Cr^(3+)掺杂LiSn_2(PO_4)_3负极材料的电化学性能研究

利用Cr^(3+)离子对LiSn_2(PO_4)_3化合物中的Sn^(4+)进行掺杂。对所制备的材料Li1+xCrxSn2-x(PO4)3进行X射线衍射(XRD)测试,结果表明,在x=0.1～0.3时可得到单一的α-LiSn_2(PO_4)_3相,掺杂浓度进一步增加则会导致少量SnO_2第二相的析出。尽管引入Cr不能抑制LiSn_2(PO_4)_3在首次放电过程中分解,但x=0.3的样品电化学性能得到显著改善。电池在100和800 mA/g电流密度下25次充放电循环后放电容量分别为403.1和241.9 mAh/g,并具有较好的循环性能和倍率性能。导致上述结果的主要原因是Li_3PO_4和Cr复合基体的空间效应,有效避免了Sn颗粒在充放电循环中的团聚,改善了电化学反应环境,从而提高了Sn颗粒的利用效率。

铌含量对Fe-C-Cr-Nb系表面熔覆金属组织及耐磨性的影响

目的提高钢表面熔覆层的硬度、耐磨性及其综合性能。方法运用气体保护焊堆焊不同Nb含量的Fe-C-Cr-Nb系表面堆焊材料,采用JmatPro软件模拟计算不同铌含量的熔覆层CCT曲线和平衡冷区曲线,分析铌含量对熔覆组织转变和析出相的影响。运用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪观察晶粒尺寸和熔覆组织形貌,并对析出相进行分析。利用洛氏硬度计和滑动摩擦磨损试验机,分别对熔覆金属进行宏观硬度和耐磨性的测定。结果不同铌含量熔覆组织均由马氏体和少量贝氏体组成,基体有大量的MC型碳化物析出。当Nb含量为1.5%时,碳化物弥散分布在熔覆组织中,强化效果最佳,此时硬度最高,为55.3HRC。此外,MC型碳化物有明显的细化晶粒作用,显著提高了熔覆组织的韧性。硬质相与韧性基体的配合,使熔覆组织的耐磨性在铌含量为1.5%时达到最佳。结论通过调整Fe-C-Cr-Nb系表面堆焊材料中铌的含量,可以有效地控制熔覆金属组织类型及碳化物组成和分布,从而提高熔覆层的综合性能。

复杂黄铜摩擦磨损性能与显微组织的关系

通过电子探针、扫描电镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机等研究了3种成分复杂黄铜的摩擦磨损性能和显微组织的关系。结果表明:复杂黄铜的磨损机制和基体组织有较大的关系,基体组织为β+α相时,其磨损机制主要为黏着磨损,基体组织为单一β相时,其磨损机制主要为磨粒磨损;基体组织对复杂黄铜摩擦磨损性能的影响更大,基体组织为β+α相时的磨损率明显低于基体组织为单一β相的,基体组织为单一β相时,含Fe_3Al硬质相的复杂黄铜的摩擦磨损性能优于含Mn_5Si_3硬质相的。

放电等离子体烧结制备Mg_(85)Zn_6Y_9颗粒增强Mg-9Al-1Zn复合材料组织与力学性能

采用高能球磨法和放电等离子体烧结(SPS)技术,以包含100%长周期堆垛有序结构(LPSO)相Mg_(85)Zn_6Y_9镁合金为原料,通过将其球磨成纳米晶颗粒后与Mg-9Al-1Zn(AZ91)镁合金雾化颗粒进行机械混合,并在350℃烧结温度下成功制备出不同质量分数(0~30wt%)的LPSO相Mg_(85)Zn_6Y_9颗粒增强AZ91复合材料(Mg_(85)Zn_6Y_9/AZ91)。采用光学显微镜(OM)、SEM及TEM对Mg_(85)Zn_6Y_9/AZ91复合材料的微观组织结构进行表征;采用XRD分析其固溶处理前后的相转变;与此同时对复合材料进行显微硬度与压缩试验,综合研究其微观组织与力学性能的关系。相关结果表明,Mg_(85)Zn_6Y_9颗粒经3h高能球磨后颗粒尺寸显著减小,硬度随晶粒细化而提升。Mg_(85)Zn_6Y_9增强颗粒主要分布在AZ91基体颗粒边界处,随着Mg_(85)Zn_6Y_9质量分数的增加,增强相颗粒有相互结合成连续网格状趋势。增强颗粒与基体界面处未见明显过渡层,基体界面处的β相经400℃×24h固溶处理后进入基体,部分增强颗粒亦转变为Mg相。本实验条件下制备的最佳性能的20wt%Mg_(85)Zn_6Y_9/AZ91复合材料经固溶处理后的室温屈服强度从200 MPa转变为230 MPa,屈服强度均较未添加Mg_(85)Zn_6Y_9的AZ91镁合金有较大的提高。

控温大应变孔型轧制纤维细晶钢增韧机理的研究进展

孔型轧制纤维细晶钢是日本国立物质材料研究所于2003年研制成功的高强高韧钢铁材料,在受到强大冲击载荷时,断裂路径通过多重脱层断裂方式,能做到“打断骨头连着筋”的增韧效果。系统介绍了控温大应变孔型轧制纤维细晶钢的制备流程,纤维状细小晶粒组织和纤维织构的形成机理,以及冲击过程中的裂纹扩展路径。阐明了孔型轧制过程中温度和压下量对纤维细晶钢组织和力学性能的影响规律,总结了其在冲击和拉伸过程的增韧方式,以及韧脆转变过程中所表现出的逆温度效应,这种多尺度组织和似“筷子折断”式断裂方式为金属材料的强韧化提供了理论基础和实验支撑。