Ni-Cr合金对钎焊金刚石颗粒形貌与力学性能的影响

使用Ni-Cr合金在保护气氛炉中制备钎焊金刚石试样,使用扫描电镜、激光拉曼光谱、ZMC-Ⅱ型金刚石抗压强度测试仪和TI-03型冲击试验机等分析了钎焊后金刚石颗粒的形貌和力学性能。结果表明:钎焊后金刚石颗粒产生石墨化、化学侵蚀和裂纹;金刚石石墨化程度非常小,主要发生在金刚石颗粒表面;化学侵蚀比较明显;在金刚石和Ni-Cr合金钎料界面处产生的较大残余应力导致金刚石表面产生裂纹;金刚石颗粒的抗压强度和热冲击韧性分别降低23%和58.4%。     

不同退火温度下a-C:Si涂层的热稳定性研究

目的在碳化硅基底上制备a-C:Si涂层,通过分析涂层在不同退火温度下的热稳定性机制,拓宽其在高温领域的应用。方法采用非平衡磁控溅射法在碳化硅表面沉积a-C:Si涂层,并进行不同温度的退火热处理,通过XPS、SEM、拉曼光谱对涂层进行表征与分析。利用分子动力学对a-C:Si涂层退火过程进行仿真,从涂层与原子结构、原子径向分布函数、配位数、键长及键角等多方面对涂层石墨化行为进行分析。通过仿真与实验数据的交叉分析,探究a-C:Si涂层热稳定性机制。结果a-C:Si涂层主要由C、Si元素组成,且碳原子之间主要形成sp~2和sp~3两种杂化键,其中sp~3键居多,随退火温度的上升,其相对含量下降。a-C:Si涂层的拉曼光谱在400～500℃时出现明显的D峰,I_D/I_G积分强度比和G峰峰值具有相似的变化趋势。退火温度升高时,涂层中键长较长的sp~3-sp~3键最先开始向sp~2-sp~2转化,随着退火温度的升高,键长较短的sp~3-sp~3键才开始变化。石墨化过程中,sp~3-sp~3键转化率最大,Si与C形成高热稳定性的Si—C键。结论退火处理对a-C:Si涂层的热稳定性有重要影响,退火温度为400℃时,a-C:Si涂层开始发生石墨化转变。Si元素能稳定原子结构,与Si成键的C-sp~3杂化原子具有更高的热稳定性,降低了石墨化的速率。     

自支撑金刚石膜冲蚀磨损研究

在研制的高压气动冲蚀磨损实验系统中对自支撑金刚石膜(抛光和未抛光)的冲蚀磨损进行了研究.比较了冲蚀磨料(SiO2,Al2O3,SiC和玻璃珠)、冲蚀角度、冲蚀速度,以及冲蚀时间对冲蚀磨损率的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了冲蚀磨损后金刚石膜表面形貌,对其进行了Raman光谱分析,并测定了抛光金刚石薄膜红外透过率的变化.结果表明,随冲蚀磨料硬度、冲蚀角度以及冲蚀速度的增加,自支撑金刚石膜的冲蚀磨损率增加.由于抛光和未抛光的金刚石薄膜表面形貌的差异,使得它们的冲蚀磨损率随冲蚀时间的变化过程不同.Raman光谱检测结果显示,由于冲蚀作用,金刚石膜表面部分碳的键合类型发生改变.冲蚀磨损使得抛光金刚石薄膜红外透过率降低,采用180目SiC磨料,在134 m/s的速度下冲蚀4 h,红外透过率降低约20%.     

金刚石膜氧化行为的TGA分析

采用热重分析法(TGA)对直流等离子体喷射制备的金刚石膜在空气中的氧化行为进行了研究,结果表明;直流等离子体喷射制备的金刚石膜氧化激活能为220KJ/mol,与天然金刚石的氧化激活能相当.用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对金刚石膜氧化前后的形貌和成分作了分析.结果表明金刚石膜在空气中氧化优先刻蚀晶界和孔隙,孔隙不断增加,晶界瓦解,金刚石膜成为一个个柱状单晶粉末;金刚石膜氧化前后未出现石墨或其它中间产物.     

热处理温度对表面涂覆TiO2薄膜的金刚石成键及抗氧化性能影响

利用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆一层TiO2薄膜,通过扫描电镜、红外光谱、拉曼光谱、X-射线衍射、光电子能谱、综合热分析、破裂强度试验等测试方法,表征了热处理温度对金刚石表面TiO2薄膜的形貌、相组成、相变、与基体金刚石的成键和涂膜后金刚石抗氧化性能的影响。研究结果表明：热处理温度上升到600℃时,金刚石表面的TiO2薄膜会由无定型态转变为致密的锐钛矿相薄膜,TiO2与金刚石基体形成Ti-O-C化学键合;热处理温度为800℃时,TiO2薄膜依然为锐钛矿相,金刚石基体产生石墨化,石墨C也能与TiO2薄膜形成Ti-O-C化学键合,但薄膜开始出现裂纹。同时,TiO2薄膜的热处理温度对金刚石在空气中的抗氧化性能有较大影响,当热处理温度在600℃时,金刚石的起始氧化温度达到最大值754℃,在空气中800℃氧化0.5h金刚石的氧化失重率达到最小值6.7wt.%,抗压强度达到最大值15.7N。     

热处理温度对表面涂覆TiO_2薄膜的金刚石成键及抗氧化性能的影响

利用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆一层Ti O_2薄膜,通过扫描电镜、红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射、光电子能谱、综合热分析、破裂强度试验等测试方法,表征了热处理温度对金刚石表面Ti O_2薄膜的形貌、相组成、相变、与基体金刚石的成键和涂膜后金刚石抗氧化性能的影响。结果表明:热处理温度上升到600℃时,金刚石表面的Ti O_2薄膜会由无定型态转变为致密的锐钛矿相薄膜,Ti O_2与金刚石基体形成Ti-O-C化学键合;热处理温度为800℃时,Ti O_2薄膜依然为锐钛矿相,金刚石基体产生石墨化,石墨C也能与Ti O_2薄膜形成Ti-O-C化学键合,但薄膜开始出现裂纹。同时,Ti O_2薄膜的热处理温度对金刚石在空气中的抗氧化性能有较大影响,当热处理温度在600℃时,金刚石的起始氧化温度达到最大值754℃,在空气中800℃氧化0.5 h金刚石的氧化失重率达到最小值6.7%,抗压强度达到最大值15.7 N。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石的热损伤分析

钎焊金刚石工具具有高的出露和连接强度,但金刚石磨料在钎焊过程中所受的热损伤对其寿命影响较大,因此文中对钎焊金刚石的热损伤作了分析.采用Ni-Cr合金对金刚石进行钎焊试验,利用SEM,EDS对金刚石的表面形貌进行观察分析,采用拉曼光谱仪对金刚石表面进行石墨化分析及热应力分析.结果表明,经Ni-Cr合金钎焊后金刚石表面有较多的碳化物(Cr3C2,Cr7C3)生成,同时发现金刚石表面有少量石墨化和化学侵蚀,其顶部的拉应力大约为110MPa,底部的压应力大约为520MPa.     

Fe-B-C体系金刚石单晶的高温高压制备与表征

在国产六面顶高温高压设备上,利用低价纯铁粉末为触媒开展含硼金刚石的制备研究。研究发现:无定型硼的掺入会导致金刚石合成条件(温度和压力)不断提高;晶体颜色由浅黄色逐渐变为黑色,晶体主要以八面体为主。利用扫描电镜(SEM)分析含硼金刚石的微观形貌,发现:硼添加后金刚石{111}晶面上存在微米尺寸的圆形凹坑。通过Raman光谱研究发现:随着硼掺入量的增加,金刚石特征峰发生蓝移,其半峰宽变大、晶体质量下降。通过红外光谱可以发现较强的Ⅱb型金刚石存在2 800 cm-1处的 B-C键特征峰。在纯铁触媒体系中,硼的质量分数在0.2%～0.8%时,均能合成出优质含硼金刚石。      

细粒度金刚石钎焊热损伤的实验研究

采用Cr基钎料对细粒度金刚石在保护气氛下进行钎焊实验,通过SEM对金刚石与钎料界面微观形貌进行了观察分析,利用EDS分析了金刚石、钎料和基体三者之间化学元素的分布情况,借助Raman光谱分析了钎焊后金刚石颗粒的石墨化程度.结果表明:细粒度金刚石钎焊时,钎料爬升较高,钎料中的Cr元素向金刚石磨粒发生偏析,所使用的细粒度金刚石经过高温焊接后,有少许石墨化损伤.     

Ag-Cu-Ti钎焊金刚石的界面结构及热应力分析

采用Ag-Cu-Ti钎料对金刚石进行真空钎焊实验,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.采用SEM对金刚石与钎料界面、金刚石表面碳化物形貌进行观察分析,采用EDS分析金刚石表面碳化物的成分,利用XRD对焊后金刚石磨料的进行物相分析,采用Raman光谱对焊后的金刚石是否石墨化、残余应力进行分析.结果表明:Ag-Cu-Ti钎料中的Ti元素在界面处发生偏析,并在金刚石表面生成尺寸小于1μm的块状TiC.金刚石在焊接过程的高温下没有发生石墨化.金刚石中的最大拉应力位于磨粒顶部,为60 MPa,最大压应力在底部,为120 MPa.最后在界面上形成了金刚石/TiC/钎料/钢基体的梯度结合层.     

基体对金刚石厚膜质量的影响研究

采用MPCVD法在钼基体上制备金刚石厚膜,测量了等离子体发射光谱,并利用XPS、Raman和SEM对金刚石厚膜进行表征.研究了Mo原子进入金刚石中的机制及其对金刚石厚膜的影响.结果表明:除了热扩散,Mo原子还会以蒸发进入等离子体的方式进入金刚石.金刚石中的Mo原子是以Mo+4、Mo+6以及介于Mo+4-Mo+6之间的化...     

海洋环境中假单胞菌对聚氨酯清漆涂层分解的影响

目的 研究在海洋环境中假单胞菌对聚氨酯清漆涂层分解作用的影响。方法 将聚氨酯清漆涂层样品分别浸泡于无菌海水与含假单胞菌的海水中,对浸泡环境不同的样品利用电化学阻抗谱（EIS）评价涂层防腐性能,使用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）,观察对比涂层的表面形貌,并表征其分子结构变化。结果 1 h~35 d时,在无菌海水及假单胞菌海水中,样品Nyquist图的容抗弧直径以及Bode图的低频端阻抗模量均减小。与此同时,假单胞菌海水中浸泡样品的Nyquist图容抗弧直径与Bode图低频端阻抗模量的减小量明显大于无菌海水中的减小量。无菌海水浸泡的等效电路在1~48 h时为1个时间常数,5~35 d时增加为2个时间常数;假单胞菌海水浸泡的等效电路在1~48 h时只有1个时间常数,5~29 d时为2个时间常数,35 d时增加为3个时间常数。浸泡36 h时,无菌海水中浸泡样品的涂层电阻值为8.23× 107 Ω?cm2,而假单胞菌海水中样品的涂层电阻为5.14×107 Ω?cm2;至35 d时,无菌海水中样品的涂层电阻降为5.61×106 Ω?cm2,假单胞菌海水中样品的涂层电阻降至7.03×105 Ω?cm2。假单胞菌海水中样品的涂层电阻在36 h~35 d的减小量明显大于无菌海水中的减小量。由SEM结果可以观察到,浸泡30 d后,无菌海水中浸泡样品的表面光滑完整,而在含假单胞菌海水中的样品表面附着了大量细胞及其代谢产生的生物膜,并出现了大量微孔与粉化痕迹。通过FTIR结果可以发现,浸泡在假单胞菌海水中的样品的N—H和醚基中的C—O含量明显比无菌海水中浸泡的样品要低。结论 电化学结果表明,假单胞菌显著降低了涂层的腐蚀抗性,并导致了涂层的分解。SEM和FTIR的分析结果证明,假单胞菌通过破坏聚氨酯分子中的N—H和醚基中的C—O,造成了涂层的分解。     

Detoxification of chromium-containing slag by Achromobacter sp. CH-1 and selective recovery of chromium

Based on the principle of bacterial leaching and bacterial metallurgy, a novel technology for the detoxification of chromium-containing slag by Achromobacter sp. CH-1 and chromium recovery was proposed. Strain CH-1 cell morphology before and after Cr(VI) reduction was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the reduction product is found to adhere to terminals of CH-1 cells. Energy-dispersive X-ray (EDX) and electron paramagnetic resonance (EPR) analyses reveal that the main component of the reduction product is Cr(VI). Furthermore, small and large-scale demonstration projects reveal that Achromobacter sp. can be used to detoxify chromium-containing slag and to selectively recover chromium by using this novel technique. Chromium recovery rate increases with decreasing particle sizes of chromium-containing slag and slagheap height. Chromium recovery rates in 10 t/batch and 20 t/batch of on-site demonstration projects for chromium-containing slag detoxification are more than 90%.     

Comparative study on biosorption of Pb(Ⅱ) and Cr(Ⅵ) by Synechococcus sp.

The comparative study on adsorptions of Pb(Ⅱ) and Cr(Ⅵ) ions by free cells and immobilized cells of Synechococcus sp.was performed,in which different aspects including Zeta potential of the cells,the influence of pH,temperature and initial concentration of metal ions,as well as adsorption kinetics and mechanism were referred.The lyophilized free cells have a surface isoelectric point at pH 3,and the correlative experiment indicates that there is an electrostatic adsorption feature of Cr(Ⅵ) and Pb(Ⅱ).The immobilization of the free cells by Ca-alginate does not significantly modify the adsorption features of the biosorbent.The absorption processes of Cr(Ⅵ) and Pb(Ⅱ) on both free and immobilized cells are apparently affected by pH and the initial concentration of metal ions in the bulk solution,but are much weakly affected by temperature in the test range of 10-50 ℃.The slow course of biosorption follows the first order kinetic model,the adsorption of Pb(Ⅱ) obeys both Langmuir and Freundlich isotherm models,while the adsorption of Cr(Ⅵ) obeys only Freundlich model.FT-IR results indicate that carboxylic,alcoholic,amide and amino groups are responsible for the binding of the metal ions,and reduction of Cr(Ⅵ) to Cr(Ⅲ) takes place after Cr(Ⅵ) adsorbs electrostatically onto the surface of the biosorbents.     

中国拟青霉对小鼠免疫性肝损伤的保护作用

目的:研究中国拟青霉(CN-802) 对小鼠免疫性肝损伤的保护作用及其对T 淋巴细胞亚群的影响。方法:小鼠尾静脉注射卡介苗加脂多糖(BCG+LPS) 建立免疫性肝损伤模型, 检测其肝、脾重量和转氨酶活性, 并同时测定血清与肝组织中脂质过氧化物(LPO) 含量及T 淋巴细胞亚群数量。结果:CN-802 连用10 d 后可减轻其增大的肝、脾重量指数, 降低小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT) 水平, 降低其血清与肝组织中LPO 含量, 并增加外周血中T 细胞亚群CD₄ 数量和CD₄/CD₈ 比值。结论:CN-802 对小鼠免疫性肝损伤模型有保护作用, 其作用可能与调节细胞免疫有关。     

喷丸表面覆盖率对Ti60高温钛合金疲劳性能的影响

采用新型的陶瓷弹丸,对Ti60钛合金进行相同喷丸强度和不同表面覆盖率(100%,200%,400%)的喷丸强化,研究了喷丸前后的表面形貌、表面粗糙度、残余应力场、X射线衍射峰半高宽等表面完整性特征参数以及其对高温疲劳寿命的影响。结果表明,喷丸覆盖率对表面完整性具有重大影响,因此不同覆盖率喷丸Ti60钛合金试样具有显著差异的疲劳寿命。采用200%覆盖率喷丸,可以使钛合金Ti60保持较小的表面粗糙度(Ra=1.2μm),较大的尖端圆角曲率半径(相对磨削加工),较好的残余应力分布和稳定的强化层微观组织,这些较好的表面完整性状态使Ti60钛合金的高温旋转弯曲疲劳寿命提高了4倍左右;而采用其他表面覆盖率(100%,400%)喷丸时,Ti60钛合金的高温疲劳寿命提高了2倍左右。     

Screening and characterization of Acidiphilium sp. PJH and its role in bioleaching

A Gram-negative,facultative autotrophic bacterium strain PJH was isolated from the acidic mine drainages sampled in Dexing Mine,Jiangxi Province,China.The isolate grew in a pH range of 1.0-6.0,with pH and temperature optima of 3.5 and 40 ℃,respectively.Spectroscopic experiments show that strain PJH can synthesize polyhydroxybutyrate (PHB).A phylogenetic analysis based on 16S rRNA sequences shows that the isolate belongs to the genus Acidiphilium.Strain PJH has the capability of leaching chalcopyrite.Bioleaching experiments show that it can improve the leaching rate of chalcopyrite by 10.3% when mixed with L.ferriphilium YTW315 after 35 d.Strain PJH has the potential in application to bioleach chalcopyrite with other mesophilic leaching microbes.     

Tolerance and removal of chromium(Ⅵ) by Bacillus sp. strain YB-1 isolated from electroplating sludge

Four chromium(Ⅵ)-resistant bacteria named YB-1, YB-2, YB-3 and YB-4 were isolated from Cr-electroplating sludge. YB-1 and YB-2 were identified as a member of Bacillus sp. based on morphology and Biolog Microstation System. The strain of YB-1 was selected to test for its resistance and ability to remove Cr(Ⅵ) from aqueous solution. The results indicate that YB-1 exhibits high MIC value which can almost reach 140 mg/L and the growth of YB-1 in liquid medium containing 60 mg/L Cr(Ⅵ) is affected especially in the late exponential phase and stationary phase. Furthermore, the potential of living and freeze-dried YB-1 biomass to remove Cr(Ⅵ) was studied in different pH, biosorbent dose, contact time and initial concentration using the batch method. At the optimal conditions, living and freeze-dried biomass are capable of absorbing 34.5 mg/g and 17.8 mg/g chromium(Ⅵ) at initial concentration of 60 mg/L, respectively. The adsorption data were fitted to Langmuir isotherm model for these two sorbents. Kinetic studies show that the rates of sorption all follow the pseudo-second order kinetics.     

拉曼光谱表征无氢类金刚石薄膜的新方法

DLC薄膜的拉曼光谱表征主要依靠D峰和G峰的强度比值(ID/IG)来定性判断sp3含量,但当sp3所占百分比高于20%时,ID/IG值对sp3含量的变化不敏感,判断的误差很大.采用直流磁控溅射和多弧离子镀制备了一系列无氢DLC薄膜样品,并测量了样品的拉曼光谱和维氏硬度.通过数据分析,发现薄膜硬度和拉曼光谱中的G峰半峰宽具有很好的相关性,因而提出通过G峰半峰宽来定量判断DLC薄膜中sp3含量的拉曼光谱表征新方法.