织的作用机理。研究结果表明:药芯钎剂粉末中加入CeO_(2)能提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能,CeO_(2)添加量达到0.3%(质量分数,下同)时,对药芯银钎料的改进效果最佳。理论分析认为这是因为高价态的CeO_(2)具有氧化作用,可与T2紫铜表面的Cu2O发生氧化反应生成CuO和Ce2O3。同时,CuO、Cu2O与CeO_(2)、Ce2O3及钎剂中的B2O3生成CuO·Ce2O3·B2O3等盐类,促进了去膜反应的进行,从而提高了银钎料在紫铜板表面的润湿铺展性能。药芯钎剂粉末中添加过量CeO_(2)时,熔点较高的CeO_(2)反而增加了液态钎剂的粘度,未参与反应的CeO_(2)会阻碍熔融钎剂的铺展,进而阻挡熔化的Ag30CuZnSn银钎料在T2紫铜表面的润湿铺展。CeO_(2)作为高熔点氧化物,加入钎剂中后既能起到形核质点的作用,又能作为界面活性剂去除氧化膜。因此,火焰钎焊时,CeO_(2)能细化Ag30CuZnSn药芯银钎料钎焊接头的钎缝组织,当CeO_(2)添加量达到0.3%时,细化效果最佳。钎缝组织的细化使得钎焊接头抗剪强度提高了10%以上,钎焊接头断口组织的形貌和变化规律印证了上述结果。

PS-PVD用CeO_(2)掺杂8YSZ团聚粉末及其涂层

在纳米ZrO_(2)-8%Y_(2)O_(3)(摩尔分数)(8YSZ)粉末中掺杂20%(质量分数)微米级CeO_(2)粉末,并通过喷雾干燥合成CeO_(2)-8YSZ(CYSZ)复合团聚粉体。借助激光粒度仪和扫描电镜(SEM)及附带能谱仪(EDS)考察羧甲基纤维素黏结剂(carboxymethyl cellulose,CMC)质量分数对复合团聚粉体性能影响。采用PS-PVD制备具有柱状结构的CYSZ热障涂层,对涂层截面和表面进行EDS分析。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析涂层物相。结果表明:黏结剂质量分数达到2%时可获得球形度高、粒度分布均匀的团聚粉体;制备的涂层中Ce元素呈均匀分布;涂层物相基本为t-相结构,其中Ce^(4+)取代Zr^(4+)进入ZrO_(2)晶格形成类质同象的固溶体结构,显示出CeO_(2)掺杂对t-相向m-相转变的抑制作用;所制备CYSZ涂层在1100℃,水冷循环100次后仍保持完整,展现出较高的抗热冲击性能。

EFFECT OF CeO_2 ON MICROSTRUCTURE AND WEAR RESISTANCE OF LASER REMELTED FeBSi COATING

The hardness and wear resistance of sprayed FeBSi coating after laser remelting were much improved by addition of 8 wt-% CeO_2.Microstructural observation on the FeBSi+CeO_2 coating revealed that the formation of martensite occurs,as well as the refined grains and the more eutectic and compounds with regular morphology are dis- tributed.While the FeBSi coating free from CeO_2 is a sharp constrast in microstructure.

CeO_(2)-ZrO_(2)纳米复合粉体的原位自组装法制备及表征

针对氧化锆纳米复合材料组分分布不均和高温处理时晶粒异常长大等问题,本研究采用原位自组装法制备了CeO_(2)-ZrO_(2)纳米复合粉体,研究了CeO_(2)的添加量、不同分散剂以及煅烧条件对ZrO_(2)粉体的相含量及微观形貌的影响。研究结果表明:在真空条件下煅烧,以聚醚P123作为分散剂、含有10%CeO_(2)的ZrO_(2)粉体对氧化锆四方相实现了全稳,并且其分散性良好,粒径为50~100 nm。真空煅烧中形成的碳可以有效防止CeO_(2)-ZrO_(2)纳米颗粒的异常长大。本文成果可望为高质量陶瓷纳米复合粉体的制备提供支持,具有广阔的应用前景。

撞击流-旋转填料床制备纳米CeO_(2)

超精密抛光需要粒径均匀的纳米CeO_(2),针对中国绝大多数企业生产的稀土抛光粉难以满足国内对高性能抛光材料需求的问题,采用新型反应器——撞击流-旋转填料床制备纳米CeO_(2),探究了NH_(4)HCO_(3)浓度、沉淀温度、液体流量、超重力因子、陈化温度及陈化时间对纳米CeO_(2)粒径和形貌的影响。实验结果表明,NH_(4)HCO_(3)浓度越低,纳米CeO_(2)粒径越小,随着沉淀温度、液体流量、超重力因子、陈化温度、陈化时间、煅烧温度和煅烧时间的增加,纳米CeO_(2)粒径先减小后增大。NH_(4)HCO_(3)浓度50 g·L^(-1),沉淀温度90℃,液体流量20 L·h^(-1),超重力因子92,陈化温度30℃,陈化时间1 h,煅烧温度650℃,煅烧时间1.5 h,制备出的纳米CeO_(2)为球形,平均粒径为68 nm,晶粒大小为12 nm,粒度均匀,达到超精密抛光应用要求。

CeO_(2)对Al-7Si-Mg合金组织与性能的影响

以稀土CeO_(2)和Al-7Si-Mg合金粉末为原料,利用粉末冶金法制备了不同CeO_(2)体积分数的Al-Si复合材料,研究了CeO_(2)含量对Al-7Si-Mg合金组织与性能的影响。结果表明,适量的CeO_(2)添加能显著细化Al-Si合金中的Si相尺寸,并改善Si相分布均匀性;添加CeO_(2)后,Al-Si合金的力学性能均有所提高。当CeO_(2)含量为0.2%时,Al-Si合金中的Si相尺寸最小,分布最均匀,此时合金的力学性能也最好,硬度(HV;)、抗拉强度、伸长率分别为60.8、141.406 MPa和9.49%。

Cr12MoV钢表面激光熔覆稀土改性铁基复合涂层的性能

采用激光熔覆技术在Cr12MoV钢表面制备CMC PMagic2L涂层,并通过添加稀土氧化物CeO_(2)构成改性铁基复合涂层,运用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机等,研究了稀土氧化物CeO_(2)的加入对涂层组织性能的影响。结果表明,稀土氧化物CeO_(2)能够促进熔覆层晶粒细化,使热影响区宽度变大;CeO_(2)的含量越高,熔覆层硬度越大;含1%CeO_(2)的改性铁基复合涂层较未添加CeO_(2)的涂层,尽管热影响区厚度有所增加,但熔覆层平均硬度提高了22.1%,耐磨性也显著提高,磨损体积相对减小了43.66%,且熔覆层组织致密,有效地实现了模具表面强化的目的。