基于第一性原理研究H2O分子在双相TiAl合金表面的吸附行为

为研究电场作用对H2O分子在γ-TiAl和α2-Ti3Al表面的吸附行为影响,采用第一性原理方法对H2O分子在γ-TiAl（111）和α2-Ti3Al（0001）表面不同吸附位置的吸附能、态密度、几何结构、电荷布局进行分析。结果发现,H2O分子在γ-TiAl（111）和α2-Ti3Al（0001）表面上的top Ti位置吸附最为稳定,但电场更容易促进H2O分子与α2-Ti3Al（0001）表面的相互作用,即α2-Ti3Al更易与H2O分子发生反应,从而优先形成Ti的致密氧化膜,致使α2-Ti3Al被保护。探究γ-TiAl和α2-Ti3Al单相具有相同溶解速度的条件,对提升双相（γ-TiAl和α2-Ti3Al相）TiAl合金电解加工表面质量具有十分重要的意义。     

冷喷涂制备TiAl_3-Al复合层及其抗高温氧化性能

为了提高γ-TiAl合金的抗高温氧化性能,采用冷喷涂技术在γ-TiAl合金基体上喷涂纯Al层后进行热扩散处理,制备了厚约250μm的TiAl3-Al复合涂层,研究了该涂层在950℃下的长时间高温氧化行为,用X射线衍射仪(XRD)分析了复合涂层的相组成,用场发射电子显微镜研究了其形貌,用电子探针分析了其成分。结果表明:冷喷涂纯Al层致密,存在少量微裂纹和微气孔;TiAl3-Al复合涂层和基体之间生成了TiAl3相,TiAl3与Al的界面有空洞;γ-TiAl合金高温氧化70 h即失重,氧化产物为TiO2和Al2O3的混合物;TiAl3-Al复合涂层进入稳态氧化阶段后,增重缓慢,遵循近抛物线规律,高温氧化1 000 h后涂层仍完好,氧化产物主要为Al2O3相,还有微量的TiO2及钛氮化合物;TiAl3-Al复合涂层提高了γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。     

Nb丝增强Ti-48Al-2Cr基复合材料制备及复合机制

采用真空水冷铜坩埚感应熔炼炉及石墨型离心铸造工艺,制备了Nb丝连续增强Ti-48Al-2Cr基复合材料.测试了该复合材料的显微结构、界面结合形貌与力学性能.研究结果表明:Nb丝与基体结合良好,界面处元素发生了相互扩散,界面层组织为Ti2 AlNb相,α2-Ti3 Al相及γ-TiAl相,硬度呈梯度分布,在界面层处最高为448 HV.复合材料断裂韧性为14.1 MPa·m1/2,比Ti-48Al-2Cr基体提高了7.63％.复合材料冲击韧性比铸态基体合金提高了8倍,加入Nb丝改善了材料的力学性能.     

Al-Ti-TiO2体系自蔓延高温合成及机理

采用自蔓延高温合成技术制备了TiAl/Al2O3复合材料,研究了原料配比对合成过程及产物特征的影响,结果表明,随着Al2O3含量的增加,燃烧温度和燃烧速度均增大,材料的致密度得到改善。Al2O3颗粒尺寸小于1μm,分布于基体交界处,有一定程度的团聚。通过差热分析研究了Al-Ti-TiO2体系反应过程,发现Al-TiO2还原较晚开始,但由于激活能低而速度较快,因此较早完成,TiAl3最早生成,但只作为中间产物存在,随后向TiAl和TiAl3相转变的过程为控制环节,其激活能也体现为总反应的激活能。     

Al-Ti-TiO2体系燃烧合成及其反应过程研究

利用Al-Ti-TiO2体系放热反应，采用自蔓延高温合成工艺，原位合成了TiAl基体和Al2O3颗粒，成功制备出TiAl/Al2O3复合材料。结合差热分析，通过对不同温度下反应产物相组成分析，对Al-Ti-TiO2体系燃烧反应过程进行了初步研究。结果表明，铝热还原反应是一个分步过程，先期发生的Al-Ti,Ti-TiO2反应降低了Al-TiO2还原反应的起始温度。     

大尺寸TiAl/Ti_3Al微叠层薄板制备与热稳定性研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.1-10 mm大尺寸薄板TiAl/Ti3Al叠层状复合材料。利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析。实验结果表明:材料由α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,具有明显的层状结构,TiAl晶粒平均尺寸为1-2μm。通过真空热处理的方法考察了微叠层材料的在不同温度下保温3 h后的结构演变,并研究了微叠层材料层状结构的退化机理。     

TiAl纳米合金的机械活化-放电等离子原位烧结

（Ti-50％（原子分数）AD-10％Al2O3粉体经过球磨的机械活化（MA）后，用放电等离子烧结（SPS）工艺，在烧结的同时进行固化。采用机械活化-放电等离子烧结（MA—SPS）的方法原位烧结制备TiAl—Al2O3块体纳米材料。球磨前后，（Ti-50％（原子分数）AD-10％Al2O3粉体的衍射图（XRD）相似。MA后得到晶粒度〈25nm的纳米粉体，其中Al2O3起到机械活化和细化晶粒的作用，促使粉体快速纳米化。纳米粉体在温度低于800℃、烧结时间〈5min的烧结参数下，烧结成TiAl纳米合金。TiAl纳米合金的微观结构表明，合金有γ-TiAl和α2—Ti3Al双相组织。SPS原位烧结后，得到密度为3．73g／cm^3的（γ＋α2）双相组织，组成相的晶粒度〈130nm。     

钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-TiC颗粒增强铁基复合材料

利用钛铁矿铝热碳热原位还原技术成功制备了Al2O3-TiC增强铁基复合材料。通过XRD,SEM和力学性能检测方法分析了钛铁矿原位合成和添加合成两种方式对Al2O3-TiC增强铁基复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明:利用钛铁矿合成的铁基复合材料的增强相为Al2O3,MgAl2O4,TiC和Fe相,添加合成过程中会发生一些硬质相TiC被氧化的现象。钛铁矿原位合成Al2O3-TiC增强铁基复合材料的基体组织呈粗大的块条状分布;添加合成的复合材料的铁基体以块状均匀分布。制备的Al2O3-TiC增强铁基复合材料的性能比较优良。材料的最佳综合力学性能为抗弯强度937MPa,维氏硬度532。     

激光重熔锌铝基Al2O3陶瓷复合层的组织结构研究

本文研究了激光重熔等离子喷涂锌铝基Al2O3陶瓷复合层的组织结构.结果表明,等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层主要由等轴晶状的α-Al2O3陶瓷相组成,长条状的γ-Al2O3陶瓷相量较少,主要分布在α-Al2O3陶瓷相的相界面和几个α-Al2O3陶瓷相晶粒的交汇处;激光重熔后基体相树枝晶得到明显细化,熔池区只存在单一的δ-Al2O3陶瓷相,原α-Al2O3陶瓷相、γ-Al2O3陶瓷相均转变为δ-Al2O3陶瓷相,陶瓷颗粒独立地分布于基体相中,表层陶瓷颗粒数目众多,并有局部富集现象,次表层次之,而在过渡区只能偶尔发现独立存在的陶瓷颗粒.     

真空浸渍法制备纳米氧化铝复合材料

用饱和硝酸铝和硝酸镍溶液在室温下真空浸渍气孔率大约为15%的氧化铝坯体,然后干燥、煅烧,经过多次循环获得理想致密度的纳米/微米氧化铝基陶瓷复合材料.以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了复合材料的物相组成、元素分布、显微结构及气孔率随浸渍次数的变化.经过饱和硝酸镍溶液浸渍13次后,氧化铝坯体的气孔率由14.42%降低到8.89%,Al2O3/NiAl2O4复合材料由α-Al2O3和NiAl2O4尖晶石组成;经过饱和硝酸铝溶液浸渍8次后,氧化铝坯体的气孔率由13.33%降低到9.68%,Al2O3复合材料由α-Al2O3组成.Al、Ni和O在复合材料基体中均匀分布.     

B_2O_3-La_2O_3-ZnO系统的分相析晶及其控制

采用 TEM、SEM、DTA 和 X 射线衍射等手段研究了 B_2O_3-La_2O_3-ZnO(简称 BLZ)系统玻璃的分相、析晶及其控制。研究指出,BLZ 系玻璃在高硼区有很强的分相倾向易导致析晶。通过引入 BaO 可抑制该系统玻璃的分相倾向,其引入量与 BLZ 系玻璃的组成有关。除此,还研究了 BLZ 系玻璃的析晶与热历史的关系。     

Ta_2O_5薄膜制备的研究现状及进展

Ta2O5薄膜具有很好的电学性能和光学性能,制备方法种类繁多,如溶胶-凝胶法(Sol-gel)、化学气相沉积法、电子束蒸发技术、溅射法、Ta层阳极氧化或热氧化法、离子辅助沉积法(IBAD)、原子层沉积法(ALD)等。评述了现有各种制备方法的优缺点,综述了Ta2O5薄膜各种方法制备的条件、薄膜的功能性质等,并评析了金属有机化合物为前驱体制备性能优良的Ta2O5薄膜的前景。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构

本文用 Raman 光谱和声学方法研究了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构。结果表明:V_2O_5主要以 LiVO_3即[VO_3]_n~(?)形式存在,而 B_2O_3则与 Li_2O 结合生成一系列硼酸盐。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5 系玻璃的形成、结构与离子导电性

本工作确定了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的形成区,测量了玻璃的电导率、光吸收、ESR 和 Raman 谱、密度及超声速。结果表明:所研究玻璃的电导主要是离子性的;V_2O_5与 B_2O_3对于形成 Li~+导电玻璃是有利的;玻璃中主要结构单元为[VO_3]_n~(n-)和一些硼酸盐基团。得到了300℃时电导率为2.5×10~(-3)(Ω·cm)~(-1)的玻璃。     

沉淀剂对La_2Zr_2O_7制备过程的影响

分别采用氨水和草酸铵作沉淀剂,通过化学共沉淀法制备了单相La2Zr2O7粉末。利用DSC-TGA和XRD等方法对LZ前驱体的煅烧分解过程、产物物相进行了分析和表征。结果表明:氢氧化物前驱体在400~750°C分解得到无定型的复合氧化物,800℃保温2.5h即完成相转变形成单相组分的La2Zr2O7;而草酸盐前驱体在400~650°C草酸盐发生分解得到无定型氧化镧、氧化锆的混合物;700°C以后,La(OH)3的分解、无定型氧化物晶化得到六方结构氧化镧与单斜相氧化锆、Zr4+扩散到La2O3晶界生成La2Zr2O7等三个反应同时进行。获得单相组分La2Zr2O7的煅烧条件至少要1450℃,保温2.5h。草酸盐前驱体中镧和锆两种成分局部的分布不均匀是造成其处理温度比氨水法要高的直接原因。     

纳米TiO_2在Al_2O_3涂层中的特征及作用机理

通过扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射仪分析纳米TiO_2在陶瓷材料与NiCoCrAl黏结层激光重熔等离子喷涂结合界面的扩散现象,并对纳米TiO_2在陶瓷涂层中的作用机理进行探讨.结果表明:激光重熔过程中,纳米TiO_2充当了陶瓷材料增韧介质与导热介质的角色,在起到微裂纹增韧陶瓷材料作用的同时,将激光高能束产生的热量均匀传递给周围Al_2O_3,并由于自身的熔化而起到黏结相的作用,使陶瓷涂层更加均匀致密;陶瓷材料中的纳米TiO_2明显向界面结合侧扩散偏聚并发生化学反应,实现陶瓷涂层与黏结层材料的化学结合.     

液相包裹法制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4磁电耦合材料

以无机盐Nb2O5、Mg(NO3)2、Pb(NO3)4、Co(NO3)2、Fe2(NO3)3为原料,柠檬酸和EDTA为络合剂,分别制备了Nb5+、Mg2+、Pb2+、Co2+、Fe3+等离子的络合溶液。采用络合法制备了铌酸镁-铁酸钴先驱体(MgNb2O6-CoFe2O4,简称MN-CFO)。此先驱体在1000℃煅烧1h后,得到纯净的MgNb2O6-CoFe2O4固溶体。采用液相包裹法制备了铌镁酸铅-铁酸钴(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4)先驱体,在1000℃煅烧1h,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4先驱体分解为具有铁电相Pb(Mg1/3Nb2/3)O3和铁磁相CoFe2O4的复相组织。研究了10%过量的PbO对煅烧过程中烧绿石相向铁电相的转变作用,并在700℃煅烧5h条件下制备了不含烧绿石相的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4固溶体。     

掺杂对高导MnZn铁氧体微结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了高磁导率MnZn铁氧体材料。从分析材料微观结构入手,研究了P2O5和Nb2O5的掺入,组以适配的工艺条件和不同的比例掺入,来研究对高磁导率MnZn铁氧体材料性能的影响。少量P2O5掺杂可使铁氧体晶粒尺寸增大,均匀性改善,起始磁导率提高。但若掺杂过量,晶粒中气孔率增加,起始磁导率下降,损耗也大为增加。在配方为Zn0.15Mn0.78Fe2.07O4的材料中,当P2O5掺杂量为0.16%(wt)时,起始磁导率可达10697。Nb2O5的添加起到细化晶粒的作用,可以改善材料的频率特性,降低材料损耗,磁导率稍有降低,但当Nb2O5的质量分数>0.005%时,会显著降低材料的起始磁导率。     

采用Fe－Al－Mn－O系热敏材料的温度报警铠装热敏电缆的研制

采用Ｆｅ－Ａｌ－Ｍｎ－Ｏ系热敏材料制备了用于大面积温度监测的铠装热敏电缆。其结构为：最外层为铠装金属管，金属管内为半导体的热敏材料，两根平行于金属管的电极丝埋在热敏材料中。所制得的铠装热敏电缆元件（每根６米长）在１００℃～３５０℃时的电阻值在１０￣１～１０￣５Ω范围内，材料常数Ｂ在４０００～６０００Ｋ，能够满足实用要求。该铠装热敏电缆具有良好的稳定性。在７２０ｈ３５０℃老化中，每隔７２ｈ测得的电阻值的最大变化为３．０％；在１００℃～３５０℃热循环中，电阻值变化在０．１～７．９％范围，对应的温度测量偏差为０．１～３．１℃。还对铠装热敏电缆沿长度方向的均匀性问题进行了探讨。