等离子喷涂纳米Al_2O_3-13wt% TiO_2涂层组织与性能的双态分布特性研究(英文)

采用由喷雾造粒制备的纳米团聚粉末并通过等离子喷涂制备出纳米Al2O3-13wt%TiO2涂层.研究分析了涂层的相组成、显微结构、硬度及断裂韧性,结果发现,该纳米涂层呈现出由两部分不同区域组成的双态分布结构:一部分为完全熔化后凝固形成的层状结构;另一部分则为部分熔化的粒状结构,其内保留来源于喷涂喂料的纳米或亚微米粒子.涂层中与未熔纳米α-Al2O3粒子含量成比例的部分熔化区百分数可以通过调整关键喷涂工艺参数(CPSP)来控制.纳米涂层所具有的这种混合结构特性,可以被其力学性能的双态分布特征所证实.Weibull统计分析表明,涂层的显微硬度和断裂韧性均呈现出双态分布,部分熔化区的显微硬度及其分散性均比完全熔化区低,而其断裂韧性及其分散性则均比完全熔化区高.

水热法制备核壳结构Sm(Co,Hf)_7@Fe_3O_4复合纳米颗粒及其磁性能研究

以高能球磨所得Sm Co,Hf7纳米颗粒作为硬磁性内核,通过水热法在其上包覆软磁性Fe3O4壳层,制备了具有核壳结构的Sm Co,Hf7@Fe3O4硬/软耦合纳米颗粒.利用XRD、TEM、VSM等检测手段分析了纳米颗粒的相结构、微观结构及磁性能.结果显示,所得Sm Co,Hf7@Fe3O4复合纳米颗粒呈现明显的核壳型结构,颗粒粒度均匀且分散性良好,Fe3O4壳层的厚度在5 nm左右.磁性能测试表明,Fe3O4软磁壳层的包覆使复合颗粒的矫顽力和剩磁比与纯Sm Co,Hf7颗粒相比有所下降.对复合颗粒在660℃进行退火处理30 min,发现在加热过程中核壳之间将发生元素的互扩散并进而形成梯度型微观结构.

锂离子电池安全性能测试及其影响因素分析

实验研究了电芯结构和电池外壳材质两种因素对电池安全性能的影响。对三种锂离子电池进行外短路、针刺、过充电三种安全性能测试,结果表明,材质为铝塑复合膜的叠片电芯结构软包电池由于铝塑复合膜自身的特性使其在针刺和外短路两项测试中表现出优异的安全性能。而18650型钢壳电池由于自身具有安全阀的保护作用使其在过充测试中表现出较好的安全性能。研究表明,电芯结构和电池外壳材质对锂离子电池的安全性能有显著的影响。

以乙二醇为溶剂制备的SrFe_(12)O_(19)颗粒的结构与磁性能

采用溶胶-凝胶法制备出了纯SrFe_(12)O_(19)颗粒,研究了溶剂种类(去离子水、乙二醇)、煅烧温度对产物结构及磁性能的影响,并探讨了以乙二醇为溶剂时SrFe_(12)O_(19)颗粒的形成机理。试验发现溶剂种类及煅烧温度对SrFe_(12)O_(19)颗粒的形貌影响显著,使用乙二醇为溶剂,在900℃保温2h得到的棒状结构的SrFe_(12)O_(19)颗粒的磁性能最佳,其矫顽力达到568.3kA/m;而在1 100℃煅烧时,SrFe_(12)O_(19)颗粒的形貌则为六角片状结构。

热处理工艺因素对Fe-Cr-Co永磁合金显微组织及磁性能的影响

以牌号为2J85的Fe-Cr-Co合金为研究对象,系统考察了固溶处理冷却液的种类及磁场热处理过程中防氧化处理对合金显微组织和磁性能的影响.结果表明,合金固溶处理后以盐水作为冷却液时,经过磁场热处理与多级时效后显示出更好的磁性能,其矫顽力达到=603.7 Oe.此外,热处理前在工件表面涂覆防氧化涂层也可一定程度地提高硬磁性能.

热处理温度对纳米TiN涂层组织和性能的影响

为了提高反应等离子喷涂纳米TiN涂层的致密性、消除涂层内的微观缺陷,在大气、氩气氛和真空中对其进行了热处理。用XRD、SEM、TEM分析了纳米TiN涂层热处理后相组成及组织结构的变化,测试了处理后涂层的结合强度和孔隙率。结果表明:纳米TiN涂层在大气和氩气氛中,于600℃开始发生分解和氧化;真空环境下加热,涂层相组成不发生变化。在大气中600℃加热处理后,TiN涂层中微裂纹愈合,孔隙率降到原来的70%,结合强度基本不变。大气中1000℃热处理后,晶粒尺寸仍为100～200 nm。

利用PS模板制备多孔SrFe12O19薄膜的研究

以提拉浸渍法使用聚苯乙烯(PS)球模板制备了有序多孔结构的锶铁氧体(SrFe12O19)薄膜。将微乳液聚合法合成的PS球,通过提拉浸渍法有序地组装在硅片基板上形成PS模板;使用溶胶-凝胶法制备SrFe12O19前驱体溶胶,再采用提拉浸渍法使SrFe12O19前驱体溶胶填充PS模板的空隙,在900℃保温2 h去除PS球后即制得多孔SrFe12O19薄膜。重点研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的含量对PS球微观形貌、浸渍时间对PS模板以及多孔SrFe12O19薄膜微观形貌的影响,并对多孔SrFe12O19薄膜的形成机理进行了讨论,建立了相应的模型。结果表明:添加0.2 g的PVP可得到粒径均匀的PS球,且微球之间空隙明显;将硅片在PS球乳液中浸渍10 s可得到单层有序的PS模板;当PS模板在SrFe12O19前驱体溶胶中浸渍10 s时可制备出孔径约200 nm的蜂窝状多孔结构的纯SrFe12O19相薄膜,其表现出优异的硬磁性能:饱和磁化强度为27.9(A·m^2)·kg^-1,剩磁为15.5(A·m2)·kg^-1,矫顽力为2.08×10^5 A/m。

Fe73Si15Nb3B8Cu1铁芯薄带的热处理工艺研究

对用Finemet型Fe73Si15Nb3B8Cu1快淬薄带制备的铁芯增加预退火处理,再在540℃进行晶化退火处理得到退火铁芯,研究了预处理温度对铁芯薄带的微观结构、力学性能、热力学性能及软磁性能的影响。结果表明,随着预退火温度的提高,预退火的薄带及再经晶化退火的薄带的韧性均逐渐降低,预退火后非晶薄带的第1晶化温度变化不大,而第2晶化峰值温度向高温方向偏移,预退火扩大了非晶薄带晶化退火的温度范围,有利于获得性能更加稳定的非晶纳米晶薄带;增加预退火处理的薄带的晶粒分布比直接晶化退火薄带的更均匀,其中在450℃预退火的薄带经晶化退火后,晶粒尺寸在8~15 nm之间。增加预退火处理的铁芯样品,其振幅磁导率和比总损耗较直接退火的均有明显改善,其中经450℃预退火的铁芯具有最大的振幅磁导率(μa=8.6×10^4,f=10kHz)和最小的交流比总损耗(P0.5/10k=8.73W/kg),分别较直接退火的铁芯升高了16.0%,下降了17.0%。

Alnico合金添加量对Nd-Fe-B薄带磁体的微结构和磁性能的影响

在Nd_2Fe_(14)B合金中添加具有调幅分解能力的Alnico合金,采用熔体快淬法在40m/s的快淬速度下制备出名义成分为Nd_2Fe_(14)B+x%Alnico(x=0,3,5)的薄带磁体,探究多元复合添加Alnico合金组成元素对薄带磁体的微结构和磁性能的影响。试验结果表明:在薄带磁体中形成了由硬磁性相Nd2Fe14B、软磁性相Fe7Co3、弱磁性或非磁性相Al_3Ni和Al_(13)Co_4以及部分非晶相组成的合金体系,在x=3时获得了最佳的综合磁性能:Hc=665kA/m,Br=0.58T,Br/Bs=0.60。

Finemet型铁基非晶带材常见缺陷分析

以Finemet型非晶带材为研究对象,针对单辊快淬法制备的宽度小于40mm的带材在实际生产中形成的缺陷进行了研究。结果表明,由于铜辊冷却能力以及冷却系统不稳定,带材会出现部分结晶并导致带材变脆;由于喷嘴被高温熔体热蚀、铜辊平整度变化以及漏钢包液面过低等原因会导致带材形成自由面发虚、毛边、条纹、孔洞等缺陷,这些缺陷都需要通过优化工艺来改善或消除。

Finemet型Fe_(73)Si_(15.5)Nb_(1.1)V_(2.4)B_7Cu_1薄带的结构及性能

用V部分替代Nb并适当调整Si与B的含量,通过单辊快淬技术及退火工艺制备了原始成分为Fe_(73)Si_(15.5)Nb_(1.1)V_(2.4)B_7Cu_1和优化成分为Fe_(73)Si_(15.5)Nb_(1.1)V_(2.4)B_7Cu_1的Finemet型非晶纳米晶薄带。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、磁性能测试仪研究了薄带的结构及磁性能。结果表明:2种快淬态薄带主要为非晶结构,合金具有良好的非晶形成能力;采用Luborsky法评价薄带韧性,发现含V的快淬态薄带的断裂应变λt为5.05×1^(-2),其韧性较差;2种退火态薄带中的纳米晶晶粒大小分别约为14.8与13.2nm;与原始成分薄带相比,含V薄带的居里温度TC,晶化起始温度Tx1略有降低;含V薄带的饱和磁化强度略低于原始薄带,但是其矫顽力较小,其环形磁芯样品静态初始磁导率为1.269×10~5、静态损耗为1.748 J/m^3。动态测试显示,随着频率的增加,含V薄带损耗较原始薄带小的优势更加明显。