简介:以草酸为络合剂,采用溶胶–凝胶法制备一系列氧化镁稳定氧化锆粉末Zr1xMgxO2x(0.04≤x≤0.10),利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等分析技术对粉末进行表征。结果表明,掺杂氧化镁后,低温350~450℃煅烧产物晶型为四方相(t-ZrO2),随煅烧温度升高,t-ZrO2逐渐向m-ZrO2转变。在550℃下煅烧时,少部分四方相转变为单斜相(m-ZrO2),转变比例随掺杂量增加而降低。Mg2+取代Zr4+产生氧缺陷是ZrO2晶体结构稳定的主要因素。随煅烧温度从350℃升高到650℃,Zr0.92Mg0.08O1.92粉末中t-ZrO2晶粒尺寸从42nm长大到100nm;随Mg掺杂量从0.04增加到0.10,t-ZrO2晶粒尺寸从110nm减小到97.8nm,而纳米尺寸晶粒有利于t-ZrO2稳定。
简介:以炭纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透(CVI)工艺制备出不同密度的炭/炭(C/C)多孔体,利用气压浸渍法将Cu合金渗入到C/C多孔体中制备C/C-Cu复合材料。在简支梁摆锤式冲击试验机上测试C/C-Cu复合材料的冲击性能,采用金相显微镜和扫描电镜观察材料的微观结构和断口形貌。结果表明:铜合金在C/C多孔体中分布均匀;C/C-Cu复合材料垂直方向的冲击韧性优于平行方向的冲击韧性;随C/C多孔体密度的增加,材料的冲击韧性先增加后降低。C/C多孔体密度适中(1.44g/cm3)时,C/C-Cu复合材料内炭纤维、热解炭、铜合金等组分协同作用,在平行和垂直2个方向的冲击韧性都达到最大值,分别为2.68J/cm2和4.45J/cm2,具有假塑性断裂行为的特征。
简介:采用反应磁控溅射法分别在单晶硅(100)和不锈钢基底上沉积不同W含量的Zr1-xWxN(x=0.17,0.28,0.36,0.44,0.49)复合膜,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究该复合薄膜的微结构、力学性能及摩擦性能,并探讨ZrWN复合膜的摩擦机理。结果表明:当x≤0.28时,复合膜呈fcc(Zr,W)N结构;当x为0.36~0.44时,复合膜呈fcc(Zr,W)N和fccW2N结构;当x=0.49时复合膜为fcc(Zr,W)N、fccW2N结构和β-W单质。Zr1-xWxN复合膜的硬度随x增加先增大后减小,当x=0.44时达到最大值,为36.0GPa。随x增加,Zr1-xWxN复合膜的室温摩擦因数先减小后增大,摩擦表面生成的氧化物WO3对于降低摩擦因数起重要作用。
简介:采用喷射成形方法制备2124铝合金坯,探索其热轧致密化工艺,并研究热轧变形量和变形温度对材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,材料最佳的热轧温度为450℃,在该温度下热轧可以保持喷射成形工艺制备的2124铝合金获得细小晶粒组织的优势,且轧件可以获得较佳的力学性能。热轧过程中,当总变形量小丁30%时,材料的致密化速度较快;当总变形量达到40%时,材料基本完成致密化。当热轧温度为450℃,变形量为80%时,喷射成形+轧制后材料的拉伸性能高于铸造+轧制的材料。对喷射成形+热轧材料进行T6处理,材料强度可较大提高,抗拉强度达到502.2MPa,伸长率为12.23%。
简介:以AgNO3为原料,抗坏血酸为还原剂,采用快速加料的方式制备高分散性超细银粉,用扫描电镜、ζ电位分析仪、紫外-可见光谱分析仪等对银粉进行表征,研究硝酸银溶液性质如硝酸银溶液浓度c(AgNO3)、初始pH值,以及表面活性剂的加入对超细银粉形貌与粒径的影响。结果表明,当c(AgNO3)>0.30mol/L时,银粉表面粗糙、形貌变得不规则且分散性变差。银粉粒度随硝酸银溶液pH值增大而减小,但pH增大到7.0时银粉团聚现象较严重。抗坏血酸分子在还原过程中具有自分散作用,在c(AgNO3)为0.2mol/L、初始pH=5.0的条件下,不添加任何表面活性剂即可获得分散性好、表面光滑、形貌规则的球形银粉。在AgNO3溶液中加入分散剂PVP可适当减小银粉粒径,而加入丁二酸、吐温80、PEG、PAA和明胶等分散剂对银粉形貌的改善不大。
简介:以硝酸铟为原料,用氨水做沉淀剂,采用水解沉淀-水热法制备In2O3的前驱体In(OH)3,用扫描电镜、X射线衍射仪及激光粒度分析仪对产物的结构、形貌和粒度进行表征。结果表明,水解沉淀产物为立方相In(OH)3,呈短棒状团聚体。水热处理过程中,产物的晶型、形貌和粒度受Ostwald熟化机制和相转化机制的影响。当水热温度低于280℃时,首先发生Ostwald熟化机制,In(OH)3颗粒形貌由短棒状转变为长方体,而物相不发生变化。当水热温度高于280℃时,除发生Ostwald熟化机制外,还存在相转化机制,产物形貌先由棒状转变为长方体,接着转变为多面体,且物相由立方相的In(OH),转变为斜方相的InOOH。
简介:采用多靶磁控溅射技术,制备TiCN、VCN单层膜及一系列调制比为1的不同调制周期的TiCN/VCN多层膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损测试仪和扫描电子显微镜,研究各种薄膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。研究表明:不同调制刷期的TiCN/VCN多层膜的硬度围绕混合法则计算的硬度值上下波动,没有出现致硬现象。TiCN和VCN单层薄膜室温下的摩擦因数很低,TiCN/VCN多层膜调制周期较小时摩擦因数较高,调制周期大于10nm时摩擦因数逐渐接近TiCN和VCN单层膜。700℃下,TiCN/VCN多层膜的摩擦因数主要取决于表面生成的TiO2和v205的共同作用,与TiCN相比,TiCN/VCN多层膜的高温摩擦因数较小。
简介:采用射频磁控溅射法在医用钛表面制备羟基磷灰石(HA)涂层,研究HA涂层的形貌、物相、力学性能、细胞相容性和在机体内的组织相容性,分析其在骨修复中应用的可能性。结果表明:射频磁控溅射法制备的钛基HA生物涂层呈粗糙岛屿状结构,HA平均粒径为(40?2)nm、厚度为1.0~1.6μm的涂层力学性能最好,其纳米硬度高于11GPa,弹性模量大于136GPa;HA涂层可促进成骨细胞增殖,成骨细胞粘附于HA涂层表面并形成伪足铺展生长;植入实验动物体内4周后材料表面被结缔组织覆盖,血管形成;植入12周后,骨小梁形成,其内部可见破骨细胞;植入12周后与植入前相比,涂层的结合强度未发生显著变化。说明该HA涂层具有较高的成骨活性和稳定性,在骨修复方面具有良好的应用前景。
简介:采用真空热压烧结法制备SiC颗粒体积分数分别为20%、25%*1130%的SiCp/Al-30Si复合材料。利用扫描电镜对复合材料的微观组织进行表征,并检测其力学性能及物理性能,运用Turner、Kerner理论模型对材料的热膨胀系数进行计算,分析碳化硅体积分数对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响。研究结果表明:随SiC含量的增加,复合材料的组织中会出现SiC颗粒的团聚,使材料的致密度及抗拉强度下降,在50-100℃之间的热膨胀系数降低,其平均值与Kerner模型计算值很接近。
简介:以气雾化316L不锈钢球形粉末为原料,通过压制、烧结工艺制备多孔过滤材料。在烧结温度、保温时间等其他制备工艺参数一定的情况下,着重分析粉末粒径、压制压力对多孔材料孔隙度、最大孔径和透过性能的影响规律,建立其相互关系方程。结果表明:多孔材料孔隙度主要受压制压力的影响,随压制压力的增大而减小,孔隙度的1.9倍与压制压力的平方根呈指数关系。相比于压制压力,多孔材料的最大孔径主要受粉末粒径的影响,随粉末粒径的增大而增大,两者之间呈线性关系;多孔材料的相对透气系数受粉末粒径和孔隙度的共同影响。在孔隙度一定的情况下,相对透气系数与粉末粒径的平方呈线性关系。
简介:以六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)和水合三氯化钌(RuCl3·3H2O)为前驱体,采用胶体法制备超级电容器用(RuO2/Co3O4)·nH2O复合薄膜电极材料。用X射线衍射仪以及CHl660C电化学工作站对该复合薄膜的物相结构及电化学性能进行表征。结果表明:当COCl2'6H20和RuCl3·3H2O的物质的量比n(Co):n(Ru)为2:1时,于350℃下热处理2.5h制备的复合薄膜电极具有优良的性能,在浓度为0.5mol/L的H2S04电解液中其比电容达到512F/g,500次充放电循环后比电容量保持在充放电循环前的96.1%;充放电电流为0.01A时,内阻为1.2Ω。
简介:采用阴极弧蒸发技术在A120,、低合金钢和硬质合金刀片上沉积Ti与Al原子比相近的Al-Ti-N和Al-Ti-Ni.N涂层,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕、划痕实验和氧化实验,研究Si掺杂对Al-Ti-N涂层的结构、力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明:Al-Ti-N涂层为以立方为主的立方和六方的两相结构,Si掺杂可降低TiN中Al的固溶度,使涂层转化为以六方为主的六方和立方的两相结构;Si的加入导致涂层硬度由34.5GPa降到28.7GPa;Si掺杂引起涂层的应力增加,从而导致涂层与基体的结合强度降低;Al-Ti-N涂层的抗氧化性能随si的加入而显著改善,抗氧化温度提高到1000℃以上。
简介:在气雾化HK30不锈钢粉末中分别添加0、0.4%、0.8%和1.2%的Ti粉r质量分数),采用粉末注射成形法制备HK30不锈钢样品,烧结温度为1270、1290和1310℃,研究Ti含量对HK30不锈钢的密度与抗拉强度和伸长率等力学性能以及尺寸稳定性的影响。结果表明,随Ti含量增加,HK30不锈钢样品的密度、抗拉强度和伸长率都降低;由于Ti优先与材质中的C结合,与Fe结合的C含量减少,提高了液相形成温度,致密化速率降低,使得样品尺寸稳定性提高且避免过烧。最佳的烧结方案及合适的Ti含量为1290℃/6h和0.4%Ti,在高温抗拉强度略微降低的基础上可消除样品表面过烧,并提高样品的尺寸稳定性,具有最优的综合性能:相对密度为95.7%,室温抗拉强度535MPa,800℃下抗拉强度215MPa,室温伸长率21.7%。
简介:采用DH.2080型超音速等离子设备将粒度53~106lam的高铝铜合金粗粉喷涂到45”钏表面制备涂层。在高铝铜合金粉术中加入微量元素Ce和B,研究Ce和B对高铝铜合金粗粉的超音速喷熔性能以及涂层组织结构的影响。结果表明:末加入元素Ce和B的涂层氧化严重,尤其是在界面处聚集大量氧化物,涂层和基体不能实现有效结合,涂层中较多的氧化物和孔隙隔离层流片熔结,并且涂层成分偏析严重。加入微量稀土元素Ce和B后,喷熔层组织细小均匀,成分分布均匀,涂层氧化程度大大减小,涂层和基体结合良好。Ce和B的加入还可改变涂层组织相的彤成规律,即由原来的非平衡结晶方式转变为平衡结晶方式。此外,Ce和B的加入使涂层硬度由362HV提高到432HV。
简介:采用化学镀法对TiH2粉末表面镀Ni,制备Ni/TiH2复合粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及差热分析(DSC/TG)对Ni/TiH2复合粉末进行表征,探索Ni镀层的生长及作用机理,建立镀层在粉末表面的生长模型。结果表明:施镀温度为85℃时Ni/TiH2复合粉末表面Ni层包覆完整,镀层均匀致密,Ni层厚度约为1.0~2.0μm;施镀温度低于65℃时施镀几乎无法进行,而施镀温度高于95℃时,镀层很不均匀,且容易脱落;镀层的生长机制遵循奥斯特瓦尔德(Ostwaldripening)机制;与包覆前TiH2粉末相比,Ni/TiH2复合粉末的释氢反应开始温度由450℃上升至540℃。包覆层可降低TiH2粉末和熔融铝的温度梯度,从而推迟开始释氢的时间。
简介:采用真空热压烧结法,以Fe基元素混合粉末和MBD。人造金刚石为原材料,通过改变工艺参数,制备锯切花岗岩用Fe基孕镶金刚石锯片磨头。采用SEM、XRD、布氏硬度仪、万能力学试验机和MRH-3销盘式摩擦试验机研究不同烧结工艺制备的磨头结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:提高烧结温度或烧结压力可使磨头胎体合金化程度增大,金刚石和胎体由机械包镶变为冶金结合,力学性能得到提高。与680℃/15MPa/4min和760℃/23MPa/4min烧结工艺相比,760℃/15MPa/4min工艺所得磨头胎体与金刚石具有最佳的耐磨匹配性和界面结合特性,摩擦磨损性能最好。
简介:采用电子束和真空白耗电弧熔炼法制备Nb-Ti-Al(质量分数,%)合金,利用料浆熔烧法在合金表面制备Si—Cr-Ti涂层,研究在1400℃下合金与涂层的氧化行为。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针微区分析(EPMA)研究基体与涂层氧化前后的组织形貌变化及成分分布。结果表明:Nb.40Ti-7A1合金在1400℃氧化1~11h后,氧化产物均主要为TiNb2O7、TiO2、Al2O3;氧化前,涂层丰要由(Nb,Ti,Cr,A1)Si2主体层与(Ti,Nb,Al)5Si3过渡层组成,高温氧化后涂层表面形成含有A1203、Ti02的Si02阻挡层;合金与涂层的氧化行为均遵循抛物线规律,合金在1400℃氧化11h的单何面积质量增量为161.98mg/cm2,而涂覆涂层后单位面积质量增量降至9.56mg/cm2,表明Si-Cr-Ti涂层具备良好的高温抗氧化性能。
简介:高体积分数金刚石颗粒增强Cu基复合材料由于硬度高导致其难以加工成形。采用粉末注射成形制备多孔金刚石预成形坯和Cu熔渗相结合的工艺可以实现金刚石/Cu的近净成形。本文对经过表面镀铬再镀铜的金刚石粉末注射成形涉及的关键工艺,包括粘结剂的选择、注射成形工艺过程、烧结工艺等进行研究。结果表明,采用成分为70%石蜡+25%高密度聚乙烯+5%硬脂酸的粘结剂作为金刚石粉末注射成形的载体时,喂料具备优异的综合流变性能,同时可以获得较高的固相体积分数。采用上述配方的粘结剂,最佳的注射温度为165-175℃,注射压力为80~90MPa。脱脂金刚石预制坯最佳的烧结条件为:烧结温度1050℃,保温时间25min,此时坯体的强度达到10MPa,孔隙基本全部为开孔隙。