TiFe_(0.9-x)Ni_xZr_(0.1)Mn_(0.2)(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金的贮氢性能研究

采用高频感应熔炼法制备TiFe0.9-xNixZr0.1Mn0.2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金,系统地研究Ni部分取代Fe对TiFe0.9-xNixZr0.1Mn0.2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金相组成与贮氢性能的影响。XRD分析结果表明:合金主要由NiTi,FeTi和(Fe,Ni)相组成,在x=0.1~0.2时,有少量的FeZr2相,随着Ni含量的增加,FeZr2相消失,同时有TiMn2相产生。压强—成分—温度(PCT)测试结果表明,TiFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2合金的贮氢量最高,其吸氢量为1.46 wt%。电化学测试结果显示,合金电极放电容量随着Ni含量的增加而增大,TiFe0.8Ni0.1Zr0.1Mn0.2合金的放电容量为34 mAh/g,而TiFe0.5Ni0.4Zr0.1Mn0.2合金电极的放电容量则达156 mAh/g。     

Cu-Fe_(64)Ni_(36)合金显微组织及热膨胀性能研究

基于Cu-Fe-Ni三元系的计算相图设计制备了不同Cu质量分数的Cu-Fe64Ni36三元合金.通过电子探针仪、光学显微镜和热机械分析仪研究了淬火温度(1 000,1 100℃)及时效温度(600,700,800℃)对合金的微观组织和热膨胀性能的影响.研究结果表明:Cux(Fe0.64Ni0.36)100-x(x%,(100-x)%均为质量分数)合金在1 000℃保温24h淬火并在600℃时效100h后,其热膨胀系数明显减小.其中,Cu30(Fe0.64Ni0.36)70合金热膨胀系数为6.26×10-6℃-1,可以与电子封装中半导体材料的热膨胀系数相匹配.     

Ti-Fe-Ni-La合金的组织结构与吸放氢特性

研究了Ｔｉ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｌａ合金的组织结构与吸放氢性能。利用光学金相显微技术，Ｘ射线衍射技术和电子探针分子析了合金成分变化对其金相组织、第二相形态及分布的影响。     

Al-Mg-(Sc)合金退火组织和性能

通过金相组织观察、硬度测量、力学性能测试及剥落腐蚀实验,研究了微量Sc对Al-Mg合金显微组织、再结晶温度、力学性能和抗剥落腐蚀性能的影响.研究结果表明添加微量Sc后,合金的铸态组织显著细化;合金在130 ℃稳定化退火中硬度基本不下降,在230 ℃和330 ℃退火时的硬度下降幅度比未添加Sc的合金在130 ℃退火时的硬度下降幅度小;添加微量Sc后,合金的再结晶起始温度提高到约325 ℃,而且没有明确的再结晶终了温度,而不含Sc合金的再结晶起始温度为150 ℃;添加微量Sc后合金从150 ℃一直到480 ℃仍然含有大量的变形组织;高温退火后含Sc合金强度较高,在480 ℃退火后,含Sc合金比不含Sc合金的强度高近70 MPa;而且含Sc合金的抗腐蚀能力大幅度提高.     

Ti对La_(0.7-x)Ti_xMg_(0.3)Ni_(3.5)(x=0.00,0.05,0.10)合金电极电化学性能的影响

在氩气保护下用悬浮熔炼制备La0.7-xTixMg0.3Ni3.5(x=0.00,0.05,0.10)储氢合金,研究Ti含量对合金电极电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析表明,合金相主要由LaNi5、LaMg2Ni9和La2Ni3相组成。当x=0.10时,合金中有TiNi3相产生,随着Ti含量的增加,LaNi5、LaMg2Ni9和La2Ni3相的晶胞体积减小。电化学性能测试表明,合金电极最大放电容量分别为370 mAh/g(x=0.00)、331 mAh/g(x=0.05)和252 mAh/g(x=0.10);合金电极循环伏安特性曲线氧化峰电位随着Ti含量的增加而降低,表明Ti的加入使合金电极易于发生氧化反应。     

变质剂对AHS合金显微组织和性能的影响

通过调整合金成分分别配置了添加Sb,Re,Al-5Ti-B,P等变质剂的试验用AHS合金.在相同工艺条件下,将所配合金挤压成直径为8 mm的圆棒试样.在相同条件下淬火时效后,运用金相显微镜及扫描电镜观察和分析了合金在不同变质剂变质处理后的显微组织和结构,运用电子拉伸设备测试了各试样合金的力学性能.研究结果表明锑对AHS合金有很强的变质作用;在AHS合金中添加微量Sb后,合金中板条状共晶硅相明显细化,呈短杆状,且元素Mg对Sb细化能起激化作用,使合金组织细密,从而使该合金具有较均匀细密的显微组织和优良的力学性能.     

Ni-Cu合金的脱合金制备及其析氢电催化性能

通过真空熔炼与固溶处理相结合的方法获得Ni_(30)Mn_(70)和Ni_(20)Cu_(10)Mn_(70)前驱体合金,经电化学脱合金化法制备纳米多孔Ni及Ni-Cu合金,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析合金相组成和微观结构,运用线性扫描伏安法、交流阻抗、方波电位法及计时电位法研究电极的析氢电催化性能.结果表明:纳米多孔Ni-Cu合金电极具有较高的电催化析氢性能,在0.1 A/cm~2电流密度下,析氢过电位仅19 mV,具有较好的电化学稳定性.     

Ti_(30)Nb_5Ta_6Zr合金的组织和力学性能研究

根据β稳定化系数kβ和d-电子理论,采用无细胞毒性合金元素Nb、Ta、Zr,设计了具有低弹性模量的新型牙科种植用近β型Ti30Nb5Ta6Zr合金,研究了合金经不同温度固溶和时效处理后的显微组织和力学性能.结果表明,合金固溶后在低温时效时析出ω相导致合金脆性.随时效温度升高,析出相由ω逐步变为α并发生粗化,使合金强度降低,但塑性得到改善.固溶温度过低（700℃）,时效后强度较低 固溶温度过高（850℃）,导致合金出现β脆性.合金在750℃固溶和500℃时效12h后强韧性好,弹性模量低于现有Ti29Nb13Ta4.6Zr合金,综合力学性能可满足牙科种植合金的要求.     

V_(2．1)TiNi_(0.4)Gd_x贮氢合金的结构和电化学性能研究

本论文开展了系列V2.1TiNi0.4Gdx(x=0,0.03,0.05,0.07,0.09)贮氢合金的相结构和电化学性能研究.测试结果表明,系列V2.1TiNi0.4Gdx合金均由体心立方结构的V基固溶体主相和第二相组成.当Gd含量x≤0.03时,合金的第二相为体心立方结构的TiNi基相;当Gd含量x>0.03时,第二相为GdNi5相,且主相的晶格常数随着x的增大而增大.添加Gd会降低V2.1TiNi0.4合金的活化性能、最大放电容量和高倍率放电性能,但在x＝0.05时,合金的循环稳定性略有提高,经过30次充放电循环后,其容量保持率为24.67%.     

快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、TEM、DTA分析和电化学实验 ,研究了快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响。研究表明 ,成分均匀性改善和单胞体积减小是影响快淬贮氢合金电化学性能的主要因素 ,其中 ,前者使充放电循环稳定性提高 ,后者使放电容量降低。在本研究中 ,快淬速度为 10m/s时 ,合金成分的均匀性已较铸态有明显改善 ,更高的快淬速度并不能使成分的均匀性进一步大幅度提高 ,反而使单胞体积减小 ,因此 ,快淬速度为 10m/s时 ,快淬合金的综合电化学性能最佳。     

未服役Cr35Ni45Nb合金真空渗碳行为及相演化机理

采用乙炔真空渗碳工艺对未服役的Cr35Ni45Nb乙烯裂解炉管进行了加速渗碳处理,并采用X射线衍射、扫描电镜、定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行了系统分析.结果表明:炉管高温渗碳过程的主要控制因素由初期的扩散控制逐渐变为扩散-表面反应综合控制;渗碳过程属多元多相反应扩散范畴,炉管内侧横截面随渗碳深度的不同依次出现了表面碳化物层、亚表层贫碳化物区、片层状碳化物层、规则几何碳化物区、扩散区、弱影响区等六个区域,这六个区域共同组成了M7C3、M7C3-M23C6混合区和M23C6的三级垂直层状分布.贫碳化物区的形成原因是表面碳化物层的形成造成亚表层贫Cr;片层状碳化物的形成源于碳在高镍铬合金中的低渗透性以及析出物进一步的阻碍效应.     

Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb裂解炉管的抗高温渗碳能力

以Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金为炉管材料对象,通过渗碳试验研究了高温(1 000和1 100 °C)下2种合金的渗碳动力学规律,采用金相和扫描电子显微镜观察分析其中Fe、Cr、Ni与Nb元素含量和渗碳层变化、组织结构及微区成分转变的情况,并对其抗渗碳能力进行分析.结果表明：Cr35Ni45Nb的抗渗碳能力比Cr25Ni35Nb更强;经2次渗碳后,2种合金试样出现了表面渗碳层剥落的现象,且Cr25Ni35Nb较为严重,并使得裂解炉管结焦而管壁变薄,从而降低了炉管的承载能力和服役寿命;合金的非渗碳层区域析出了大量弥散的碳化物,碳化物的密度随渗碳层与试样表面距离的增加而降低;在1 100 °C下,2种合金的骨架状组织形态消失,且晶界处碳化物出现了剥离.     

Microstructure evolution of laser rapidly solidified Al-Mn alloys

A series of laser surface remelting experiments of Al-1.1, 3.2 and 5.6 wt% Mn alloys has been conducted using a 5 kW CW CO2 laser, and the microstructures of samples have also been investigated. The experimental results show that no apparent eutectic growth appears in the whole growth rate range for Al-3.2 wt% Mn alloy under laser rapid solidification condition, and the microstructure grows in the form of α(Al) cell/dendrite. With the increase of growth rate, the microstructures of Al-5.6wt%Mn alloy change from Al6Mn dendrite to α(Al) +Al6Mn eutectic, α(Al) cellular/dendrite and segregation-free solid solution. The critical rates of Al-1.1, 3.2 and 5.6 wt% Mn alloys to attain absolute stability are 44.1, 134.6 and 230.1 mm/s respectively, and a reasonable agreement has been found between the experimental results and those calculated according to Mullins-Sekerka's theory.     

高能球磨制备MgxTi100-x合金的微观组织及储氢性能

应用振动高能球磨机械合金化方法制备MgxTi100-x(x=35,50,65,80)系列合金,采用XRD、SEM、TEM以及吸放氢测试等手段分析研究Mg含量与球磨时间对MgxTi100-x球磨产物微观组织演化规律、相结构和吸氢行为的影响.结果表明:在相同球磨时间(20 h)下,球磨合金MgxTi100-x微观组织的相组...     

不同氧化条件下 Cr35 Ni45 Nb合金组织特征及其与持久寿命的关系

以Cr35Ni45Nb合金为研究对象,进行不同气氛条件下高温时效及高温持久试验,并结合扫描电镜及定量电子探针对样品表面及横截面的观察分析,系统研究不同氧化条件下Cr35Ni45Nb合金组织演变与持久寿命的关系。结果表明：随着处理时间的延长,管材边缘及内部组织均逐渐发生变化。氧化序列体现为先是在样品边界不同地点形成不连续的氧化膜,随后氧化膜连成一体形成连续氧化膜,同时贫化区也逐渐形成;由于温度波动,氧化膜破裂脱落,而在氧分压较高的时效环境中,氧化膜得不到及时修复,使得贫化区晶界中出现内氧化。此外,在空气中氧化与在真空充氩气石英管中持久试验结果表明,较薄的连续氧化膜有助于提高合金的蠕变性能,而随着高温时效时间的延长,边界贫化区逐渐形成,氧化膜破裂及内氧化的发生,使得合金的蠕变性能逐渐弱化。     

活塞用Cu和Ni增强型铝合金的 组织与性能

本文对比研究了一种新型活塞用B型铝合金与ZL109的组织与力学性能.研究表明,ZL109的组织由Al,Si,Al6Mn和Al5Fe Ni的相组成,B型铝合金由Al,Si,Al6Mn,Al2Cu,Al1.9Cu Mg4.1Si3.3(Q相),Al Ni Cu和更多的Al5Fe Ni组成;源于B型铝合金中的α铁相呈现鱼骨状和块状,减轻了ZL109组织中针片状β铁相对基体的割裂作用,La和Ce元素的Al Ni Cu相高温下可起到阻碍晶界滑动和阻碍基体变形的作用,并且组织中还生成了Al2Cu,Al5Fe Ni和Al1.9Cu Mg4.1Si3.3强化相;因而,B型铝合金的力学性能优于ZL109,且受活塞缸径尺寸规格的影响较小;B型铝合金的断裂类型为准解理断裂,呈现韧窝、舌状花样以及撕裂棱特征.     

奥氏体不锈钢离子渗N组织及性能

采用辉光离子渗N技术对奥氏体不锈钢球阀进行表面氮化处理,改变其表面结构,提高表面耐磨性.选取三组离子渗N的温度,分别为400、440、480 ℃,渗N时间设置为12 h.采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计和材料表面综合测试仪对渗N改性层的表面形貌、截面形貌、显微硬度和耐磨性进行测试.结果表明:离子渗N技术可以大幅提高奥氏体不锈钢的硬度和耐磨性.渗N温度为400 ℃时,渗N改性层最薄,耐磨性最差,480 ℃时渗N改性层最厚、耐磨性最好.     

Microstructure and magnetostrictive performance of NbC-doped<100>oriented Fe-Ga alloys

The <100> oriented Fe₈₃Ga₁₇ alloy rods with various NbC contents less than 1at% were prepared by the directional solidification method at a growth rate of 720 mm·h-1. Low NbC-content was found to affect the oriented grain growth and slightly improve the <100> orientation. Flat grain boundaries in the alloys with low NbC contents less than 0.2at% became greatly curved at higher NbC contents, and a large amount of Nb-rich precipitates were observed in the alloys with high NbC contents. Small amounts of NbC, less than 0.2at%, resulted in an increase in magnetostrictive strain due to the improvement of the <100> orientation, and a high magnetostrictive strain value of 335×10-6 under a pre-stress of 15 MPa was obtained in the 0.1at% NbC-doped alloys. The magnetostrictive performance obviously decreased with the NbC addition higher than 0.5at%, and the strain sensitivity under no pre-stress was lower than that in the binary Fe-Ga alloy.     

纳米多孔Ni的制备及其电催化析氢性能研究

采用快速凝固结合脱合金的方法制备纳米多孔Ni,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行物相分析和形貌表征,并使用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法测试纳米多孔Ni电极的电催化析氢性能.结果表明:Ni₅Al₉₅前驱体合金在65 ℃条件下经4 h脱合金化后获得多层次、双连续的纳米多孔Ni.在50 mA·cm^－2电流密度下,25 ℃时析氢过电位为257 mV,双电层电容为4.7 mF·cm^－2,在析氢反应过程中表观活化能为26.06 kJ·mol^－1,电化学脱附是整个反应的控制步骤.经过1 000圈循环伏安耐久实验后,纳米多孔Ni电极在25 ℃下极化曲线基本保持原状,50 mA·cm^－2电流密度下析氢过电位减小6 mV,表现出优良的析氢稳定性.     

非晶态Ni-Co-W-P合金电极的制备及其电催化活性研究

用化学镀方法制备了Ni—Co—W—P合金电极,并研究了其在1mol／L NaOH溶液中的析氢电催化活性,实验表明在相同的电流密度下,Ni—Co—W—P合金电极比Ni—Co—P、Ni—W—P合金电极具有更低析氢过电位,XRD实验显示其镀层为非晶态．并进一步研究了Ni—Co—W—P合金电极的电化学稳定性和表观活化能,结果表明：Ni—Co—W—P合金电极具有比Ni—Co—P、Ni—W—P合金电极更好的析氢电催化活性和电化学稳定性．