稀土对等离子束表面冶金涂层组织的影响及热力学分析

 采用直流放电压缩电弧等离子束表面冶金技术,在Q235钢表面制备了添加混合稀土氧化物的铁基合金涂层,研究了稀土对等离子束表面冶金涂层组织的影响。结果表明：添加适量的混合稀土氧化物可有效改善冶金涂层的组织和性能。另外,采用热力学方法,分析了稀土氧化物对冶金层中夹杂物的变质作用。分析结果表明：在冶金熔池中,稀土氧化物(Ce2O3)可以被碳还原为稀土元素,这些稀土元素与氧、硫反应生成稀土硫氧化物,起到脱氧、脱硫和净化熔池的效果,从而抑制冶金层中凝固裂纹的形成。     

稀土氧化物添加量对激光熔覆磷酸钙陶瓷涂层组织性能的影响

β-磷酸三钙(β-TCP)和羟基磷灰石(HA)被视为优良的生物活性材料。本文利用激光熔覆技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备一层含β-TCP和HA的稀土氧化物掺杂磷酸钙陶瓷涂层,通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和显微硬度计分别对陶瓷涂层的结合界面、物相、表面形貌及显微硬度进行分析。试验结果表明:基材与陶瓷层呈冶金结合,熔覆试样可分为基材、热影响区、合金化区及陶瓷熔覆层4个区域;当La2O3添加量为0.6%(质量分数)时,涂层主要含CaTiO_3,Ti O,β-TCP和HA等物相;通过扫描电镜观察涂层表面形貌,发现稀土氧化物La_2O_3的含量对涂层裂纹敏感性有较大影响,当稀土氧化物La_2O_3添加量为0.6%时,涂层表面较为平整,存在少量孔洞及裂纹,此时涂层硬度最大,达到HV 1971。     

稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层在模拟体液中组织形貌与降解性能的影响

为了更好地探索稀土氧化物对生物陶瓷涂层组织形貌与降解性能的影响,在添加稀土氧化物La_2O_3的情况下,利用激光熔覆技术,结合梯度成分设计与梯度功率烧结,在钛合金表面制备了一层含羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钨(β-TCP)的梯度生物陶瓷涂层。经过X衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)的分析发现:(1)稀土氧化物的加入,能够促进涂层生成HA和β-TCP,改善涂层表面在模拟体液中的开裂敏感性以及细化新生类骨磷灰石晶粒尺寸。当稀土添加量为0.4%时,涂层中HA和β-TCP衍射峰值最高,在模拟体液中浸泡14 d后,涂层表面无裂纹,形成分布均匀,大小一致的类骨磷灰石。(2)涂层在模拟体液中浸泡28 d后的降解率为0.2126%。模拟体液中Ca~(2+)和La~(3+)浓度随着浸泡时间发生变化,其中Ca~(2+)浓度呈动态的上下波动变化,且含量逐渐减小,表明Ca~(2+)从模拟体液中沉积到涂层表面的量要比涂层降解到溶液中的多;而La~(3+)浓度随浸泡时间增加而逐渐增大,在将La~(3+)浓度与浸泡时间在取对数的情况下,两因素存在明显的线性关系,并推导出关于La~(3+)浓度,浸泡时间与涂层浸泡面积的经验公式。     

稀土氧化物对顶锤寿命的影响

研究了稀土氧化物对人造金刚石用顶锤使用寿命的影响。结果表明，添加适量的稀土氧化物可有效地延长顶锤的使用寿命。其机理是稀土氧化物作为第二相钉扎在Ｃｏ晶粒内部，并通过扩散抑制了Ｃｏ的ｆｃ→ｈｃｐ的相变，并且净化了晶界，细化了晶粒，从而提高了顶锤的综合力学性能。     

稀土对耐热钢高温性能的影响

通过对真空持久试样断口表面的离子探针分析,证明稀土偏聚晶界,增加了晶界的强度,改善了钢的热强性和热塑性。用同位素方法试验表明,稀土提高了钢中铬的扩散速度,促进了Cr_2O_3保护膜的形成。用SEM、EDEX、ICP及X光等方法对合金表面氧化皮进行的研究表明,钢中加入稀土改变了氧化皮结构,细化了晶粒,抑制或延缓了氧化皮与基体界面空洞的形成,使氧化皮不易开裂和脱落,改善了钢抗氧化性。     

混合稀土掺杂对宽带激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响

为了在钛合金表面获得具有生物活性和生物相容性的陶瓷成分涂层,运用梯度设计思想,采用宽带激光梯度激光熔覆技术,在钛合金表面制备添加不同含量Y2O3+CeO2混合稀土氧化物的陶瓷成分涂层。利用X衍射全自动测试仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM),研究不同混合稀土氧化物含量对涂层生物活性的影响。结果表明:固定0.4%(质量分数)Y2O3,CeO2的添加量在0%~0.8%变化,当CeO2的添加量在0.2%~0.4%时,激光熔覆过程中催化合成的生物活性相HA和β-TCP最多,经模拟体液(SBF)浸泡14 d后,涂层表面的类骨磷灰石最多且分布均匀。细胞学实验也表明,涂层表面细胞生长正常且数量最多。因此,含0.2%~0.4%CeO2的梯度生物陶瓷成分涂层具有最佳的生物活性。     

稀土Y对Ni-Fe-Co-Cu合金微观组织和高温氧化性能的影响

研究了稀土Y对45Ni-40Fe-8Co-7Cu合金微观组织和850℃高温氧化性能的影响。结果表明,45Ni-40Fe-8Co-7Cu合金在850℃,0.101 MPa氧分压下氧化形成以Fe_2O_3和(Ni/Co)Fe_2O_4为主的混合氧化物膜层,合金氧化遵循抛物线规律,抛物线速率常数为1.83×10~(-10)g~2·cm~(-4)·s~(-1)。添加稀土Y后,合金沿晶界析出稀土相,Y含量越高,晶界稀土相越多。添加稀土后的合金在850℃高温氧化过程中,氧化仍遵循抛物线规律,同时,晶界稀土相促进了Ni的外扩散,氧化形成的膜层以(NiCo)Fe_2O_4尖晶石氧化物为主。添加0.3%(质量分数)稀土Y的45Ni-40Fe-8Co-7Cu-0.3 Y合金850℃高温氧化形成的尖晶石结构的氧化物结晶颗粒细小,膜层致密完整,且合金抛物线氧化速率常数减小为1.15×10~(-10)g~2·cm~(-4)·s~(-1),说明添加少量(0.3%)稀土Y后,细化了氧化物结晶颗粒,提高了合金抗氧化性能。随着稀土Y添加量的进一步增加,合金高温氧化过程中,晶界稀土相不但促进了Ni的外扩散,同时加速了O的内扩散,合金抗氧化性能变差。     

稀土钼合金组织结构的研究

在TZM钼合金的基础上，通过复合添加稀土Y、Ce的试验，生产出了高温性能优异且工艺易于控制的钼合金。对不同配方稀土钼合金的组织结构进行了深入分析，指出弥散颗粒不仅存在晶界，也可存在于晶内，因此可同时强化晶界和晶粒，但粗大的弥散颗粒和Mo-Ti固溶体对合金性能不利。用化学法富集了合金中的弥散相，通过X射线衍射和能谱综合分析，确定了弥散相的相结构，证实了在合金中稀土元素Y、Ce与Ti、Zr形成Y2O3结构的复合氧化物。Ti在合金中则有三种可能的存在形态：一是形成复合氧化物，二是形成Ti(C,N),三是形成Mo-Ti固溶体。     

稀土金属冶炼用新型钨钼材料的研制

本文从稀土金属冶炼用新型钨钼材料的研制着手,研究了添加几种微量稀土氧化物对钨钼材料高温、无保护性气氛下的抗氧化性。研究发现,微量稀土氧化物的添加,减慢了钨钼材料的氧化速度,较大地提高了钨钼材料的抗氧化能力。由于钨钼材料性能的改善,可使稀土冶金、玻璃、纤维等行业用的钨钼材料寿命延长、成本降低。研究表明,使用添加氧化铈、氧化钇、氧化镧的新型钨钼材料,可减少被提炼金属中的钨钼含量,使质量提高,品种上档次,满足日益发展的国内外稀土市场的要求。     

DB685钢板表面裂纹缺陷原因分析

用金相显微镜和扫描电镜分析方法,对DB685钢板表面裂纹进行分析。结果表明,钢板表面裂纹的形成与稀土氧化物有关。由于钢中稀土氧化物偏析于原奥氏体晶界上,弱化了晶界,造成钢板在轧制过程中产生裂纹。     

Catalytic Reduction of SO2 on CeO2-La2O3 Rare Earth Mixed Compounds

Adding rare earth oxide CeO2 with variable valences to La2O3 formed a mixture of rare earth oxides. By means of dipping CeO2, La2O3 and their mixture, whose carriers were all γ-Al2O3, were used as the catalyst for the reduction of SO2 by CO. The activation process of this catalyst and the impact of temperature and reactant concentration on the activation process were investigated. Using X-ray diffraction, the structure characteristics of catalyst before and after reaction were analyzed to reveal the change of phase structure. The result shows that the rare earth oxide mixtures composing of CeO2 and La2O3, as the catalyst for the reduction of SO2 by CO, diminish activation temperature 50～100℃ less and have higher activity than a single oxide CeO2 or La2O3. The reason possibl is that La2O3 goes into in the lattice of CeO2 to form solid phase complex CeO2-La2O3 and increases the capability of CeO2-La2O3/γ-Al2O3 catalyst to store oxygen, which supplies the redox of CeO2 reaction with a better condition. At the same time, elemental sulfur formed in the redox reaction impels La203 to be transformed to activation phase La2O2S in a lower temperature, which can be explained with the synergism between redox reaction and COS intermediate mechanism reaction.     

稀土氧化物粒子对钼合金粉末冶金过程及力学性能的影响

试验研究了掺杂La2O3、Y2O3、CeO2稀土氧化物颗粒对钼合金的粉末物性、烧结进程、制品的烧结致密度及压力加工丝材的室温力学性能的影响规律。试验结果表明,掺杂稀土氧化物粒子细化了钼粉的粒度,降低了松装密度和粒度分布范围,同时导致粉末团聚现象增多;稀土氧化物粒子延迟了钼合金的烧结进程,降低了烧结制品的致密度,同时细化了烧结体晶粒尺寸。稀土氧化物粒子以弥散强化和细晶强化的形式,提高了钼合金丝的室温强度。CeO2显著提高了钼合金丝的室温韧性,La2O3、Y2O3则降低了钼合金丝的室温韧性。     

Effects of rare earth oxides on dielectric properties of Y2Ti2O7 series ceramics

A series of Y2Ti2O7 microwave dielectric ceramics were synthesized by conventional solid-state method. The effects of rare earth oxide (La2O3, CeO2, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3 and Dy2O3) and Nd2O3 doping content on the microstructure and dielectric properties of Y2Ti2O7 ceramics were investigated. The experimental results showed that the rare earth ions were considered to dissolve in Y-sites of the pyrochlore structure, different rare earth oxides and concentration had different influences on Y2Ti2O7 cerami...     

Effect of rare earth doping on thermo-physical properties of lanthanum zirconate ceramic for thermal barrier coatings

The effect of rare earth doping on thermo-physical properties of lanthanum zirconate was investigated. Oxide powders of various compositions La2Zr2O7 were synthesized by coprecipitation-calcination method. High-temperature dilatometer, DSC, and laser thermal diffusivity methods were used to analyze thermal expansion coefficient （TEC）, specific heat, and thermal diffusivity. The results showed that CeO2 doped pyrochlores La2（Zr1.8Ce0.2）2O7 and La1.7（DyNd）0.15（Zr0.8Ce0.2）2O7 had higher TEC than La2Zr2O7 and La1.7Dy0.3Zr2O7. La2（Zr1.8Ce0.2）2O7, La1.7Dy0.3Zr2O7, and La1.7（DyNd）0.15（Zr0.8Ce0.2）2O7 had lower thermal conductivity than undoped La2Zr2O7. The Dy2O3, Nd2O3, and CeO2 codoped composition showed the lowest thermal conductivity and the highest TEC. Thermo-physical results also indicated that TEC of rare earth oxide doped La2Zr2O7 ceramic was slightly higher than that of conventional ZrO2-8Wt.% Y2O3 （8YSZ）, and its thermal conductivity was lower than that of 8YSZ.     

稀土化合物对粉末冶金镍基合金摩擦磨损性能的影响

用粉末冶金热压方法制备了几种含不同稀土化合物（LaF3,CeO2,La2O3)的Ni基合金，将合金制备为块样，45^#钢为环样，在环－块摩擦试验机上考察了稀土化合物含量及其种类对Ni基合金摩擦磨损性能的影响，研究结果表明：添加稀土化合物可明显改善合金在高载高速下的耐磨性能，这与其摩擦表面形成摩擦保护性“釉质层”密切相关。     

稀土钨电极研究与应用

介绍了近年对TIG(钨极惰性气体保护焊)和PLASMA(等离子体)焊接、切割用钨电极材料的研究进展和应用情况 ,着重对稀土钨电极材料及稀土氧化物作用等有关研究问题进行了讨论。对W -La2O3、W -CeO2、W -Y2O3 电极材料的热电子发射能力和稳定性研究表明 :在中小电流时2.2-wt%La2O3-W电极具有较好的电子发射能力和稳定性 ,钇钨和铈钨次之 ;在大电流工作时 ,钇钨电极热电子发射能力和稳定性最好。对制备的二元复合稀土钨电极(W -La2O3-Y2O3、W -La2O3-CeO2、W -Y2O3-CeO2)和三元稀土钨电极(W -La2O3-Y2O3-CeO2)的性能与单元稀土钨电极材料(W -La2O3、W -CeO2、W -Y2O3)和钍钨电极材料进行了比较。结果表明 ,复合稀土钨电极材料的焊接电弧性能优于单元稀土钨电极和钍钨电极。但它们的性能又各不相同 ,可适应交流焊、薄板和中厚板不同焊接工作的需求。研究表明、电极的使用性能强烈依赖于稀土金属氧化物。燃弧过程中它们的行为是影响电极使用性能、电极温度、逸出功和电极稳定性的最重要的因素。     

稀土氧化物对焊缝金属抗高温氧化腐蚀性能的影响

本文通过在焊条药皮中分别添加微量稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３及ＣｅＯ２,研究其对焊条熔敷金属在空气中和含硫气氛中抗高温氧化及腐蚀性能的影响。结果表明：微量稀土氧化物在焊条药皮中的加入,对其熔敷金属抗高温氧化性能有所提高,对在含硫气氛中的抗高温腐蚀性能有显著提高,添加Ｌａ２Ｏ３的焊条熔敷金属比添加ＣｅＯ２的焊条具有更好的抗高温硫腐蚀性能。     

稀土氧化物复合ZrO2陶瓷的制备及应用研究进展

稀土氧化物可作为稳定剂、烧结助剂、掺杂改性剂加入到ZrO₂陶瓷材料中,能极大地提高和改善陶瓷材料的强度、韧性,降低其烧结温度,减少生产成本.文中简要综述了稀土氧化物ZrO₂陶瓷材料的制备及应用研究状况,包括Y₂O₃复合ZrO₂陶瓷粉体、富铈稀土氧化物复合ZrO₂陶瓷粉末、Nd₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料、Pr₂O₃\Pr₆O₁₁复合ZrO₂陶瓷、La₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Yb₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Sm₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料及氧化锆中掺杂多种稀土氧化物陶瓷粉体的制备和应用,分析讨论了一些需要解决的问题,并展望了稀土复合ZrO₂陶瓷制备技术及未来研究发展趋势.      

Effect of Y2O3, CeO2 on Sintering Properties of Si3N4 Ceramics

The effect of rare earth oxides Y203 or Ce02 on sintering properties of Si3N4 ceramics was studied and the mechanism of assisting action during sintering was analyzed. The results in dicate that the best sintering properties appear in Si3N4 ceramics with 5% Y203 or 8% CeO2. Secondary crystallites are formed at grain boundaries after heat treatment,which decreases the amount of glass phase and contributes to the improvement of high-temperature mechanical properties of silicon nitride.     

Study on Anticorrosive Cerium Conversion Coating of Cf/6061Al Composite Surface

The optimum chemical passivation process of the rare earth metal (REM) conversion coating on the Cf/6061Al composite surface was introduced in this paper and its polarization curves properties were investigated. Ridge-like coatings were found by scanning electro microscope (SEM) observations, and the Al matrix and carbon fibre reinforcement were both coated with Ce conversion coatings, with some minor cracks. The energy dispersive spectroscopy (EDS) plane scan analysis indicates that the major elements in the coating are Ce, O, Si, Al and the Ce content reaches 47.48%(mass fraction). The Ce conversion coatings increase the corrosion resisting properties of Cf/6061Al composite, with a higher free corrosion potential (Ecorr) and a lower free corrosion current density (icorr) for the coated composite than those of the bare composite. And the Boehmite-treatment would enhance the corrosion resistance of the REM conversion coating. The cathodic polarization and anodic polarization were retarded by REM conversion coating, resulting in an improved corrosion resistance.