CNTs/Cu复合材料的抗电弧烧蚀特性

通过对电弧截流现象和阴极斑点特性的分析,研究了碳纳米管铜复合材料(CNTs/Cu)在真空电弧放电过程中的抗电弧烧蚀性能。结果表明:随着CNTs含量的增加,复合材料的截流值逐渐降低,电弧寿命逐渐延长,烧蚀斑点更加分散、细小,烧蚀面积减小;CNTs/Cu复合材料的阴极斑点主要集中在正对阳极的阴极表面,且选择性地发生在Cu相上;抗电蚀性较好的CNTs呈网络状分布起到骨架作用,减少了液体铜的飞溅。因此, CNTs的加入可以有效地提高Cu基复合材料的电弧稳定性,使其抗电弧烧蚀能力得到增强。     

纳米Cu阴极斑点短程有向运动分析

采用扫描电子显微镜（SEM）观察了纳米Cu阴极在峰值电流为10A的小击穿电流下首击穿后的阴极表面烧蚀形貌，发现纳米Cu的阴极斑点从产生到熄灭期间的运动（即短程运动）并不是随机的，而是有一定取向的；进一步通过和常规Cu首击穿烧蚀形貌对比，分析了产生有向运动的原因。结果表明：纳米Cu阴极斑点的短程有向运动有利于电弧分散，细化晶粒是减轻烧蚀的一种途径。     

Fe掺杂对纳米复合Ag-SnO2电接触合金电弧演化行为的影响

应用高速数字摄像机和扫描电镜对纳米复合Ag-SnO2，Fe掺杂的纳米复合Ag-SnO2及商用Ag—SnO2-In2O3电接触合金的电弧演化过程和阴极斑点进行了比较研究。结果显示：空气中电弧的演化过程可以分为起弧、稳定燃烧和衰减3个阶段。Fe掺杂后，纳米复合电接触合金电弧演化过程的形弧时间是商用合金的2倍；对触点表面烧蚀起主要作用的稳定燃烧时间短；电弧弧根对应的阴极斑点数量多、跳动迅速、运动区域大；电弧弧根在阴极表面停留的时间短，热流输入少，使其燃弧后阴极斑点分散，烧蚀轻微，具有较好的耐电弧侵蚀性能。     

机械合金化制备的纳米晶W-Cu电触头材料

采用真空高温热压熔渗烧结工艺制备出密度为 99 5 %的纳米晶W Cu电触头材料。其组织结构和晶粒大小采用SEM ,TEM和XRD观察。同时就纳米晶W Cu电触头材料的硬度、电导率、耐电压强度和抗电弧烧蚀性与传统粉末冶金工艺制备的进行了对比分析。结果表明 ,纳米晶W Cu电触头材料的硬度、抗电弧烧蚀性及耐电压稳定性远优于传统熔渗法的W Cu合金 ,而电导率两者相差不大。     

电极材料组织对真空电弧阴极斑点运动行为的影响

真空电弧在非晶、纳米晶及常规粗品电极合金表面微观分布的观测表明，电极材料显微组织对电弧阴极斑点几何性质和运动行为有明显影响．阴极斑点优先在材料承载电压能力低的弱相表面形成，弱相尺寸、形貌和分布决定了阴极斑点的几何特征．显微组织大幅度细化时，电弧在电极表面分散和快速运动，非晶合金表面仍保持完全非晶结构．分析表明，当材料特征显微组织尺寸小于阴极斑点尺寸时，阴极斑点运动模式从跳跃式运动转变为连续式运动．电极材料组成相的浓度及其尺寸是决定阴极斑点微观迁移方式的重要因素．     

机械合金化制备的纳米晶W—Cu电解头材料

采用真空高温7热压熔渗烧结工艺制备出密度为99．5％的纳米晶W-Cu电触头材料，其组织结构和晶粒大小采用SEM，TEM和XRD观察，同时就纳米晶W-Cu电触头材料的硬度，电导率，耐电压强度和抗电弧烧蚀性与传统粉末合金工艺制备的进行了对比分析，结果表明，纳米晶W-Cu电触头材料的硬度，抗电弧烧蚀性及耐电压稳定性远优于传统熔渗法的W-Cu合金，而电导率两者相差不大。     

等离子喷涂Ag-SnO2涂层的微观结构和性能

采用等离子喷涂技术在铜基体表面制备了Ag-SnO2涂层,应用XRD和SEM对涂层的相结构和微观组织进行了表征,通过拉伸和硬度实验测定了涂层的力学性能,并采用电弧侵蚀实验测试了涂层的耐电弧侵蚀性能。结果表明,所得涂层结构均匀致密,涂层内纳米级SnO2颗粒均匀分布在银基体中;涂层的力学性能和电弧侵蚀性能与块体合金接近;电弧侵蚀试验后,涂层表面阴极斑点分散,烧蚀轻微,表明所制备的Ag-SnO2涂层具有良好的耐电弧侵蚀特性。     

等离子喷涂Ag-SnO_2涂层的微观结构和性能（英文）

采用等离子喷涂技术在铜基体表面制备了Ag-SnO_2涂层,应用XRD和SEM对涂层的相结构和微观组织进行了表征,通过拉伸和硬度试验测定了涂层的力学性能,并采用电弧侵蚀试验测试了涂层的耐电弧侵蚀性能。结果表明,所得涂层结构均匀致密,涂层内纳米级SnO_2颗粒均匀分布在银基体中;涂层的力学性能和电弧侵蚀性能与块体合金接近;电弧侵蚀试验后,涂层表面阴极斑点分散,烧蚀轻微,表明所制备的Ag-SnO_2涂层具有良好的耐电弧侵蚀特性。     

CuCr25阴极材料在不同环境气氛下的电弧烧蚀行为及机理

研究了9 kV电压下CuCr25阴极材料在氧气、氩气和二氧化碳气氛下的电弧烧蚀行为。燃弧时间和电弧能量按照氧气、氩气、二氧化碳的环境气氛变化顺序依次减小，而击穿强度的变化趋势则相反。利用扫描电子显微镜和三维激光共聚焦显微镜分析了在电弧的高温、高能量作用下CuCr25材料表面形成的熔池、凸起、孔洞、飞溅和裂纹等烧蚀形貌。结果表明：CuCr25材料在氧气中烧蚀得最严重，在二氧化碳中电弧烧蚀最轻微，这可能与电弧能量的差异有关。X射线光电子能谱分析结果显示，在氧气和二氧化碳中电弧烧蚀表面发生氧化反应，生成了CuO、CrO₃和Cr₂O₃，而在氩气环境中没有新的化合物形成。     

等离子喷涂Ag/(Sn0.8La0.2)O2涂层的组织及电性能

采用等离子喷涂技术在纯Cu表面制备了Ag/(Sn_0.8La_0.2)O₂涂层,利用XRD和SEM对涂层的相结构和微观组织进行了分析,用拉伸法测定了涂层与基体的结合强度,通过电弧侵蚀实验测试了涂层的耐电压强度以及耐电弧侵蚀性能.结果表明,所得涂层结构均匀致密,与基体结合强度为18.8 MPa,涂层内纳米级(Sn_0.8La_0.2)O₂颗粒均匀分布在Ag基体中;涂层的耐电压强度以及电弧烧蚀速率与块体合金接近,分别为3.76×10⁷V/m和37.7μg/C;电弧侵蚀实验后,涂层表面阴极斑点分散,烧蚀轻微,其电弧侵蚀机制有从液态喷溅向蒸发侵蚀转变的趋势.     

Improving the useful life of aluminum industry cathodes

The ultimate life of an aluminum reduction cell cathode is dependent on the thickness of the carbon above the collector bars and the erosion rate of the carbon. By measuring the erosion rate and knowing the thickness of the carbon above the collector bars, plants can determine their ultimate potlife. However, few cathodes fail due to erosion on a regular basis; other determinants affect potlife. Cathode design and the cell operation are both equally important in determining cathode life.     

旋锻法制备高掺杂ThO2纳米颗粒的W热阴极材料的结构与性能

采用热旋锻工艺制备了纳米复合W-4．5％ThO2阴极材料，为了对其抗烧蚀性能进行研究，在氩弧焊机(GTA)上与商用W-2％ThO2和W-4．5％ThO2电极进行了比较试验。结果表明，这种新型电极的密度接近于全致密，其组织结构与目前工艺生产的商用电极完全不同，粒径小于20Onm的ThO1颗粒弥散分布于钨基体晶粒内。纳米复合W-4．5％ThO2阴极材料的起弧性能是3种测试电极中最好的，抗烧蚀性能得到明显改善，说明电极的性能主要受ThO2含量和粒度的支配。     

THERMIONIC EMISSION OF CARBONIZED La-Mo CATHODE

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃａｔｈｏｄｅｉｓｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｅｒｖｅｓａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｉｔｓｑｕａｌｉｔｙｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｌ...     

Effect of Cathode Microstructure on Arc Velocity and Erosion Rate of Cold-Sprayed Copper Cathodes in a Magnetically Rotated Atmospheric Pressure Arc

Atmospheric pressure arc velocity and erosion measurements were performed on cold-sprayed cathodes in a continuously running arc system. Ultrahigh purity (99.99% pure) argon was used as plasma forming gas. An external magnetic field of 0.10 T was used to rotate the arc, which was operated at a constant power of 6 kW (40 V). Cathodes having microstructures with mean grain sizes, ranging from 1.12 to 3.06 μm, were produced using cold spraying (CS) and annealing methods. CS cathodes were tested in their as-sprayed state and annealed state. Annealed CS coatings with near equi-axed grains of 2.29 μm average size gave 60% higher steady-state arc velocities and up to 50% lower erosion rates than massive copper cathodes having 20-23 μm average grain size. An effect of cathode microstructure on arc velocity and on arc erosion rates was observed.     

等离子喷涂铝电解可湿润TiB2阴极涂层研究进展

铝电解工业越来越多的采用石墨阴极,石墨阴极具有良好的导电性能,但石墨不被铝液湿润且和铝液形成Al4 C3,导致铝电解槽运行寿命短.可湿润TiB2涂层阴极因节能和延长槽寿命能够给铝电解工业带来显著效益.等离子喷涂是一种高效、灵活的沉积涂层的方法 ,能够在形状复杂或大表面积的基体上沉积金属间化合物、陶瓷或复合材料,涂层厚度可从数微米到数毫米.等离子喷涂制备可湿润性TiB2涂层阴极是可行有效的方法 ,本文评述了等离子喷涂制备可湿润TiB2阴极涂层的研究进展,简述了等离子喷涂工艺受到的影响因素(包括粉末性质、基体表面形貌和焰流性质)和涂层与基体材料结合的机制(包括机械结合、冶金结合和物理结合),分析和讨论了TiB2粉末制备、基体预处理、等离子喷涂工艺参数、涂层显微结构和性能等.最后,指出了等离子喷涂制备可湿润性TiB2涂层阴极工艺将来研究需要解决的几个关键问题.     

Examination of the wear properties of HVOF sprayed nanostructured and conventional WC-Co cermets with different binder phase contents

There has been an increase in interest of late regarding the properties of thermally sprayed WC-Co cermets with nanograin carbide particles. These powders have shown interesting properties in sintered components, giving high values of hardness (2200–2300 VHN) and improved wear properties. The method used for the processing for these materials—solution formation, spray drying and chemical conversion, rather than introduction of WC as solid particles to a molten binder—allows the formation of sub-100 nm WC particles as a hard second phase. The work presented here examined the effect of composition on the microstructure and wear properties of some nanostructured WC-Co materials. WC-Co cermets with 8, 10, 12, and 15% Co binder phase were deposited using a Sulzer Metco hybrid DJ HVOF thermal spray system. Optimization of deposition conditions was necessary because of the unique morphology of the powders (thick-shelled hollow spheres) to produce dense consolidated deposits. There is a higher degree of decarburization of the WC phase in the nanostructured materials compared with the conventional WC-Co. This dissolution of the hard phase is also noted to increase on decreasing binder phase content. The nanostructured WC-Co coatings have a lower wear resistance compared with the conventional WC-Co for abrasive wear and small particle erosion. The abrasive wear resistance of these nanostructured materials was found to increase on decreasing cobalt binder content. This trend in abrasive wear resistance is consistent with studies on conventional sized cermets and is believed to be more dependent upon proportion of binder phase content than degree of decarburization for the materials studied. The small particle erosion resistance of the nanostructured coatings was found to increase on increasing cobalt content.     

HVOF喷涂纳米WC-12Co涂层的性能研究

为促进HVOF喷涂纳米WC-12Co涂层在工业上的应用,采用HVOF喷涂法分别制备了纳米和微米结构WC-12Co涂层.研究了涂层的结合强度,测试了两种涂层的显微硬度及耐冲蚀磨损性能,并利用扫描电镜对喷涂粉末、涂层显微组织、冲蚀表面形貌进行了分析.研究结果表明：两种涂层中纳米涂层显微硬度是普通涂层的1.5倍,最高达到1610 HV,纳米涂层中W C颗粒的分布更均匀,冲蚀率是微米级涂层的1/2左右,性能更优越.     

CORROSION PROTECTION OF Al CATHODES IN ZINC ELECTROLYSIS

1.IntroductionAlthoughthecomputerizedpredictionofalloyphasediagramsbythermodynamicmethodhasmadegreatachievements,thelackofthermodynamicdataisoneoftheobstaclesforthecomputationofalloyphasediagrams.Manymethodsforcomputerizedalloyphasediagramshavebeenproposedinordertoovercometheobstacle.Forexample,thereareHume--Rotherytheory[']forsolidsolutiollofbinaryalloysystemandMiedema'stwoparameters.oded2](Ark*,A.;/sa)forthethermodynamicpropertyestimationofalloysystems.Che.[3--5]hajsappliedatomicparameter-…     

不同粘结剂基TiB_2-C复合阴极中碱金属的渗透迁移行为(英文)

在含K低温电解质熔体中,采用EDS及改进型电解膨胀率测试仪,分别研究电解过程中沥青、呋喃、酚醛、环氧基TiB2-C复合阴极中碱金属(K和Na)的渗透迁移路径。同时,计算并讨论相应的电解膨胀率、碱金属的扩散系数以及复合阴极的腐蚀率。结果表明:无论使用何种粘结剂,电解过程中,碱金属在阴极中表现出相似的渗透迁移路径:碱金属首先渗透进入阴极的孔隙当中,随后渗透进入粘结剂相中,随着电解的不断进行,最后渗透进入复合阴极的骨料相当中。渗透进入粘结剂相和炭质骨料相当中的K和Na均会引起复合阴极的电解膨胀,同时,K比Na有着更强的渗透力。树脂基复合阴极的电解膨胀率、碱金属在其中的扩散系数以及腐蚀率均小于沥青基复合阴极,即,树脂基复合阴极的抗碱金属渗透力强于沥青基复合阴极。而就树脂基TiB2-C复合阴极而言,酚醛基TiB2-C复合阴极的抗渗透力最强,碱金属在其中的渗透速率、扩散系数和相应的腐蚀率分别为4.72mm/h,2.24×10-5 cm2/s和2.31 mm/a.