工业气氛下电流场辅助Ni-ZrO_(2)陶瓷扩散焊

目的研究电流驱动下金属Ni向ZrO_(2)陶瓷的定向扩散以及界面化学反应,实现两者在工业气氛下的快速连接。方法在1200℃下采用独特的电流场耦合扩散焊连接系统制备Ni-ZrO_(2)扩散偶样品。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对不同直流电参数(电流密度0~5.09 mA/mm^(2))下制备的样品界面焊缝形貌以及原子分布进行观察和解析;测试Ni-ZrO2扩散偶的剪切强度,并结合不同样品的界面微观结构演变初步揭示电流场辅助Ni-ZrO_(2)的连接机制。结果电流场有效地促进了工业气氛下金属-陶瓷界面的交互作用,当电子流由金属Ni指向ZrO_(2)陶瓷时,界面反应层厚度随着电流密度的增大而持续增大;样品接头的连接强度随着电流强度的增大呈先升高后降低的趋势,在1200℃下通电(电流密度为3.82 mA/mm^(2))5 min时得到最佳剪切强度164 MPa。结论施加直流电场引发的金属电迁移效应和固体电解质陶瓷中氧离子的定向运动是促进界面互扩散以及化学反应的重要原因,而局部的过度“失氧”容易导致陶瓷结构和功能特性丧失。与高真空环境相比,在工业气氛下界面附近较高的氧浓度抑制了陶瓷变质,使焊接接头在电流强度较大时仍然保持了较高的剪切强度。

混杂纤维增强PA66复合材料扶正器的研究

采用注塑工艺制备了碳纤维(CF)/玻璃纤维(GF)混杂增强尼龙66(PA66)复合材料,并在模拟高含水及高腐蚀两种井况下分别进行摩擦磨损、线胀系数对比和冲击试验,最终筛选了15%CF/20%GF和20%CF/20%GF两种混杂纤维增强PA66,制成了新型油井用扶正器,利用扫描电子显微镜对材料的磨擦表面及冲击断口进行了观察与分析。结果表明,在高含水的稀油井中,适合使用15%CF/20%GF增强PA66扶正器;在高含水的稠油井中,由于井下温度较高,20%CF/20%GF增强PA66扶正器与15%CF/20%GF增强PA66扶正器相比,尺寸稳定性更好,耐磨性更高,因此适合该类油井。

酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其泡沫的研究

采用原位聚合的方法将酸化的蒙脱土(H-MMT)与酚醛树脂(PF)进行复合,制成剥离型酚醛树脂/蒙脱土(PF/MMT)纳米复合材料和其泡沫体。用XRD和TEM对复合材料的结构进行研究,并对复合材料泡沫体的性能进行了测试。结果表明:H-MMT与酚醛树脂复合后能形成剥离型PF/MMT纳米复合材料,制成的泡沫中的MMT片层发生了取向化,形成了一种蒙脱土片层包裹气泡的结构,因此加固了气泡壁,提高了泡沫的压缩强度,降低了泡沫的掉渣程度。另外,由于蒙脱土片层的纳米效应,PF/MMT纳米复合材料的热稳定性也得到了提高。但是当H-MMT含量大于7%时,MMT片层就会有团聚现象,影响泡沫性能。

真空—紫外线对空间材料降解的研究进展

综述了真空—紫外线的空间环境效应及真空—紫外线对空间材料的降解作用。真空—紫外线辐射使材料表面粗糙度增大,表面成分、结构发生变化,机械性能和光学性能下降,同时真空—紫外还可以与原子氧产生协同效应,加速材料的降解。

中温燃料电池阴极材料La_(0．6)Sr_(0．4)Fe_(0．8)Co_(0．2)O_3的合成与性能

采用柠檬酸／硝酸盐溶胶-凝胶法合成了La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3。XRD分析表明,所获粉体为单一相的钙钛矿结构;EDS分析证实,产物中各组成元素相对含量与原料配比一致:TEM观察显示,晶粒尺寸为100～200 nm。以La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3作为阴极材料,Ce0.8Gd0.2O1.9为电解质,NiO／Ce0.8Gd0.2O1.9为阳极材料组成单片固体氧化物燃料电池,测试了其输出电性能。结果表明,在650℃工作温度,工作电压为0．5 V时,电流密度为0．45 A／cm2,输出功率密度为0．23 W／cm2。XRD分析表明,阴极La0.6Sr0.4Fe0．8Co0.2O3和电解质Ce0.8Gd0.2O1.9之间未发生固相反应。

粉末冶金烧结铁基材料的耐磨性

用粉末冶金方法制备铁基材料,研究了铁基材料中加入不同合金元素进行烧结后,对耐磨性、密度和硬度的影响,得出了在铁基材料中加入RE、S、Mo、Cu、Sn、P、Mn等元素对耐磨性的提高均有利的结果,而综合分析 Fe-C-RE和Fe-C-Cu-P-Mo粉末冶金材料具有较好的应用价值。

纳米氧化铝颗粒增强铜-碳基复合材料的磨损性能

用MA技术制备了C体积分数为10%的Cu-C固溶体粉体,用溶胶-凝胶(sol-gel)烧结技术制备了平均尺寸为12 nm的γ-Al2O3颗粒和用SPS方法制备了纳米Al2O3颗粒增强Cu-C固溶体基复合材料。采用X射线衍射仪对MA粉体、干凝胶和煅烧粉体进行了物相分析;通过JSM-5500LV型扫描电镜对磨损表面形貌进行观察分析并分析其磨损机制;使用MG-2000型高温摩擦磨损试验机对制备的复合材料进行了干摩擦实验并测定其磨损量。结果表明:纳米氧化铝颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响,纳米氧化铝的体积分数从0%增加到2%,Cu基复合材料的磨损量从6.2 mg降到2.1 mg。

激光致晶化非晶态SnSeSbTm薄膜材料的研究

利用 Nd-YAG 激光器对采用物理气相沉积 PVD 方法制备的非晶态 SnSeSbTm 薄膜材料进行了激光晶化处理,晶化后 TEM 表明,薄膜材料由非晶态结构转变成晶态结构,实现了由非晶态到晶态的相变;从相变机理角度阐述了成分差异对相变程度的影响。

硅藻土填料对发泡聚氨酯复合材料吸声性能的影响

利用铝酸酯偶联剂对硅藻土进行表面改性,采用一步发泡法制备了聚氨酯(PUR)/硅藻土多孔复合材料,利用傅立叶变换红外光谱研究了铝酸酯偶联剂改性硅藻土的效果,分析了硅藻土粒径和添加量对PUR复合材料组织、力学性能和吸声性能的影响。结果表明,在研究范围内,硅藻土粒径增加,压缩强度先减小后增加,峰值吸声系数增加,峰值吸声频率向高频移动;硅藻土含量增加,压缩强度略有降低,峰值吸声系数增加,峰值吸声频率向低频移动;而对于经铝酸酯偶联剂改性的硅藻土,当其含量为60份,粒径为5μm时,其吸声性能更好,吸声系数峰值达到0.94,对应频率为1000 Hz。

镍-钴硫/磷化物纳米复合材料用于析氢反应

为寻求廉价、性能优异且反应稳定的碱性析氢催化剂以代替贵金属,以过渡金属Ni、Co为研究对象,通过一步煅烧处理得到Ni-Co硫/磷化物催化剂,借助X射线检测和能谱分析等方法验证了催化剂的成功制备。电化学测试结果表明,由于阴/阳离子之间的协同作用,所制备的Ni-Co硫/磷化物的催化活性和电荷转移速率均超过Ni-Co氢氧化物/硫化物/磷化物。Ni-Co硫/磷化物仅需要106 mV的过电势就可以达到10 mA·cm^(−2)的电流密度,循环寿命超过20 h。

铝合金双丝MIG焊焊接接头组织与耐腐蚀性能

采用扫描电镜、X射线衍射和电化学分析仪等测试方法研究了6082-T6铝合金双丝MIG焊焊接接头的组织及其耐腐蚀性能.结果表明,6082-T6铝合金双丝MIG焊接头组织主要由α-Al,少量的α-Al+Mg2Si共晶和Mg2Si组成,其中Mg2Si主要分布于晶界;对焊缝与母材的动电位极化曲线与盐雾腐蚀后的腐蚀形貌分析表明,6082-T6铝合金双丝MIG焊焊缝的耐腐蚀性低于母材,Mg2Si相的大量析出降低了焊缝的耐腐蚀性.

MB8镁合金阴极电沉积Ni-SiC纳米复合镀层微观结构及性能

采用以硫酸镍为主盐的电沉积技术,在MB8形变镁合金表面制备纳米复合镀层。利用扫描电镜和透射电镜观察复合镀层的显微形貌和微观结构,利用X射线衍射仪和能谱仪对复合镀层进行物相分析,利用显微硬度计测定镀层显微硬度,利用快速磨损试验机测试复合镀层的耐磨性能,利用电化学测试仪测定复合镀层在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的极化曲线。结果表明:在MB8形变镁合金表面可以获得结晶均匀、结构致密的纳米复合镀层,该复合镀层的显微硬度最高达HV 682,其耐磨性能超过硬铬镀层,且具有较好的耐蚀性能,自腐蚀电位较镁合金基体提高677 mV。

不同形态和间隔非光滑表面模具钢的磨损性能

为提高模具的磨损性能和使用寿命,模仿生物体表非光滑现象,利用激光在4Cr3Mo2NivNb模具钢表面分别加工出具有各种形态和分布间隔的非光滑单元体,对比研究非光滑表面试样和光滑表面试样的磨料磨损性能。结果表明,各种非光滑表面试样耐磨性均优于光滑表面试样:非光滑单元体的形态和分布间隔决定单元体的面积比和硬度.是决定非光滑试样磨损性能的直接因素。非光滑表面试样磨损时,硬度较高的部位支承载荷,防止磨料刺入基体材料,阻碍磨损进程:硬度较低的部位吸收能量,将磨料对非光滑表面的犁削变为滚动,有效减轻磨料对非光滑表面材料的磨损程度.耐磨性能得到提高。

低温合成Ti_3SiC_2陶瓷

采用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了纯度较高的Ti3SiC2陶瓷,研究了微量Al对Ti3SiC2的机械合金化和放电等离子烧结过程的影响。结果表明:添加适量的Al可以显著提高机械合金化及放电等离子烧结产物中Ti3SiC2的含量,并显著降低高纯度Ti3SiC2的烧结温度。机械合金化10h,成分为3Ti/Si/2C/0.2Al(摩尔比)的混合粉体,经850℃放电等离子烧结可获得质量分数(下同)高达96%的Ti3SiC2块体,烧结温度提高到1100℃,可获得纯度为99.3%、相对密度高达98.9%的Ti3SiC2致密块体。

SHS-离心法陶瓷衬管致密性的提高

采用自蔓延高温合成技术 (SHS法 )与离心技术相结合 ,在普通碳素钢管的内壁复合上一层均匀的陶瓷层 ,制成金属 -陶瓷复合管。利用X射线衍射和扫描电镜进行陶瓷层的组织结构、相组成和成分分析 ,并测定了陶瓷层的密度、硬度和耐磨性能。结果表明 ,适量添加SiO2 ,在陶瓷的凝固和致密化过程中 ,降低了反应凝固终了温度 ,延长了陶瓷的熔融时间 ,提高了陶瓷层液相的流动性 ,加速了气体排除 ,陶瓷层的致密性得到提高。

单晶镍基合金的热处理及对蠕变性能的影响

根据差热曲线分析制定出合金的热处理工艺,结合蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了固溶温度对一种含Re单晶镍基合金蠕变性能的影响。结果表明:铸态合金组织中存在明显的成分偏析,其中元素Cr,Co,Re富集于枝晶干,元素Al,Ta,W等富集于枝晶间。采用不同温度固溶处理,合金具有不同的蠕变寿命。当固溶温度提高到1320℃时,可使合金成分的均匀化程度提高,难溶元素得到充分扩散,降低合金的枝晶干/间成分偏析,并抑制合金中TCP相的析出,可显著提高合金的蠕变抗力。与1300℃固溶处理相比较,合金经1320℃高温固溶处理后,其在1072℃,137MPa条件下的蠕变寿命由37h提高到230h。

天然气输气管线钢的CO_2腐蚀行为

在模拟含二氧化碳气体的天然气气氛中,对X60管线钢、16MnR钢和20#钢静态挂片腐蚀试验,得出三种材料腐蚀速率从小到大的顺序为X60<16MnR<20#。随着温度升高挂片腐蚀速率加快且以点蚀为主,在60℃附近时腐蚀速率最大。当温度升至90℃时,均匀腐蚀开始产生,腐蚀产物膜形成。腐蚀产物主要由铁的氧化物(Fe2O3、FeO)、碳酸亚铁(FeCO3)及氢氧化铁(Fe(OH)2)等组成,对钢片起到一定的保护作用。

Ni-SiC纳米复合镀工艺及性能研究

在纯铜板上制备了含有纳米SiC的镍基复合镀层,利用扫描电镜观察镀层表面显微组织.研究了含量、阴极电流密度、pH值、温度、时间、搅拌等主要工艺参数对纳米SiC在复合电沉积中沉积量的影响.并用MM-200磨损试验机检测了所得复合镀层的耐磨性能.X-ray衍射证明镀层中存在纳米SiC粉末;纳米SiC镍基复合镀层成型工艺参数为:电流密度3 A/dm2~15 A/dm2,温度30℃~60℃,pH值3~4,超声波辅助慢速机械搅拌;最佳含量40g/L;纳米Ni-SiC复合镀层的耐磨性能优于纳米Ni-Al2O3复合镀层及纯Cr镀层.

草酸浸蚀对氧化物阳极形貌及电催化性能的影响

钛基体涂覆铱钽氧化物阳极制备过程中对基体喷砂并进行不同时间的草酸浸蚀.环境扫描电镜、析氧极化曲线、电化学阻抗谱测试表明,草酸对钛基体的腐蚀速度及涂层载量(Ir含量)随腐蚀时间的延长先增大后减小.经过适当时间酸蚀处理后的基体上制备的氧化物阳极均匀致密,其电化学活性表面积大,析氧电催化活性提高,并具有较长的使用寿命.

稀土镁合金抗高温蠕变性能的研究进展

稀土元素在镁合金中能够细化晶粒尺寸,可以利用其固溶强化和第二相强化机制提高合金力学性能,改善镁合金的抗高温蠕变能力。介绍了镁合金的蠕变机理,以及稀土Y元素、Gd元素、Sc元素和Ce元素对镁合金组织和蠕变性能的影响,综述了目前国内外开发的Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sc、Mg-Ce等一系列稀土镁合金的研发现状,对稀土镁合金的发展现状给予意见,并对稀土镁合金的发展前景进行展望。