等离子弧处理纳米氧化锆粉末结构演变研究

本文采用大气等离子喷涂—纯净水捕获技术,研究了纳米氧化锆(YSZ)粉末在等离子焰流熔化过程中颗粒状态演变历程。研究表明,纳米氧化锆团聚粉在等离子喷涂过程中因纳米晶的长大和熔化而呈现出明显的致密化收缩趋势,同时由于粉末颗粒在等离子焰流区停留时间和受热程度不同,通过熔融急冷与内部气体膨胀的双重作用,粉末外观分别经历了"微裂纹型"、"熔融针状气孔型"以及"密实球壳型"等不同阶段形貌。粉末内部结构的演变则进一步揭示了在高温高速等离子焰流中纳米团聚颗粒因内外巨大温差和不同熔融状态下的热量传导效果,产生了不同热应力程度下的径向内外收缩效应,从而表现出粉末内部弥散"微裂纹孔隙"、"均匀球形孔隙"以及空心结构等阶段性结构变化。上述演变过程可为纳米氧化锆涂层的制备应用和性能改进提供必要的数据参考。     

水热法合成的纳米氧化锆结构

以Zr4 和Y3 的氢氧化物为水热前驱体,氢氧化钾和碳酸钾作矿化剂,采用水热法制备氧化钇稳定氧化锆(YSZ)纳米粉末,研究水热处理温度、pH值和矿化剂浓度对水热合成纳米氧化锆晶型结构的影响.实验结果表明:高的反应温度有利于立方氧化锆的生成,矿化剂的加入对合成产物晶化度和晶粒大小有显著的影响,体系pH值会影响水热前驱体的结构,进而影响水热合成纳米氧化锆的晶型.在Y2O3掺杂量比较大的时候,pH值的变化对氧化锆晶型的影响不明显,晶型由掺杂量决定.     

化学共沉淀法制备四方相ZrO2-CaO纳米粉

以氯氧化锆、硝酸钙和氨水为原料,并掺杂摩尔数分数为5%的硝酸钙与共沸蒸馏分散相结合,采用化学共沉淀法制备ZrO2-CaO纳米粉末.DTA分析表明化学共沉淀前驱体在温度为593.81℃和1234.56℃时发生相转变.经在400,600,1100和1300℃煅烧1h后所得粉末,用TEM及BET测定其粒子尺寸,用XRD和Raman光谱分析其相结构,讨论了氧化钙的存在及粒径等因素对氧化锆四方相稳定的影响.结果显示:前驱体经600℃和1100℃煅烧后,可在室温下分别得到平均粒径为9.8nm和43.7nm的四方氧化锆纳米粉末.在掺杂摩尔数分数为5%的硝酸钙的ZrO2-CaO纳米粉末中,四方相的稳定区在600～1100℃,1234.5℃为四方相向单斜相转变的临界温度.     

碳吸附沉淀法制备氧化钇稳定氧化锆纳米粉末研究

针对纳米粉末制备过程中团聚问题,研究了碳吸附对氨水沉淀法制备的纳米ZrO2(Y2O3)粉末的物相、粒径、比表面积、前驱体热分解特性以及碳黑的加入量对粉末比表面积的影响.结果表明,采用碳吸附沉淀法可以减少在高温条件下ZrO2晶粒增大,制得粒径小、团聚强度低的氧化钇稳定四方氧化锆纳米粉末.经700℃焙烧后制得分散性好的四方相ZrO2纳米粉末,比表面积为101.2m2/g , 平均粒径为8nm.     

YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备机理及模型研究

采用纳米颗粒浆料进行喷雾干燥、热处理的方法制备适合于热等离子体喷涂纳米结构涂层的YP-SZ纳米结构粉末原料,等离子体喷涂制备涂层。利用扫描电子显微镜、X-ray衍射分析仪、热重—差热分析对YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备过程机理进行分析研究。阐明了YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料的制备原理,得出了此过程的机理模型。     

熔融盐法制备ZrO_2纳米粉末的研究

采用熔盐法制备了氧化锆纳米粉末,探讨了改变锆盐与熔融盐的比例和焙烧温度对粉末晶粒尺寸的影响,确定了可控粉末的最佳试验条件.借助XRD、TEM、BET、TG等测试方法对物相、粒度、分散性和比表面积以及前驱体热分解特性进行了分析.结果表明:焙烧温度为500℃、锆盐与熔融盐的质量比为1: 3时,制备出分散性好、比表面积为100.5m2/g、平均粒径为8 nm的氧化锆粉末;随着烧结温度的升高,粉末的晶粒尺寸逐渐增大.     

Al-Ni-Y合金雾化粉末的超高压固结成形及其机理研究

采用紧耦合惰性气体雾化技术制备具有非晶和纳米晶结构的Al82Ni10Y8(%)合金粉末, 粒径小于26μm粉末为非晶和纳米晶结构, 而粒径小于15μm粉末为非晶单相结构。在250, 310, 360, 400, 450℃5个不同温度下对粉末进行了超高压固结成形, 并对致密化后合金的显微结构进行了分析。致密化后粉末颗粒基本保持原有粉末形貌, 但随着致密化温度的升高, 晶化和晶化相长大愈发明显, 合金密度呈增高趋势。对粉末致密化的机理进行了讨论, 认为非晶相的粘滞流动是低温下获得高致密度的主要原因。     

纳米氧化锆热障涂层高温性能演变研究

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆热障涂层。利用FESEM、XRD和拉曼光谱开展了纳米氧化锆热障涂层的微观组织和物相组成的高温演变研究。微观组织分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层始终保持着独特的“纳米-微米”双态结构,而其中纳米晶粒大小随着服役温度和服役时间的增加而增大,但仍保持纳米结构;物相分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层主要由非平衡四方相组成,并不随服役环境的变化而变化;而拉曼峰形状及位置的变化则进一步揭示了高温服役环境会造成涂层组织缺陷减少和声子散射降低,从而导致热导率的上升。     

WC-Co硬质合金的强韧化

从纳米WC粉末的制备，添加稀土元素，烧结工艺等多方面综述了硬质合金强韧化的主要途径。指出：使用纳米WC粉末，添加适量稀土元素，采用先进的烧结工艺是制备超细或纳米晶高性能硬质合金的有效方法。     

纳米WC-Co复合粉末形貌的影响因素

随着现代工业的快速发展,纳米WC-Co复合粉末得到越来越广泛的应用,具有巨大的市场发展潜力。分别以偏钨酸铵(AMT)、可溶性钴盐、有机碳和超纯碳黑为原材料,采用喷雾转化和连续低温还原碳化法制备纳米WC-Co复合粉末,研究雾化转速、转化温度、碳源的选取对纳米WC-Co复合粉末形貌的影响。研究表明:纳米WC-Co复合粉末呈空壳球形结构,晶粒尺寸在100 nm以下,壳体有大量孔隙并存在破裂现象,Co相以fcc结构存在。在一定范围内,随雾化转速降低,颗粒尺寸增大;随转化温度升高,粉末球形化程度降低;有机碳源制备的复合粉末比碳黑制备的颗粒尺寸更大,壳壁更薄。     

热喷涂用氧化钇球形粉末的制备

采用喷雾烧结方法制备热喷涂用球形氧化钇粉末。对粉末喷雾料浆制备方法、喷雾方式对球形粉末性能的影响进行了一系列对比试验,并对以上工艺所得粉末进行表面形貌观测。结果证明,采用酸溶沉淀制备料浆、压力式喷雾方法制备出的球形氧化钇粉末松装密度可达1.51g/cm~3,流动性为52.19s/ 50g,可满足热喷涂需求。     

氢化-脱氢法制备锆粉工艺研究

介绍生产加工锆粉最常用的方法--氢化-脱氢法.金属锆(粉)在一定温度下便开始与氢气发生剧烈的反应,当含氢量大于2.3%时,产物疏松,易于粉碎成细小颗粒的氢化锆粉,氢化锆粉经过大约500℃以上的温度.开始脱氢直至1000℃左右的温度,脱氢基本结束,可得到锆粉.对氢化-脱氢法生产锆粉过程中的温度、压力等做了概要的分析.试验证明,锆中氢含量随温度的升高逐渐降低,在800℃时氢化锆出现吸热峰迅速分解,锆的氢化反应温度区间为400～800℃,脱氢反应温度区间大约为800～1000℃.氢化脱氢法实际上是一种将海绵锆、边角锆、废锆屑等加工成锆粉的生产工艺,没有除杂的作用,因此氢化脱氢法生产的锆粉,其杂质主要取决于原料自身的纯度,如果严格注意操作中的环节,只会引入少量的氧、氢或碳等杂质,试验证明,要得到低氢含量的锫粉,需要较高的真空度和脱氢温度,但是温度要适度,否则会使锆粉末烧结,锆粉经过氢化后,其含氢量一般在3.8%±0.2%.对于相同原料制取的锆粉,粒度越细,其含氧量越高.     

沉淀法制备掺锆氧化锌纳米粉末的形貌与光学性能

采用直接沉淀法制备未掺杂和掺杂Zr元素的ZnO纳米粉末,通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及紫外可见光谱(UV-Vis)分析、光学性能测试等,研究Zr掺杂量(0~5%,摩尔分数)与溶液pH值(6.5~13.0)对粉末粒度、形貌与结构及光学性能的影响。结果表明:Zr掺杂使ZnO粉末粒径减小。Zr掺杂量为1%的粉末粒径最小,晶粒尺寸为28 nm,Zr完全进入ZnO晶格中;当Zr掺杂量增加到3%和5%时,粉末粒径增大,并出现ZrO2相。反应溶液的pH值为6.5时,Zr-ZnO纳米粉末形貌为类球形。随pH值增大,Zr-ZnO粉末形貌逐渐向短棒状转变,粉末粒径先减小然后增大。随Zr掺杂量从0增加到5%,ZnO的光吸收峰先出现"蓝移"后出现"红移",表明Zr掺杂可提高ZnO粉末的禁带宽度,随Zr含量增加,粉末的禁带宽度先增大后减小,1%Zr-ZnO的禁带宽度最大。     

Effects of adding overspray powder on microstructures and mechanical properties of spray deposited 8009 aluminium alloy

Abstract

Under normal condition the cooling rate in a spray deposition process is too low to form 8009 aluminium alloy. In order to increase the cooling rate, overspray 8009 aluminium alloy powders were added. The effects of adding overspray powder on microstructures and mechanical properties of the spray deposited 8009, with and without addition of the overspray powders, were studied. It is shown that adding proper content of overspray powders significantly improves the mechanical properties of the spray deposited 8009 alloy. The mechanism involved in modification of the microstructures and the mechanical properties of the spray deposited 8009 alloy produced with the overspray powder addition approach was discussed.     

Effect of scandia on tungsten oxide powder reduction process

Scandia doped tungsten powders were prepared by spray drying combined with two-step hydrogen reduction.The particle size of doped tungsten powder,powder morphology and doped tungsten matrix were characterized by scanning electron microscope,X-ray diffrac-tion and laser diffraction particle size analyzer,respectively.The reduction behavior of Sc2O3 doped tungsten oxide and the effect of Sc2O3 on the property of tungsten powder were studied by the temperature programmed reduction.The experimental results showed that the pre-cursor powders prepared by spray drying had spherical shape.The addition of Sc2O3 could decrease the reduction temperature of tungsten oxide.The scandia doped tungsten powder had sub-micrometer size in the range of 0.1 to1 μm and scandium distributed evenly in the powder.By using this kind powder,sub-microstructure cathode matrices with semispherical grains and homogenous distribution of scan-dium were obtained.     

液固凝胶反应法制备超细氧化锆粉体

利用有机单体自由基聚合反应机制,采用聚合物网络法制备了超细氧化锆粉体。以八水合氧氯化锆为原料,选取丙烯酰胺和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺两种水溶性有机作为单体,在引发剂过硫酸铵的作用下,有机单体发生交联共聚,从而使Zr(OH)4浆料变成凝胶。该凝胶具有三维网络状结构,能够较好地抑制热处理过程中粒子的团聚,700℃下热处理2h获得超细氧化锆粉体。     

超高温雾化制备球形铸造碳化钨粉末形貌控制及性能研究

传统的热喷涂用碳化钨粉末通常采用铸造方法生产,粉末呈多角状,流动性差且硬度低,难以满足高性能硬面材料的要求。以钨粉、炭黑、碳化钨粉前躯体或多角状碳化钨为原料,采用自行设计的超高温熔炼及超高温雾化装备制备出球形碳化钨粉末,利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计分析测试了粉末的相、组织、成分及性能。结果表明:碳化钨粉末外观呈球状、内部为细针状共晶组织、显微硬度3 200 HV、霍尔流速6.5 s/50 g、具有流动性好、耐磨性佳等优良的综合性能。     

Effect of Sintering Parameters on Magnetic Properties of Fe—0·45P Sintered Materials

Abstract

Fourteen commonly used, commercially available, WC–12Co thermal spray powders were characterized in terms of their particle size distribution, surface morphology, cross-sectional morphology, and phase composition. Based on the results, four powders were selected for the deposition of thermal spray coatings using the JP 5000 high pressure high velocity oxyfuel (HPHVOF) system. Dry sand rubber wheel abrasion tests were performed on the coatings in order to determine the effect of powder manufacturing method on the wear rates. The coating produced using the cast and crushed powder did not deposit well and wore through very rapidly. The abrasion tests on the remaining coatings showed that the other two powder manufacturing routes are essentially equivalent in terms of the resultant coating wear resistance. PM/0777     

内送粉等离子喷涂枪的研究与应用现状

内送粉等离子喷涂枪将难熔粉末送入喷枪内部的高温区,增强了粉末的熔化效果,可制备出高质量的涂层,同时获得较高的粉末沉积效率。本文总结了等离子喷涂枪内、外送粉方式的特点,综述了国内外典型内送粉等离子喷涂枪的研究与应用现状。     

可磨耗封严涂层粉料,喷涂工艺及基本性能的研究

分析了几种中温可磨耗封严涂料层粉料的特性,并改变喷涂工艺制得不同硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,探讨了粉料和喷涂工艺对组织结构和基本性能的影响。研究结果表明,国产３０７涂层粉料颗粒较粗,包覆不理想,涂层组织疏松,硬度偏低。国产３１０粉料细小,使硬度高出Ｍｅｔｃｏ所要求的硬度范围;从硬度方面考核,国产３１３、６０１涂层粉料尚可。对试验的几种封严涂层,火焰喷涂通过改变工艺参数容易调整涂层硬度,等