球铁曲轴稀土软氮化工艺的研究

笔者研究了稀土对球铁曲轴软氮化工艺及渗层硬度分布的影响.结果表明:加入稀土对球铁曲轴软氮化有明显的催渗作用,软氮化时间可缩短30%; 稀土催渗后,渗层硬度梯度趋向平缓.稀土催渗浮的球铁曲轴使用寿命提高10%.     

金属模具表面稀土催化共晶渗硼组织及其性能

为了提高模具表面的磨损性能,采用稀土催化共晶渗硼工艺对45钢模具表面进行了处理,研究了不同稀土加入量对共晶渗硼层组织、渗硼层厚度、硬度梯度及其磨损性能的影响规律,分析了稀土活化催渗机理和材料磨损机制。结果表明:共晶渗硼层组织为硼化物与γ铁的混合物;稀土加入量为9%时共晶渗硼效果最佳,渗硼层厚度比传统固体渗硼层增加近1倍,渗硼层硬度显著提高且硬度梯度减小;稀土元素具有活化催渗硼原子、促进硬质相形成以及细化晶粒、强化晶界的作用;经稀土催化渗硼的试验材料两体磨损性能比传统固体渗硼材料提高约18%,且耐磨行程提高近12倍;试验材料磨损失效主要以显微切削为主;渗硼层厚度增大、硬度提高、硬度梯度减小是稀土催化共晶渗硼材料磨损性能得以提高的主要原因。     

低温稀土硼共渗研究

研究了钢在加稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３,于低温（Ａ１相变点以下）下进行固体稀土硼共渗的工艺及渗层的组织与性能。探讨了稀土对低温渗硼的催渗作用。结果表明,低温稀土硼共渗,可使钢件表面获得实用的渗硼硬化层。与单一渗硼相比,稀土硼共渗后渗层的硬度、耐蚀性显著提高,而脆性明显下降。     

稀土添加剂对感应加热渗硼的影响

使用超音频加热电源进行感应加热渗硼,研究稀土在感应加热渗硼中的作用.结果表明:在功率P=3900 W,感应加热时间t=8 min,感应间隙a=19.5 mm时,渗硼层为共晶渗硼结构.硬度测试为软硬相配组织,渗层厚度423.4 μm;在硼稀土二元共渗试验中,发现添加氯化镧时,其渗硼层厚度增加10%以上,并且渗硼层的组织更密,硬度下降趋于缓慢     

稀土元素对粉末渗硼渗层深度的影响

本文研究了不同稀土含量对粉末渗硼层深的影响。试验结果表明,粉末渗硼剂中加入稀土元素均有催渗作用,并存在一个起明显催渗作用的最佳值。本章分析了稀土含量对渗硼过程动力学及表层硬度的影响,对稀土催渗机理进行了探讨。     

稀土合金化氮碳共渗工艺的研究

在合金化渗氮的基础上，提出稀土合金化氮碳共渗新工艺，该工艺使氮碳共渗技术得到新的提高。40Cr结构钢（调质）：稀土合金化氮碳共渗4h后，表面硬度HV5Kg700，渗层深度0.297mm。     

稀土对Cr12MoV钢渗硼层组织和性能的影响

研究了稀土对Cr12MoV钢渗硼层组织和性能的影响,并对影响机理进行了初步探讨.结果表明,硼-稀土共渗层的组织、显微硬度、脆性、耐磨性比单一渗硼明显改善,尤其是耐磨性显著提高.     

不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度硬度的关系

通过对不锈钢21－4N在不同温度,不同保温时间下离子氮硕共渗处理,检测其渗层厚度,表面硬度,并根据相应的温度,时间,渗层厚度及表面硬度值描绘出关系曲线,从而阐述不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度,硬度之间的关系。     

Q235钢快速碳氮共渗工艺

由于传统碳氮共渗剂存在污染环境的不足,采用气体碳氮共渗技术对Q235钢进行表面改性处理,探讨在850℃时不同的保温时间实现快速碳氮共渗处理的可行性。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损实验机等检测分析手段对渗层的显微组织、相组成、渗层厚度以及渗层的显微硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明：随着碳氮共渗时间的增长,显微组织越来越致密;渗层厚度增加,850℃下保温7 h时渗层的厚度达到最大,约为1400μm,显微组织也最致密。碳氮共渗层的相组成主要由碳化物（Fe3C）、氮化物（Fe3N）组成。渗层的显微硬度随着碳氮共渗时间的增加而增加,其中保温7 h时HV0.2最大达到7.97 GPa,是Q235钢的7.5倍。该工艺下渗层的耐磨性能提高显著。     

Q235钢密封罐法稀土催渗氮化层的组织与耐蚀性能

针对常规气体渗氮工艺氮原子扩散速度慢的问题,采用密封罐法,以尿素为渗氮剂、稀土做催渗剂,对Q235钢进行570 ℃×4 h渗氮实验.利用金相显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站,研究分别加入1、3和5 mL稀土时,渗氮层的组织和耐蚀性能.结果表明：稀土催渗能增加渗氮层中白亮层厚度,并明显改善氮化层的耐蚀性能.但稀土加入较多达5 mL时,组织开始疏松,加3 mL稀土时白亮层组织致密,耐蚀性能较佳.Q235钢渗氮层主要由ε-Fe3N相和γ ＇-Fe4N相组成,与常规氮化相比,加稀土催渗后,氮化层中ε相数量增加.密封罐法可以实现Q235钢的快速渗氮,在尿素渗剂中加入稀土后能明显增加渗氮层厚度,并改善耐蚀性能.     

一种有机硅烷/稀土复合薄膜制备及纳米摩擦学性能

采用分子自组装技术在单晶硅基底上制备了有机硅烷/稀土（APTES/RE）复合薄膜.利用椭圆偏振仪、接触角测量仪及X射线光电子能谱(XPS)仪分析表征了薄膜的结构,并采用原子力显微镜（AFM）研究了硅基片和复合薄膜的纳米摩擦学性能.结果表明：随着探针的滑动速度和载荷的增加,针尖与样品间摩擦力增加;硅基片和复合薄膜表面的黏附力和摩擦力随着相对湿度的升高而增大;APTES/RE复合薄膜具有较低的摩擦系数及黏附力和显著的抗黏着及减摩效果,显示出其在微机构表面润滑中良好的应用前景.     

RE对ZA—27合金组织和性能的影响

为进一步提高ZA-27合金的耐磨性,研究了RE对其组织和性能的影响。实验结果表明;RE使这种合金的晶粒细化,二次枝晶臂间距缩短,α相面积百分数略有增加。加入RE量大于0.1％时,基体中出现含RE硬质点,其形貌随RE加入量的提高而变化。RE的上述行为使ZA-27合金的强度和硬度略有提高,韧性降低,在润滑条件下的耐磨性可大辐度提高。     

冷芯复合钢锭组织及力学性能的实验研究

冷芯铸造技术是一种以固-液复合方式生产钢锭的铸造技术。本研究采用热物态模拟法制备冷芯钢锭,并利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)等表征手段,分别观察了冷芯钢锭复合界面、芯材和外材的宏观及微观结构组织,并利用真空电火花仪、夏比冲击试验机和洛氏硬度仪检测了冷芯钢锭的碳元素含量分布及其力学性能。实验结果表明:冷芯钢锭结构自内而外分别为芯材组织层、扩散层、激冷凝固层、方向性生长层、正常凝固层及等轴细晶粒层;芯材与外材结合效果良好,结合界面平整、无孔洞或夹杂物等缺陷;冷芯钢锭各位置的冲击韧性大小关系为:芯材结合处外材;各位置碳含量分布与洛氏硬度值分布曲线相吻合。     

稀土对Al-Zn-Mg合金力学性能和应力腐蚀的影响

将0.06%稀土加入到Al-Zn-Mg合金中, 固溶处理后在150 ℃下时效. 在峰时效条件下 , 观察稀土对其力学性能和抗应力腐蚀断裂性能的影响. 结果表明, 稀土的加入使硬度峰值出现的时间提前, 并使硬度峰值、 屈服强度、 抗拉强度、 延伸率和抗应力腐蚀断裂的能力增加. 金相观察和X射线衍射结果表明, 稀土的加入减小了晶粒尺寸, 促进了强化相MgZn₂的析出, 此外稀土还能够明显减少合金中的 氢含量.     

Al/Cu扩散偶相界面的实验研究

采用“铆钉法”制备了Al/Cu曲面接触扩散偶,用彩色金相、显微硬度测试方法对其界面区域进行了观察分析。实验结果表明,烧结温度对相层数量起主要作用,并和保温时间一起影响扩散溶解层厚度。在873 K,823~723 K,623 K扩散偶的扩散溶解层分别由4个,3个,1个相组成,在Al/Cu扩散偶中各相层的硬度由铜侧相向铝侧相逐渐增大并在出现硬度峰值后减小。     

稀土硬质合金刀片切削性能

通过切削性能对比试验证实，研制的稀土硬质合金刀片ＹＴ８ＲＥ及ＹＧ６ＲＥ的切削性能，分别比普通硬质合金刀片ＹＴ１５及ＹＧ６优越。以ＹＴ８ＲＥ及ＹＴ１５刀具切削４５钢时，前者与者相比，切屑变形系数降低８％，切削力约下降７．５％，刀具耐用度提高２０％以上。以ＹＧ６ＲＥ及ＹＧ６刀具加工冷硬铸铁时，前者比后者切削力降低约６％，刀具耐用度平均提高４８％以上。     

稀土La对5CrNiMo模具钢力学性能的影响

研究了加入稀土La后5CrNiMo钢的强度、硬度、冲击韧性变化;并在相同热处理工艺条件下,与不添加稀土La的5CrNiMo钢进行对比. 结果表明:稀土La加入量在适当的范围内可显著提高钢的强度、硬度和冲击韧性;当稀土La质量分数为0.033%时,5CrNiMo钢可获得最好的综合力学性能.     

Controlled assembly of gold and rare-earth upconversion nanoparticles for ratiometric sensing applications

In this paper, the Au nanoparticles and rare-earth (RE) upconversion nanoparticles (NPs) were respectively synthesized by using polyelectrolyte as the capping agents. Since the synthesized Au NPs and RE NPs had the similar size and surface conditions, Their mixture were employed in a pH sensing application. Benefited from the good spectral overlap between the RE upconversion emission bands and pH-tunable surface plasmon bands of the Au NPs, the pH-induced manipulation of green-to-red emission intensity ratio of the upconversion fluorescence was achieved in the Au-RE mixture. The results demonstrate a rapid ratiometric approach for pH sensing, which is more efficient than traditional sensing methods that depend on single intensity-based responses to analytes.     

稀土对时效-回归-再时效处理的Al-Zn-Mg合金硬度和氢脆的影响

将少量稀土元素添加到Al-Zn-Mg合金中进行时效-回 归-再时效处理.利用扫描电子显微镜和X射线衍射对该合金的显微结构和沉淀相进行了观察和研究. 结果表明, 经过时效-回归-再时效处理后, 稀土Al-Zn-Mg合金的晶粒尺寸减小, 沉淀相MgZn₂增加, 同时, 峰时效硬度和氢脆阻力增强.