合成原料中Mg配比对燃烧合成制备的ZrB2粉体粒度与纯度的影响研究

利用燃烧合成法制备了ZrB2粉体,研究了不同Mg含量对燃烧合成制备的ZrB2粉体粒度和纯度的影响.结果表明,Mg过量5％合成的ZrB2粒径最小,纯度最高.Mg含量对ZrB2粉体粒度的影响机理为:Mg过量一定程度,会降低反应绝热温度,使产物处于高温状态的时间缩短,减小颗粒长大趋势而使得颗粒尺寸变小;当Mg含量进一步提高,其与ZrO2反应加强,生成更多的中间产物Zr,使得直接合成ZrB2的反应加强而促进颗粒生长.Mg含量对ZrB2粉体纯度的影响机理为:Mg过量一定程度,弥补了燃烧合成过程中的挥发损失,提高了还原转化率,使粉体纯度提高;当Mg含量进一步提高时,其挥发消耗更多反应热,使得燃烧温度降低,反应为固态反应,转化率降低而残余更多ZrO2;过多的MgO和剩余的B2O3反应生成酸不溶杂质,使粉末纯度降低.     

原位聚合法制备环氧树脂／纳米炭黑复合导电材料的性能研究

采用原位聚合法制备了环氧树脂／纳米炭黑复合导电材料,并对其力学性能、电阻率和抗弯断面形貌进行了分析。结果表明,环氧树脂／纳米炭黑复合导电材料的邵氏硬度和抗弯强度随纳米炭黑含量而变化,当其含量为3％（质量分数）附近时两者出现最大值,抗弯强度可达到43．86MPa,邵氏硬度可达到5．34HD;纳米炭黑的加入使复合材料的电性能得到较大的提高。     

NaCl加入量对自蔓延高温燃烧合成法大规模制备的超细二硼化钛粉体性能的影响

以TiO2、B2O3、Mg粉为原料,引入稀释剂NaCl,通过自蔓延高温燃烧合成法宏量制备了亚微米TiB2粉体,并对其进行了SEM(扫描电镜)、EDS(能谱)、XRD(X射线衍射)和粒度分析.用原子吸收光谱测定了浸出产物TiB2粉体中杂质Mg,O的含量.结果表明:稀释剂加入量对样品形貌、粒度、物相有明显影响.随着NaCl含量的增加,制备的TiB2粉体的平均颗粒尺寸从496nm降低到268nm.产物浸出前主要由MgO,NaCl,TiB2和少量Mg3B2O6组成;浸出后前两相消失,产物为TiB2和少量Mg3B2O6.当原料中NaCl加入量k=0.5,1.0,1.5,2.0mol时,浸出产物中Mg3B2O6杂质含量极少,产品纯度均超过98％.稀释剂可以降低颗粒尺寸,提高产物纯度.采用此种自蔓延高温燃烧合成法可以大规模制备超细TiB2粉体.     

基于CDIO理念的《无机非金属材料工学》教学改革与实践

无机非金属材料工学课程是为体现专业特色而设置的基础课程,最突出的特点是涉及内容多、工程实践性强。培养学生理论联系实践的能力,将CDIO工程教育模式引入到无机非金属材料工学课堂教学改革中,建立初步的工程概念十分重要。本文基于CDIO理念,对无机非金属材料工学重点课程的教学理念和教学模式、教学内容和教学方法、教学评价体系等方面进行探讨。     

晶粒尺寸和孪晶界间距对纳米多晶铝合金塑性变形影响的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法,分别研究了晶粒尺寸和孪晶密度对纳米多晶铝合金塑性变形的影响。模拟结果表明,弛豫后的位错密度对纳米多晶Al的微观结构演变和逆Hall-Petch关系产生了重要影响。变形受晶粒大小限制,在细晶中可形成层错四面体和复杂层错结构,从而激活了晶界的辅助变形。当孪晶界间距（TBS）较大时,Shockley分位错在晶界处形核并增殖。然而,随着TBS的减小,孪晶界成为Shockley分位错的来源。孪晶界上大量的分位错形核会导致孪晶界迁移甚至消失。在塑性变形过程中还观察到形变纳米孪晶。研究结果为开发具有可调节力学性能的先进纳米多晶Al提供了理论基础。     

高铝304不锈钢热轧态的显微组织和力学性能

轧制了不同Al含量(0、2%、4%)的304不锈钢,利用OM、XRD、EPMA研究其轧制态显微组织,并对其力学性能及耐腐蚀性进行研究。结果表明:随Al含量的增加,合金基体由单一的γ相转变为α+γ双相组织,Al元素分别以固溶和Al4C3沉淀相的形式分布在基体上,随Al含量增加,析出的Al4C3相增多。合金的强度随着Al含量的增加,先降低后增加,而伸长率逐渐降低。利用SEM分析合金的断口形貌表明,其断裂形式均为韧性断裂。合金腐蚀速率随着Al含量增加明显降低,含4 mass%Al304比304耐晶间腐蚀性能提高一倍以上。Al4C3相的析出减少了贫铬区及合金表面形成更为稳定的Al2O3钝化膜是其耐蚀性提高的主要因素。     

碳含量对纳米结构白口铸铁组织与力学性能的影响

以铝热反应法制备无昂贵合金元素添加的纳米结构白口铸铁,采用XRD、OM、SEM和拉伸及压缩等分析、测试手段研究碳含量对纳米结构白口铸铁组织和力学性能的影响。结果表明:随碳含量增加,白口铸铁由不同形态的珠光体和渗碳体组成,其中层片状珠光体含量减少,粒状珠光体含量增加;层片状珠光体的片间距分别为165、231和250 nm。碳含量为3.5%,3.7%和4.3%的纳米结构白口铸铁的维氏硬度分别为552、577和575 HV,抗压强度为2 224、2 460和2 220 MPa,抗拉强度为383、416和245 MP,均呈现先增大后减小的趋势;伸长率为3%、2.5%和1%,呈现逐渐下降的趋势。无昂贵合金元素添加的纳米结构白口铸铁的力学性能与Ni-Hard 2铸铁相当。     

原位自生Ni3Si/Ni复合材料的显微组织研究

用高纯度的Ni、Si粉为原料,采用真空熔炼Ni-Si合金,通过成分设计、退火等方法制备原位自生Ni3Si/Ni复合材料。采用SEM、XEM和EPMA分析了复合材料的微观结构。结果表明,通过熔炼的方法可以制备Ni3Si/Ni复合材料;组织中规则的片层状共晶和无定形结构分布在熔体中;冷却速度和过冷度是影响其共晶生长方向和无定形结构的主要因素。     

利用粉煤灰制作墙体材料的研究

以粉煤灰为主要原料,同时添加水泥、石膏和生石灰等辅助原料,以十二烷基苯磺酸钠为发泡剂,采用浇注成型工艺制备了轻质墙体建筑材料。试验表明:随着粉煤灰含量的增加,试样抗压强度呈下降趋势,当粉煤灰掺量为40%时,试样的抗压强度最高,为14.4MPa;随着水泥含量的增加,试样抗压强度逐渐增加。