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有机合成高碳锆比碳化锆陶瓷的先驱体及其热裂解性能
  • 简介:以四氯化锆为锆源,苯甲醇为碳源,分别采用对二甲苯,间二甲苯和二甲苯3种不同溶剂,有机合成高碳锆比(原子比28:1)碳化锆陶瓷的先驱体苯甲醇锆(benzylalcoholzirconium,BAZ)。采用FT-IR对先驱体的基团结构进行表征,通过热重分析(TGA)和X射线衍射分析(XRD)对BAZ的耐热性和陶瓷转化过程进行研究。结果表明,采用不同溶剂制备的碳化锆先驱体在600~700℃时均全部热裂解,1500℃完全热解为ZrC,其中采用对二甲苯溶剂制备的先驱体在氩气气氛下1600℃保温1h后的陶瓷产率最高,为51.8%,采用二甲苯溶剂制备的先驱体热裂解温度最高,为670℃。

  • 标签: 碳化锆 高碳锆比 先驱体 陶瓷产率 热裂解
多孔V2O5微球的制备与电化学性能
  • 简介:采用简单水热法和后续高温煅烧制备多孔结构V2O5微球,用X射线衍射仪分析V2O5微球的晶体结构,通过扫描电镜和透射电镜观察和分析微球表面形貌与微观结构。结果表明,微球为单相V2O5,呈形貌均一的多孔结构。作为锂离子电池正极材料,V2O5多孔微球电极在不同电压区间均显示出优异的电化学性能,在2.5~4.0V电压范围内,100mA/g的电流密度下,初始放电比容量达到145(mA·h)/g,接近理论值147(mA·h)/g,循环50圈后仍保持在138(mA·h)/g,容量保持率高达95.2%。此外,该电极还表现出优异的长循环稳定性,在2A/g的电流密度下循环1000圈后放电比容量保持在82.8(mA·h)/g,平均单圈比容量衰减率仅为0.022%。该材料优良的电化学性能得益于三维多孔微球结构。

  • 标签: 锂离子电池 正极材料 水热法 多孔微球 V2O5 电化学性能
爆炸喷涂制备流体机械抗冲蚀涂层的性能
  • 简介:采用CCDS2000型爆炸喷涂技术,在水泵和水轮机等流体机械常用不锈钢0Cr13Ni5Mo上制备WC-12Co涂层。采用金相显微镜、显微硬度仪、SEM、XRD、电子拉伸试验机、冲蚀试验机等测试分析手段和研究涂层的微观组织、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗冲蚀性能等,并分析涂层的抗冲蚀机理。结果表明:制备的WC-12Co涂层的孔隙率为0.63%,硬度为1305.6HV0.2,涂层与基体的结合强度达到130MPa。此外涂层抗冲蚀性为基材G0Cr13Ni5Mo不锈钢的4.76倍。冲蚀后涂层内部裂纹主要以穿晶断裂、沿晶断裂形式扩展。因此利用爆炸喷涂制备WC-12Co涂层在高含沙水流的流体机械零部件上有广泛的应用前景。

  • 标签: 爆炸喷涂 流体机械 结合强度 冲蚀 穿晶断裂 沿晶断裂
烧结温度对高速钢颗粒增强钛基复合材料组织与性能的影响
  • 简介:以M2型高速钢颗粒为增强体,采用放电等离子烧结技术,在850~1000℃温度下制备高速钢颗粒增强钛基复合材料,研究烧结温度对复合材料显微组织以及硬度与摩擦性能的影响。结果表明,高速钢颗粒与钛基体的界面过渡层未发现孔洞或Ti-Fe金属间化合物,材料的最高致密度达到96.8%。在850℃的烧结温度下,高速钢颗粒周围析出一层碳化物,随烧结温度升高,碳化物因C的扩散而消失,高速钢颗粒中的W、Mo在高速钢颗粒周围富集。高速钢颗粒与钛基体的界面处硬度较高,1000℃下钛基体的硬度(HV)达426.9。高速钢颗粒的添加有利于改善钛的摩擦性能,高速钢颗粒增强钛基复合材料的磨损方式以黏着磨损为主。随烧结温度升高,材料的硬度逐渐升高且耐磨性增强。

  • 标签: 钛基复合材料 高速钢 放电等离子烧结 显微结构 摩擦性能
原位碳纳米管/铝基复合材料的制备与力学性能
  • 简介:采用片状粉末冶金技术制备碳纳米管/铝(CNT/Al)复合材料,并研究其力学性能。首先,通过聚合物热解化学气相沉积法(PP-CVD)在微纳铝片表面原位生长碳纳米管制备CNT/Al片状复合粉末,随后对该片状复合粉末进行冷压成形、烧结致密化和挤压变形加工等,制备致密的CNT/Al复合材料块体。实验结果表明,相比铝基体,所制备的1.5%CNT/Al复合材料抗拉强度和模量分别提高了18.5%和23.7%,3.0%CNT/Al复合材料抗拉强度和模量分别提高了31.4%和74.1%,但由于铝基体的细晶强化和位错强化作用,使其塑性分别下降至4.96%和1.5%。

  • 标签: 碳纳米管 铝基复合材料 化学气相沉积 片状粉末冶金 力学性能
Al2O3基复合金属陶瓷模具材料的组织结构与力学性能
  • 简介:以纳米Al2O3和纳米Ti(C,N)为主要原料,以Mo和Ni粉等为助烧剂,采用N2气氛保护热压工艺制备Al2O3基复合金属陶瓷模具材料。采用XRD和SEM分析材料的物相组成及微观结构,并测试材料的力学性能。结果表明,当烧结温度为1660℃,纳米Al2O3质量分数为74.5%,纳米Ti(C,N)粉为20%、Mo+Ni粉为5%时,所制备的Al2O3基复合金属陶瓷模具材料性能最佳,其相对密度为98.14%,弯曲强度值为795.98MPa,硬度值为18.52GPa,断裂韧性为8.05MPa·m^1/2。第二相的引入和晶界处Mo+Ni的共同作用,可增强晶界强度,促进沿晶裂纹向穿晶裂纹转变,从而提高材料的力学性能。

  • 标签: 纳米氧化铝 TI(C N) 热压烧结 力学性能 物相组成 显微结构
聚乙二醇2000含量对TiO2薄膜性能的影响
  • 简介:以钛酸丁酯为前驱体,聚乙二醇(PEG)2000为添加剂,采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜,研究PEG2000的添加量对TiO2薄膜性能的影响。通过热重分析仪、X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔结构分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)、接触角分析等手段对薄膜的热稳定性、晶相变化、比表面积、孔结构、表面形貌和亲水性进行表征。结果表明:随PEG2000添加量增加,TiO2薄膜锐钛矿晶型转变为金红石晶型的温度升高,薄膜表面从致密平滑转变为开裂粗糙,比表面积持续增大,平均孔径则减小,接触角由3°增至20.2°;当PEG2000的添加量为5%时,TiO2薄膜的性能最佳,表现出超亲水性。

  • 标签: TIO2薄膜 聚乙二醇 表面形貌 亲水性 热学性能
等温复合锻造工艺对2A14铝合金轮毂组织与力学性能的影响
  • 简介:采用等温复合锻造工艺(等温多向锻+等温模锻)制备2A14铝合金轮毂锻坯,然后进行固溶和时效处理。通过金相显微镜、扫描电镜以及力学性能测试,研究等温复合锻造工艺对2A14铝合金轮毂组织与性能的影响。结果表明,在等温复合锻造过程中存在动态回复和动态再结晶过程,随模锻温度升高,合金的软化机制由动态回复逐渐转向动态再结晶。提高等温多向锻道次可提高合金轮毂的力学性能;在相同的等温多向锻道次下,随等温模锻温度升高,合金的力学性能先升高后降低,其中以450℃等温多向锻造6道次并经460℃等温模锻的轮毂性能最佳,最高抗拉强度达到491MPa,伸长率大于12%。

  • 标签: 2A14铝合金 等温复合锻造 动态回复 动态再结晶 显微组织 力学性能
水热法制备光热治疗剂纳米WO3-x的组织结构与光热效应
  • 简介:采用水热法制备表面活性剂聚甲基丙烯酸-季戊四醇四-3-巯基丙酸酯(PTMP-PMAA)修饰的具有光热效应的纳米WO3-x粉末,通过X射线衍射(XRD)分析、透射电镜(TEM)观察、X射线光电子能谱(XPS)分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析以及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis谱)分析及光热性能测试等,研究所得纳米粉体材料的结构及其在不同浓度与pH值下的光热性能。结果表明,水热法制备的WO3-x粉末为球形的非整比结构的W17O47,粒径小于10nm。随WO3-x的pH值降低或质量浓度降低,粉末的紫外吸光度增加,光热效应提高。pH值为6.4、质量浓度为800μg/mL的WO3-x经光热转换后,可实现在5min内约19℃的温度上升。考虑到人体体温为37℃,肿瘤部位的pH值为6.0~6.5之间,此质量浓度下纳米WO3-x粉末可用于光热治疗并实现对肿瘤细胞的杀伤效果。

  • 标签: 水热法 WO3-x pH值 浓度 光热效应 紫外吸收
w(Co)/w(Ni)对Ti(C,N)基金属陶瓷高温氧化和耐腐蚀性能的影响
  • 简介:采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究粘结相Co与Ni的含量比对材料组织结构和性能的影响,并系统研究材料在高温环境和酸性水溶液中的氧化与腐蚀行为。结果表明,w(Co)/w(Ni)=1的金属陶瓷材料T3具有优异的综合力学性能,其抗弯强度与硬度(HRA)分别为1749MPa和93.8;随着Ni的添加,材料在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能显著提高,其中的T3经120h浸泡腐蚀后质量损失率为0.0745%,粘结相和部分环形相的溶解为金属陶瓷在酸溶液中的主要腐蚀行为。随w(Co)/w(Ni)的值减小,材料阳极极化过程中不同钝化区出现融合,证明Ni含量增加可促进元素向粘结相中的固溶,T3材料具有优异的耐腐蚀性能,自腐蚀电流密度为3.3566×10^-7A/cm^2。表面积为2.5cm^2的Ti(C,N)基金属陶瓷,在900℃高温静态空气中氧化10h后,质量增加量均小于1mg,材料的氧化机理以粘结相优先氧化和富Ti、W固溶相的氧化腐蚀为主。

  • 标签: w(Co)/w(Ni) TI(C N)基金属陶瓷 浸泡腐蚀 电化学腐蚀 高温氧化
电解液循环方式对电解能耗及铜粉性能的影响
  • 简介:利用具有平行流进液装置的新型电解槽,在电解液总流量为18L/min条件下,采用不同的进液模式制备电解铜粉,研究电解液进液方式对槽电压、电流效率、电解能耗和铜粉性能的影响,对电解法制备铜粉的节能降耗进行探索。结果表明,采用传统进液方式时能耗为3.01×10^6kJ/t,电流效率为94.42%,铜粉粒度为3.47μm,粒度分布集中;采用传统进液协同阴极双侧平行进液的方式能有效地降低电解过程的槽电压和电解能耗,并且随双侧平行进液流量增大,电流效率增加,能耗下降,但铜粉粒度增大。当双侧平行进液的喷液口流量为6L/min时较合适,电解能耗较低,为2.55×10^6kJ/t,铜粉的平均粒度为4.65μm,95%以上的铜粉粒度小于7.2μm,且铜粉具有明显的树枝状结构,与传统电解得到的铜粉性质相比没有明显差别;当喷液口流量进一步增大至9L/min(即单独采用双侧平行喷液方式)时,电解能耗进一步下降至2.17×10^6kJ/t,电流效率提高至96.95%,但铜粉粒度增加至45.76μm,且粒度分布出现明显的分级。

  • 标签: 电解铜粉 新型电解槽 电流效率 电解能耗 铜粉粒度
能量密度对选区激光熔化纯钨致密度及组织性能的影响
  • 简介:难熔金属由于其具有熔点高、蒸汽压低、高温强度高等特性,在武器装备、通讯、医疗等领域具有广泛应用。纯钨的选区激光熔化打印,可解决难熔金属传统粉末冶金在复杂形状和超细晶粒方面面临的难题。本文研究了激光能量密度对纯钨致密度、硬度及显微组织的影响。结果表明,随激光能量密度增大,致密度和显微硬度逐渐增大。最大致密度可达75%,显微硬度达到485HV,远远高于传统粉末冶金的方法(260HV)。打印后的显微组织为较细的等轴晶,晶粒尺寸小于1μm。

  • 标签: 能量密度 选区激光熔化 硬度 显微组织
烧结温度对粉末冶金Ti600合金组织与力学性能的影响
  • 简介:采用混合元素粉末法,通过冷等静压成形和真空烧结,制备Ti600合金(名义成分为Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo-0.4Si-0.1Y),研究烧结温度对合金显微组织以及密度与力学性能的影响。结果表明,烧结温度为1100℃时,合金组织为杂乱无章的α层片组织,而在1200℃下烧结时α层片组织开始规则排列,形成α丛束,当烧结温度达到1300℃时,α层片组织基本都形成α丛束。在合金组织中Zr元素和Mo元素固溶于β-Ti相,Al元素固溶于α-Ti相,Si元素富集于析出物,Sn、Y元素分布均匀。随烧结温度升高,合金中孔隙和α-Ti相数量逐渐减少,β-Ti相数量逐渐增加,合金的致密度提高,力学性能明显提升,1300℃温度下烧结的合金致密度为92.8%,硬度(HV)为324.0,抗拉强度和伸长率分别为622.6MPa和5.0%。

  • 标签: 粉末冶金 TI600合金 显微组织 力学性能 元素分布
含(PyC/SiC)n多层界面SiCf/SiC Mini复合材料的制备与拉伸行为
  • 简介:利用CVI法,在两种不同类型的国产SiC纤维束中引入(PyC/SiC)4或(PyC/SiC)8多层界面,并进一步致密化,制备含不同纤维种类和界面类型的SiCf/SiCMini复合材料。研究纤维种类和界面类型对SiCf/SiCMini复合材料力学性能和断裂机制的影响。结果表明:致密化的SiCf/SiCMini复合材料已形成一个整体,在纤维和基体连接处可观察到明显的界面层,且界面厚度均匀;A/(PyC/SiC)4/SiC、B/(PyC/SiC)4/SiC、A/(PyC/SiC)8/SiC三种SiCf/SiCMini复合材料的最大拉伸强度分别达到466,350和330MPa,最终拉伸应变分别达到0.519%,0.219%和0.330%;拉伸断口均有纤维拔出,且随纤维种类或界面类型不同,纤维拔出长度和断口形貌有所差异。其中A/(PyC/SiC)4/SiC以ModelⅡ断裂机制发生断裂,B/(PyC/SiC)4/SiC和A/(PyC/SiC)8/SiC以ModelⅠ断裂机制发生断裂。

  • 标签: (PyC/SiC)n多层界面 SiCf/SiCMini复合材料 拉伸强度 伸长率 断裂机制
镁含量对粉末冶金Al-3.9Cu-Mg合金组织与力学性能的影响
  • 简介:以高纯铝粉、铜粉、镁粉为原料,通过粉末冶金法制备镁含量(质量分数,下同)分别为0.5%,0.8%,1%,1.2%和1.6%的Al-3.9Cu-Mg合金材料,对合金的显微组织与力学性能进行观察与测试,研究镁含量对显微组织和力学性能的影响。结果表明:在镁含量低于2%时,合金的优化烧结温度为620℃。在铝合金中加入镁元素后,合金组织更加均匀。合金的致密度、硬度以及抗拉强度均随镁含量增加先升高后下降。当镁含量为1%时材料性能最佳,致密度为98.1%,硬度(HBW)为93.1,抗拉强度达到242MPa。

  • 标签: 粉末冶金 铝合金 镁含量 烧结温度 抗拉强度
高固相含量浆料浸渗法制备C/C-SiC复合材料及其性能
  • 简介:采用高固相含量浆料浸渗法制备C/C-SiC复合坯体,通过先驱体浸渍裂解工艺(PIP)增密制得C/C-SiC复合材料。对浸渗浆料的流变行为以及C/C-SiC复合材料的微观结构、力学性能和抗烧蚀性能进行研究。结果表明:用体积分数为5%乙醇水溶液制备SiC浆料,当浆料pH值为6,聚乙烯亚胺(PEI)质量分数为0.7%,固相体积分数为40%时,浆料具有良好的流动性和渗透性。浆料浸渗后的坯体中,SiC颗粒主要分布在网胎层及针刺纤维区域。C/C-SiC复合材料具有优良的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别为335.7MPa和16.2MPa·m1/2。在2000℃氧乙炔焰烧蚀条件下,SiC被氧化生成的SiO2可填充气孔、裂纹等缺陷,防止材料进一步氧化,使得C/C-SiC复合材料表现出良好的耐烧蚀性能。

  • 标签: C/C-SIC复合材料 浆料 微观结构 力学性能 烧蚀性能
粉末冶金Ti-3Al-5Mo-4.5V(TC16)合金的制备与力学性能
  • 简介:以Ti粉、Al-V合金粉及Mo粉为原料,通过冷等静压和真空烧结制备Ti-3Al-5Mo-4.5V(TC16)合金,并对该合金的组织与力学性能进行研究。结果表明,粉末冶金TC16合金具有由α相和β相组成的网篮组织,相对密度约为93.5%,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1062MPa,973MPa和2.3%,关键性能(屈服强度)达到铸造TC16合金水平。

  • 标签: 粉末冶金 钛合金 相对密度 微观组织 力学性能
航天发动机用GH4586镍合金表面含镍金属陶瓷涂层的结合与抗氧化性能
  • 简介:为了使航天发动机中镍合金在高温,高压,富氧条件下安全高效地工作,以镍粉及玻璃相为原料制成料浆,采用流涂法在航天发动机用镍基合金GH4586表面制备高温含镍的B2O3-A12O3-BaO-CeO2-ZrO2(Ni/BACZ)金属陶瓷涂层。通过扫描电镜和X射线衍射分析涂层的表面和截面组织形貌以及相组成,采用拉伸实验、氧化试验和热震实验分析涂层性能。结果表明:Ni/BACZ涂层结构致密,主要物相为Ni、Al2O3和CeBO3。涂层与基体结合牢固,结合强度大于55MPa。900℃氧化条件下,涂层的抗氧化性能相比无涂层基体提高7倍以上。Ni可减少涂层高温热应力产生的裂纹,增加涂层韧性,使其具有良好的抗热震性能。

  • 标签: GH4586材料 金属陶瓷涂层 结合强度 抗氧化 抗热震
石墨烯增强铝基复合材料的制备及性能
  • 简介:改善铝金属基体与石墨烯增强相的界面结合,是提高铝基复合材料力学性能的关键。本文以化学镀铜石墨烯为增强相,采用粉末冶金和放电等离子烧结(SPS)技术制备镀铜石墨烯增强铝基复合材料,研究镀铜石墨烯的添加量对铝基复合材料力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:通过对石墨烯的敏化活化预处理和化学镀工艺,能够获得石墨烯表面铜颗粒尺寸均一、分布均匀、膜层完整,并具有良好结合力的铜镀层;镀铜石墨烯作为增强相可以改善石墨烯与铝基体的浸润性和界面结合,复合材料中石墨烯质量分数为0.2%时综合性能最优,其致密度达到99.63%,硬度、抗拉强度、弯曲强度分别为60.13HV,152.88MPa,659.47MPa,与纯铝相比,分别提高48.95%,149.48%和470.08%;但是由于复合材料中石墨烯的炭与铝基体构成腐蚀微电偶,使其耐腐蚀性能降低。

  • 标签: 化学镀铜 石墨烯 铝基复合材料 放电等离子烧结 力学性能 耐蚀性能
基板温度对选择性激光熔覆法制备M2高速钢组织与性能的影响
  • 简介:采用选择性激光熔覆法,在基板温度分别为100,150,和200℃条件下制备M2粉末高速钢合金,分析基板温度对合金组织结构与力学性能的影响。结果表明,基板温度升高有利于提高M2粉末高速钢的致密度和整体组织的均匀性。当基板温度为200℃时,高速钢组织均匀致密,各元素固溶程度高,且碳化物含量高,组织中柱状晶不再沿Z轴方向单一生长,同时合金的显微硬度(HV0.1)达到最高,HV0.1为1150,相比基板温度为100℃时的合金提高近40%。随基板温度从100℃升高到200℃,沿Z轴打印的M2高速钢室温抗拉强度从865.23MPa降低到443.85MPa,主要原因是合金中单一方向的柱状晶数量减少。

  • 标签: 选择性激光熔覆 高速钢 基板温度 致密度 显微硬度 抗拉强度