超声波法合成三烷基硼及其裂解制备碳化硼

在超声波作用下采用一步合成法分别制备三乙基硼、三丙基硼和三丁基硼;考察超声波作用对合成产物产率的影响,用红外光谱及元素分析表征合成产物的结构;以合成的三乙基硼、三丙基硼和三丁基硼为原料通过热裂解制备纯度较高的碳化硼超硬材料;讨论不同原料和裂解温度对合成产物中C含量的影响.研究结果表明:以三乙基硼为原料在温度为1 400K进行裂解时,其裂解产物中B4C,B2O3和裂解自由碳的含量分别为94.0%,2.2%和3.8%.     

过渡金属和主族元素硼磷酸盐体系的研究

总结了作者近几年在硼磷酸盐研究中所合成和表征的10多个新化合物,即元素周期表第4周期从Cr至Ga的元素或氧化物与工业催化剂材料BPO4在高温固相反应中,分别合成出具有3种结构类型的新化合物：新结构类型的三方Cr2[BP3O12]、正交AlPO4型的（B,M）[PO4]（M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)和新型四方（Ga,B)PO4;用水热法合成出NaGa[BP2O7(OH)3]、Na2In2[PO3(OH)]4.H2O和Na4Co3H2(PO4)4.8H2O等新化合物。同时还讨论了硼磷酸盐化合物研究的最新进展及结构化学的一般规律。     

钛金属固体法渗硼新技术

对传统固体粉末法渗硼工艺进行改进,用B4C和无水Na2B4O7代替非晶态硼作为供硼剂,制备出以TiB2为主要成分的表面渗层,并研究了原料成分和反应条件对渗层相结构及厚度的影响.研究结果表明:渗硼剂配料中Na2B4O7和B4C的质量分数比对渗层有很大影响,当w(Na2B4O7)∶w(B4C)=2∶6时,渗层厚度和表面清洁程度等综合性能最优;填充剂Al2O3能导致TiB2渗层脱落,且脱落程度随Al2O3含量的增加而加重;渗层厚度随处理时间的平方根呈线性增加;渗硼层厚度与试验温度的关系为d=aT2 bT c.     

利用硫酸铵焙烧工艺提取硼精矿中的硼

为了更加合理有效地利用硼精矿,以辽宁硼铁矿经磁选得到的硼精矿为原料,采用硫酸铵焙烧的方法处理得到熟料,将熟料加水溶出、固液分离得到含硼溶液和提硼渣,含硼溶液用于提取硼酸,提硼渣可用于提取SiO2和MgO.通过单因素实验考察了焙烧温度、焙烧时间、铵矿比对B2O3浸出率的影响.通过正交试验得到提取B2O3的适宜工艺条件为:焙烧温度400℃,焙烧时间90 min,铵矿比1.6,该条件下B2O3的浸出率可达85%以上.对原料及提硼渣进行化学成分和物相组成分析,结果表明本工艺可使大部分硼化物生成可溶物并被提取出来,可实现硼精矿的绿色综合利用.     

富硼渣钠化法制备硼砂过程中的影响因素

X射线衍射分析(XRD)表明,富硼渣中的硼组分主要以Mg2B2O5形式存在,而钠化渣中的硼组分以Na4B2O5和NaBO2晶相形式析出.对钠化渣进行磨细、水浸、过滤、结晶等操作,可最终制得硼砂晶体.采用化学分析和XRD等方法研究了热处理温度、碳酸钠加入量、钠化渣细度对硼浸出率的影响.当钠化渣在温度为650℃下保温1.5h,碳酸钠加入量为理论量的2.3倍,钠化渣粒度小于74μm时,硼的最大浸出率可达76.04%.     

低品位硼铁矿中硼的富集

采用还原焙烧、磁选工艺流程和粉矿直接入炉焙烧技术,对难选低品位硼铁矿中硼的富集进行了研究.按化学当量比C/O=1(原子比)进行配碳,使用马弗炉进行焙烧实验,在500～1 450℃研究了不同焙烧温度下硼品位和硼回收率的变化.研究结果表明:随着焙烧温度的提高,铁晶颗粒增大,在1 200℃时硼精粉品位达到14.29%,满足硼化工工业对硼品位的要求(ω(B2O3)≥12%);硼回收率在1 200℃以上时能达到90%以上.当焙烧温度在1 350℃以上时,硼的回收率和品位没有太大的变化.焙烧温度选择在1 200～1 350℃为宜,既能实现高的硼回收率,硼品位又能满足硼化工工业的要求.     

钠硼解石在硼酸水溶液中沸点温度下的相转化研究

对钠硼解石在H3BO3水溶液中，常压沸点温度下的溶解和相转化进行了研究，通过化学分析及X射线粉晶衍射，红外光光谱物相鉴定表明，相转化产物为CaO.3B2O3.4H2O,提出相转移化机理。     

多组分紫外光纤包层玻璃化学稳定性

研究了紫外光纤用包层玻璃组分的变化以及外掺ZrO2对光纤包层玻璃化学稳定性的影响。结果表明，通过改变SiO2／B2O3、B2O3／Al2O3、B2O3／（K2O＋Na2O）的质量比，以及适当增加外掺ZrO2含量，可以明显地提高碱硼硅酸盐玻璃化学稳定性。红外光谱分析表明玻璃化学稳定性提高的主要原因是Zr^4＋的加入促进了玻璃内部的[BO3]层状结构逐渐转变为[BO4]网络状结构。     

硼掺杂对SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光材料合成温度及性能的影响

采用固相法合成了系列掺硼SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光材料。通过测试分析合成粉体的物相组成、激发光谱、发射光谱和余辉时间,研究了硼掺杂对SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光材料合成温度与发光性能的影响。实验结果表明,添加硼一方面做为助熔剂可以降低合成温度,另一方面当硼摩尔分数小于30%时,增加硼含量可以延长余辉时间,但硼含量的变化对激发和发射光谱峰值没有明显影响。     

添加硼对氧化锆晶化过程的影响

分别用浸渍法和共沉淀法添加硼,在不同温度下焙烧制得ZrO2样品,用TG-DSC和XRD等手段研究硼对氧化锆晶化过程的影响.结果表明,添加硼具有显著地抑制ZrO2晶粒生长的作用,对介稳态t-ZrO2转变为稳态m-ZrO2的相变过程具有明显的延缓作用,浸渍法添加硼对ZrO2晶化过程的抑制作用强于共沉淀法,且随硼量的增加而增强,添加适量硼可以在较高温度下焙烧制得介稳态的t-ZrO2,共沉淀工艺添加硼比浸渍工艺更有效.     

h-BN前驱体的制备与研究

实验以硼酸铵和三聚氰胺为原料,考察了反应原料配比,反应物总浓度对湿化学法制备氮化硼前驱体的影响,确定了制备前驱体的适宜原料配比是n（C3N6H6）：n（NH4HB4O7·3H2O）=1：1,总浓度为0.5mol/L;并通过FT-IR、XRD、化学分析、元素分析和SEM等方法对前驱体进行了表征,研究结果表明：该方法制备的氮化硼前驱体是通过分子间氢键形成的组成为C3N6H6·2H3BO3的超分子棒状加合物,在空气气氛中950℃下高温培烧4h能得到晶化程度良好的六方氮化硼粉体.     

Influence of minor boron on the microstructures of a second generation Nibased single crystal superalloy

Boron is added into single crystal superalloys as a micro-alloying element to strengthen low angle grain boundaries.However,systematic investigations on the effect of boron on microstructures of single crystal superalloys are limitedly reported.The effect of boron on as-cast and heat-treated microstructures was investigated in two experimental Ni-based single crystal superalloys containing 3 wt% Re.The current results indicated that the volume fraction of(γ+γ′)eutectic and M_3B_2 borides was evidently increased,while the number of micropores was evidently decreased with the addition of 0.02 wt% boron.The(γ+γ′)eutectic could not be dissolved completely due to the lower incipient melting temperature caused by the formation of M_3B_2 borides.Meanwhile,the M_3B_2 borides were found to be enriched with indispensable strengthening elements Cr,Mo,W and Re,and this may lower the strengthening effect and cause stress concentration during high temperature creep.     

低碳微合金化含硼冷镦钢的冲击性能

通过对不同B含量的低碳硼钢和Nb、V微合金化低碳硼钢的冲击实验,研究了B含量及Nb、V微合金化对低碳硼钢冲击性能的影响. 结果表明:0.0006%～0.0015%的B将提高热处理状态钢的冲击韧性,B质量分数超过0.003%将降低钢的冲击韧性. Nb、V复合微合金化同时加入适量Al可显著提高热处理状态低碳硼钢的冲击韧性. Ti质量分数超过0.03%对低碳硼钢和微合金硼钢的冲击性能不利.     

硼富勒烯及其相关结构研究进展

本文对硼富勒烯等硼纳米结构及其相关材料的研究进展进行了简要评述. 首先对硼和碳元素及其成键性质的区别与联系进行了讨论, 并简要介绍了碳富勒烯、纳米管和石墨烯的发现及其结构与性质. 接下来系统回顾了过去几十年来人们对硼团簇、硼纳米管和硼纳米线等纳米结构在理论和实验研究方面取得的进展.特别是最近几年来, 针对硼富勒烯、硼纳米管、硼单层平面、硼富勒烯固体等结构的研究取得了一些重要进展, 本文在结合我们自己研究工作的基础上, 对上述研究进展做了系统地介绍. 最后对硼富勒烯及其相关材料的研究前景进行了展望.     

22SiMn2TiB钢中硼相的研究

利用径迹显微照相技术系统地分析研究了硼在转炉22SiMn2TiB钢中的存在形态、分布特征及各种热处理工艺对硼相析出溶解规律的影响。结果表明：在试验成分范围内，奥氏体化温度越高、冷却速度越慢，硼相的析出量越多、粒度也越大，贫硼区越明显；对钢进行多次热处理时，钢的最终热处理工艺是决定该钢中硼相分布形态的主要因素。     

硼对2.25Cr—1.0Mo钢热塑性的影响

采用Gleeble-2000热模拟试验机研究了2.25Cr-1.0Mo钢的高温力学性能。探讨了硼对高温力学性能的主要影响，结合溶质原子晶界偏聚理论分析了硼对高温力学性能的影响机制，研究中发现，在连铸过程中，硼添加到钢中，显著推迟了选共析铁素体的析出，抑制了P，S等元素在晶界的偏聚。根据研究结果，结论向钢中加入微量元素硼，这样可以控制2.25Cr-1.0Mo钢的表面裂纹产生，提高产品质量和成材率。     

硼粉燃烧热测试中助燃剂选取的研究

为了提高助燃法测试硼粉燃烧热值的准确性,探寻助燃剂选取的规律原则,分别选用含硼推进剂研制领域常见的苯甲酸、90方片药、镁粉、某火箭推进剂测试标准药四种物质作为助燃剂,采用干法和湿法两种混合方式,在GR3500氧弹量热计中测试了95级无定形硼粉的燃烧热,进行对比实验研究。结果显示:不加助燃剂,直接测试硼粉燃烧热,点火失败;采用不同的助燃剂,硼粉的燃烧效率不同。分析认为选择的助燃剂应具有易引燃、高热值、高燃温、低成气率的特点,同时燃速应和硼粉相匹配,化学性质应和硼粉具有良好的相容性。另外,混合试样中,助燃剂和硼粉结合地越紧密,混合地越均匀,越能发挥助燃作用.相比于干法混合,湿法混合制作固态药条试样测试硼粉燃烧热值时,硼粉燃烧效率更高。     

低维硼碳纳米材料第一原理研究

介绍了近年来关于低维硼碳纳米材料结构和电子性质的研究工作.通过第一原理计算,从理论上预言了稳定的低维硼纳米结构,并系统研究了以稳定硼平面为基础的硼纳米管和硼纳米带的电子性质.对于硼碳复合纳米材料,以BC3,BC5和BC7有序结构的平面为基础,发现对其剪裁、氢化修饰之后,硼碳纳米结构具有丰富的电磁学性质,可能在未来电子学器件中得到广泛的应用.     

从硼泥中提取硅、硼的新工艺

以硼泥为原料,硼泥与碳酸钠混合后在900℃下焙烧2h,采用碱浸法回收焙烧后硼泥中的SiO₂和B₂O₃.通过TG-DSC曲线分析了焙烧阶段的反应过程.通过单因素试验研究了碱浸阶段:n(NaOH)/n(SiO₂)、反应温度、反应时间、液固质量比等条件对硼泥中的SiO₂和B₂O₃提取率的影响.通过正交试验,确定了影响SiO₂提取率各因素之间的主次关系依次为:n(NaOH)/n(SiO₂)＞液固质量比＞反应时间＞反应温度,影响B₂O₃提取率各因素之间的主次关系为:反应时间＞反应温度＞n(NaOH)/n(SiO₂)＞液固质量比.最佳的回收条件:n(NaOH)/n(SiO₂)为25,反应温度为50℃,反应时间为40min,液固质量比为8,在此条件下SiO₂的提取率为83.11%,B₂O₃的提取率为75.28%.     

INIFER修正机理的验证

在二异丙苯基氯／ＢＣｌ３／ＣＨ２Ｃｌ２／异丁烯聚合体系中．用ＢＢｒ３代替ＢＣｌ３进行聚合。通过测定聚合物的卤素官能团，以检验ＩＮＩＦＥＲ修正机理的正确性。结果表明，聚合物中溴官能度／氯官能度约为３：１。证明对Ｊ．Ｐ．Ｋｅｎｎｅｄｙ教授的ＩＮＩＦＥＲ机理的修正是正确的。