Pr_(0.7)Zr_(0.3)O_(2-δ)选择性氧化甲烷制取合成气:氧载体稳定性（英文）

以共沉淀法制备的Pr0.7Zr0.3O2-δ固溶体作为氧载体,研究其在选择性氧化甲烷制取合成气工艺(CH4/空气氧化还原循环)中的服役性能。结合X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、O2-程序升温脱附(O2-TPD)、比表面测试(BET)、X射线光电子能谱(XPS)表征手段描述氧载体在氧化还原循环反应过程中物化特性演变。结果表明,Pr0.7Zr0.3O2-δ固溶体在氧化还原反应中保持较高的甲烷反应活性与CO选择性,且能够保持反应性能稳定(CO选择性为83.5%~83.1%)。随着循环反应的进行,Pr-Zr固溶体保持了较高的热稳定性,但是表面氧的消失导致其还原性能下降。然而,表面氧的消失促进了氧空位的增加从而在一定程度上增强了氧移动能力,使足够的晶格氧参与到甲烷选择性氧化反应中,保证了较高的反应活性。通过比较新鲜、循环与老化后材料结构与还原性能,认为甲烷选择性氧化制取合成气工艺中的热点问题可以避免。     

镨铽掺杂铈锆复合氧化物的氧缓冲作用

采用溶胶-凝胶法制备三效催化剂促进剂Ce0.6Zr0.4O2、Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2-y和Ce0.6Zr0.4-xTbxO2-y(x=0.05,0.10,0.15),将其作为水洗层的储氧组分.制备的三效催化剂的活性测试表明,在铈锆氧化物固溶体储氧材料中掺杂少量Pr和Tb,可降低三效催化剂对CO、C3H6和NO的起燃温度.以C3H6的转化率为水洗层氧缓冲能力的探针,实验发现,含储氧材料的水涂层在贫氧气氛中,起到氧缓冲的作用,提高C3H6的转化率.通过实验和理论推导得出表征三效催化剂氧缓冲能力大小的参数K.此方法简单可行,表征的结果与以起燃温度表征的三效催化剂氧化还原活性的实验结果相一致.     

铈锆镨氧化物固溶体在三效催化剂中的应用

用共沉淀技术制备了Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2固溶体，对其进行了XRD，FT-Raman光谱以及SEM表征，将其用于全钯三效催化剂的制备。在实验室模拟尾气条件下，对所制备的催化剂进行了活性评价。结果表明：Ce0.66Zr0.3Pr0.1O2具有立方萤石结构，且具有较好的耐高温性能。和Pd／CeO2催化剂相比，Pd／Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2催化剂具有较宽的空燃比操作窗口和较低的起燃温度。     

用X-射线衍法研究Sm2Zr2O7形成机制

采用XRD技术研究了固相反应制备Sm2Zr2O7的形成机制.结果表明:从1000℃开始,Sm3+逐渐取代Zr4+的位置,形成萤石结构ZrO2-Sm2O3固溶体,该过程直到1400 ℃才基本结束:在1200 ℃～1300 ℃之间,Sm2O3与ZrO2发生固溶的同时,固溶体开始转变为焦绿石结构的Sm2Zr2O7,到1500 ℃所有固溶体完全转变为Sm2Zr2O7:1500 ℃以后,Sm2Zr2O7晶体逐渐长大并最终形成理想的Sm2Zr2O7晶体.整个过程并无其它中间相生成.     

铈锆复合氧化物在摩托车尾气净化催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.8Zr0.3O2和Ce0.7Zr0.2Y0.1O2两种复合氧化物,并用XRD、BET及OSC等方法对复合氧化物的结构、织构及储氧性能进行了表征.结果表明,2种复合氧化物均形成了立方相的铈锆固溶体并具有良好的织构及热稳定性能,经1000℃,5 h老化后的Ce0.7Zr0.2Y0.1O2比表面积仍高达50m2/g以上.将所制备的复合氧化物用于摩托车尾气净化三效催化剂,模拟摩托车尾气的组成,分别对Pt-Rh/Ce0.7Zr0.3O2和Pt-Rh/Ce0.7Zr0.2Y0.1O2 2种催化剂进行了活性评价.结果显示,催化剂Pt-Rh/Ce0.7Zr0.2Y0.1O2在老化前后均具有高的三效催化活性和高的抗热老化性及宽的空燃比窗口.     

用X-射线衍法研究Sm2Zr2O7形成机制

采用XRD技术研究了固相反应制备Sm2Zr2O7的形成机制。结果表明：从1000℃开始，Sm^3＋逐渐取代Zr^4＋的位置，形成萤石结构ZrO2-Sm2O3固溶体，该过程直到1400℃才基本结束；在1200℃～1300℃之间，Sm2O3与ZrO2发生固溶的同时，固溶体开始转变为焦绿石结构的Sm2Zr2O7，到1500℃所有固溶体完全转变为Sm2Zr2O7；1500℃以后，Sm2Zr2O7晶体逐渐长大并最终形成理想的Sm2Zr2O7晶体。整个过程并无其它中间相生成。     

EDTA-柠檬酸络合法制备阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ及热力学分析

采用EDTA-柠檬酸络合法制备固体氧化物燃料电池钙钛矿型耐硫阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ。采用TG-DSC对EDTA-柠檬酸络合法制备的阳极溶胶的热分解温度及晶相的形成温度进行分析;采用XRD和SEM等分析手段对烧结后的阳极粉末进行表征,并与尿素燃烧法制备的阳极粉末进行对比。再通过热力学软件计算分析阳极在H2S气氛中于一定氧分压(p(O2))和硫分压(p(S2))下的稳定性,对硫化前后阳极粉末的红外光谱进行对比分析,并对其耐硫性进行验证。结果表明:EDTA-柠檬酸络合法可以降低La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ的烧结温度;La0.7-Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ具有一定的耐硫性能,升高操作温度和增大氧分压可以提高其耐硫性,符合耐硫阳极的要求。     

La0.7Sr0.3Cu1-xFexO3-δ系阴极材料的制备与性能研究

采用固相法和EDTA-柠檬酸联合络合法制备了中温固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cu1-xFexO3-δ阴极材料,利用直流四探针和交流阻抗技术测试了材料的导电性能和电化学性能,结果表明加入Fe后材料的电导率有所降低,但在高温下仍然具有较高的电导率(＞100 S·cm-1).EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样比固相法合成的具有更高的电导率(在800℃时,EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样电导率为255 S·cm-1,而固相法的为156 S·cm-1).700℃时的复阻抗测试结果表明Fe的加入降低了La0.7Sr0.3CuO3-δ的极化电阻,其中La0.7Sr0.3Cu0.4Fe0.6O3-δ的极化电阻最小,为2.51 Ω·cm2.     

制备条件对NiZn铁氧体纳米晶材料磁性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备尖晶石结构的Ni1-xZnxFe2O4铁氧体纳米粉体材料,同时系统研究Ni/Zn比、溶液pH值以及煅烧温度对制备的Ni1-xZnxFe2O4铁氧体纳米材料微结构及磁性能影响。结果表明,随着Ni含量的增加,生成物中未反应的氧化铁不断增多。当x=0.3时,NiZn铁氧体的饱和磁化强度(Ms)最大。但随着温度的增加,氧化铁的含量减少,NiZn铁氧体的生成量增加。同时发现溶液pH值对Ni0.7Zn0.3Fe2O4铁氧体微结构及性能影响较大,当溶液的pH=5时,Ni0.7Zn0.3Fe2O4纳米材料的Ms最大。实验得到了NiZn铁氧体的最佳制备条件:Ni/Zn比为0.7/0.3,溶液pH值为5,最佳烧结温度为900℃。     

近α型高温钛合金富氧燃烧组织特征及形成机理研究

采用摩擦氧浓度实验方法点燃近 α 型TA19钛合金,获得富氧条件下临界着火和扩展燃烧后的着火损伤试样,结合扫描电子显微镜、能谱分析、透射电子显微镜和X射线衍射分析等手段研究燃烧产物的相组成、燃烧组织特征及形成机理。结果表明：TA19钛合金临界着火产物主要有TiO、Ti3O、金红石型和锐钛矿型TiO2,起始燃烧温度在500℃左右;扩展燃烧产物主要有TiO和金红石型TiO2,结合熔凝区形成的四方结构ZrO2判断持续燃烧温度在1170℃以上。从燃烧表面到钛合金基体可分为四个区域：燃烧区、熔凝区、热影响区和过渡区。临界着火时在熔凝区形成富O的Zr固溶体、富O的 α-Ti 固溶体和富Al/Sn/Mo的 β 相;在热影响区形成大量富O的 α-Ti 固溶体和少量富Al/Sn/Mo的 β 相。扩展燃烧时在熔凝区形成富O的Al固溶体,富O的Zr固溶体,富O的 α-Ti 固溶体和富Al/Sn/Mo的 β 相;在热影响区形成大量富O的 α-Ti 固溶体和少量富O和Zr的 β 相,两者构成致密的层状组织阻止了O的向内扩散,同时也阻止了Ti的向外扩散。TA19钛合金在燃烧过程中首先扩散到熔凝区界面前沿的是元素Zr,其次为Al,这与TA15钛合金燃烧过程中Al先扩散到熔凝区界面前沿有差异,其原因可能是由于TA19钛合金中的Zr含量是TA15钛合金Zr含量的2倍,Zr的活度更高。近 α 型高温钛合金的主要燃烧机理是富O固溶体的形成,从组织角度,较高的等轴相含量有利于固溶更多的O;从合金成分角度,适当控制Ti、Al、Zr元素含量有利于获得致密的富O固溶体。     

半固态固溶及时效对Mn-Cu合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Mn65-Cu23.75-Zn3-Al3-Ni3-Fe2-Ce0.05(at%)合金。对该合金进行轧制处理,然后进行均匀化退火。分别在850℃和950~1050℃对合金进行普通固溶及半固态固溶处理,随后在430℃时效0~16 h。研究半固态固溶温度及时效时间对Mn-Cu合金组织、阻尼性能和力学性能的影响。结果表明:普通固溶合金组织由单一γ-Mn Cu相构成,而半固态固溶合金组织则由富Mn和贫Mn的γ-Mn Cu相构成,且随着半固态固溶温度的升高,贫Mn相的含量不断增加。合金阻尼性能随时效时间的延长呈现出先上升后下降趋势。在最优时效条件下,较低的半固态固溶温度可提高合金的阻尼性能,而较高的半固态固溶温度则会降低其阻尼性能。和S850合金相比,S950合金的强塑积提高了约70%。但随着半固态固溶温度的升高,合金强塑积又有所下降。     

Effects of heat treatment on microstructure evolution and mechanical properties of Mg-6Zn-1.4Y-0.6Zr alloy

To investigate the effects of solution temperature and the decomposition of I-phase on the microstructure, phase composition and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn-1.4Y-0.6Zr alloy, solution treatment at 440 oC, 460 oC and 480 oC and further aging treatment were conducted on the alloy. The results indicate that the net-like intermetallic compounds(mainly I-phase) dissolve into the α-Mg matrix gradually with the increase of solution temperature from 440 oC to 480 oC. Besides, the I-phase decomposes completely at 480 oC, with the formation of fine W-phase(thermal stable phase) and Mg_7Zn_3 phase. In addition, a great number of fine and dispersive Mg-Zn binary phases precipitate in the α-Mg matrix during the aging treatment. Due to the increase of solute atoms and the precipitation of strengthening phases, such as W-phase and Mg-Zn phases, the optimal strength is obtained after solution treatment at 460 oC for 8 h and aged at 200 oC for 16 h. The yield strength(YS), ultimate tensile strength(UTS) and elongation are 208 MPa, 257 MPa and 3.8%, respectively. Compared with the as-cast alloy, the increments of YS and UTS are 117% and 58%, respectively, while the decrement of elongation is 46%.     

Ti掺杂ZrV2合金的相组成及贮氢性能研究

利用真空感应熔炼的方法制备出(ZrTi)V2合金,在950℃下对合金进行长时间的退火处理,对合金的相结构及吸氢性能进行测试。结果表明:(ZrTi)V2合金主要由C15Laves相、α-Zr相、Zr3V3O相和V基固溶体相组成,热处理使得α-Zr相及V基固溶体相减少;该合金经400℃,1h除气之后,再经过一次吸放氢循环即可达到最佳的活化效果;根据Van’tHoff关系外推出室温下该合金的平衡压力为8.1×10-14Pa。     

机械合金化制备Fe-10%Ni合金研究

采用纯Fe粉和Ni粉利用高能卧式搅拌球磨机制备了Fe-10%Ni(质量分数,下同)合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)研究了球磨粉末的相组成、形貌和热稳定性,并对其热压烧结的块材进行了组织分析与性能测试。结果表明,在球磨机转速400 r/min,球料比20:1条件下,球磨8 h后,Ni原子完全固溶在Fe原子晶格中,形成体心立方结构Fe(Ni)过饱和固溶体,延长时间到16 h,球磨粉末颗粒尺寸更均匀细小,但仍为体心立方Fe(Ni)固溶体。对球磨16 h的合金粉末在500~800℃进行退火处理,发现粉末结构稳定,仍为体心立方Fe(Ni)固溶体。对球磨16 h的合金粉末进行热压烧结,发现950℃下烧结块材中出现少量fcc结构的Fe(Ni)固溶体相,而继续在970℃复烧后则完全转变为面心立方结构的Fe(Ni),但950℃热压烧结块材的强度和延伸率高于970℃复烧的块材,原因在于无压复烧块材中产生氧化物和孔洞。     

直流电对7B04铝合金固溶与时效组织和性能的影响

本文采用拉伸试验、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段,研究了7B04铝合金在施加和不施加直流电条件下,经470℃固溶和100-140℃时效处理后的组织和力学性能。与传统的T6处理(470 oC/30 min+120 oC/24h)相比,固溶和/或时效处理时施加500A的电流,可显著提高GPII区的析出密度,进而提高峰时效状态下的拉伸强度和延伸率。固溶过程中施加直流电可将随后时效合金达到峰值强度的时间明显缩短12h。     

Tribological Behavior of Ni-P Deposits on Dry Condition

采用化学镀的方法,调整Ni-P化学镀工艺参数及使用热处理工艺,获得了不同微观结构的镀层。并使用电子探针,XRD,显微硬度测试仪及摩擦磨损试验仪研究了镀层性能。结果表明,增加镀层纳米相含量可以提高镀层的显微硬度,其值可以达到400℃热处理时的硬度。强化机理包括固溶强化和析出强化,这取决于镀层中的磷含量和热处理温度。进一步的摩擦磨损实验结果表明,纳米相含量高的镀层在400℃热处理前后均表现出较好的显微硬度以及较低的摩擦系数,具有良好的抗磨损能力。     

静电纺丝发制备铁酸锌纳米纤维及其气敏性能研究

与零维、二维和三维纳米材料相比,一维纳米材料具有优异的气敏性能。以Zn(NO_3)_2·6H_2O和Fe(NO_3)_3·9H_2O为原料通过静电纺丝的方法制备了一维铁酸锌纳米纤维。利用TG-DSC分析了材料的前驱体,用XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET和XPS对材料进行了表征,并且对材料的气敏性能进行了研究。结果表明,在煅烧温度为500℃下获得的材料呈现出纳米纤维的形貌;基于500℃下获得的铁酸锌纳米纤维的元件,在工作温度为190℃下对丙酮表现出较高灵敏度和高选择性,S_(1000μL/L丙酮)/S_(1000μL/L乙醇)=8;当丙酮浓度低至1μL/L时,灵敏度仍能达到1.1。     

新鲜和老化Pd/Al2O3密偶催化剂上催化C3H8转化催化性能

采用等体积浸渍法制备了以改性氧化铝为载体材料的Pd/Al₂O₃ 密偶催化剂, 并采用H₂程序升温还原(H₂-TPR), CO 化学吸附和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征. 在模拟尾气条件下对催化剂的总包反应及与C₃H₈相关的单反应活性进行了测试. 结果表明, 老化处理后活性PdO_x 数量下降, 并伴随有金属态Pd₀的产生. 老化后, 起燃温度(T₅₀)和完全转化温度(T₉₀) 分别提高了 76 oC和64 oC, 即催化剂低温活性比高温活性下降明显. 对比新鲜和老化催化剂上单反应活性, 结果表明, 老化后无水条件下有NO参与的反应的低温活性下降显著. 老化处理过程突出了NO对低温活性的抑制作用和H₂O对高温活性的促进作用.     

水热法合成KNbO_3的研究

以KOH和Nb2O5为原料,采用水热法制备了KNbO3粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)研究了KOH浓度和反应温度的变化对制备粉体的相组成及形貌的影响。研究发现水热温度为220℃、KOH的浓度为10mol/L时,可以合成出X射线衍射纯KNbO3晶体,所制备的晶体发育完整,为片状晶体,晶体尺寸为0.5～1.5μm。当水热温度为180℃、KOH的浓度为10mol/L时,制备的X射线衍射纯KNbO3晶体发育也很完整,大部分仍为片状晶体,有少量晶体呈狭长形状,晶体尺寸为0.5～1μm。当水热温度为180℃、KOH的浓度为6mol/L时,制备的X射线衍射纯KNbO3晶体发育完整,KNbO3晶体为片状,晶体大小较均匀,晶体尺寸为0.4～1μm,有部分晶体聚集成棒状,长度约为10μm。FTIR光谱表明所制备的样品出现了Nb=O和Nb-O-Nb的振动峰,反应温度的变化并未使这两个振动峰的位置发生明显的变化。     

原位自生TiAl3增强Al基复合材料的组织结构及形成机理研究

采用冷喷涂技术沉积Ti-80Al（wt.%）复合涂层,通过热处理获得了原位自生TiAl3金属间化合物颗粒增强Al基复合材料涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了冷喷涂Ti/Al复合涂层在不同热处理温度下的组织结构演变规律及Ti、Al粒子间原位扩散反应过程,并对TiAl3金属间化合物的形成机理进行了探讨。结果表明,冷喷涂Ti/Al复合涂层组织致密,其相结构与喷涂粉末完全相同,450℃热处理后涂层局部区域发生Ti、Al间的固态扩散反应,并在Ti、Al粒子界面原位形成TiAl3金属间化合物,随着热处理温度升高,TiAl3金属间化合物的含量显著增加,600℃热处理后,Ti/Al复合涂层中的Ti粒子全部转变为TiAl3金属间化合物,获得原位自生TiAl3颗粒增强的Al基复合材料.