原位自生成TiC/Ti-6Al复合材料的高温氧化

利用热重分析仪测量了原位自生成技术制备的TiC/Ti-6Al复合材料高温连续氧化增重特性.结果表明,原位自生成TiC/Ti基复合材料在高温氧化时遵循抛物线规律,氧化增重在1073K时远大于873K和973K时,计算获得该复合材料的氧化激活能为255.7kJ/mol.研究发现,873K和973K时形成的氧化物是不连续的岛状分布,而在1073K时,氧化物已形成均匀连续的膜,这是由于复合材料的氧化首先发生在TiC颗粒的表面上,而不是像均质材料一样在整个表面上均匀地发生.     

喷射成形原位反应TiC/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织

使用X射线衍射（XRD)、光镜(OM）、电子扫描电镜(SEM)、透射电镜（TEM）等对在TiC／Al-Fe-V—Si合金中原位反应生成TiC的喷射沉积坯件的显微组织进行了分析和研究．结果表明，原位反应生成的TiC颗粒在喷射沉积过程中抑制了针状相的形成，改善了合金的显微组织，生成的TiC颗粒均匀地分布在合金基体中．     

石墨烯基TiO_2复合材料的表征及其可见光催化活性研究

以氧化石墨烯与石墨烯为碳源,在熔盐介质中与钛粉反应原位生成石墨烯基TiC中间产物,并通过后续控制氧化制得石墨烯基TiO_2复合光催化剂,结合FTIR、XRD、Raman、SEM等手段,对两种石墨烯材料的结构及形貌差异进行表征,并分析了其对所制复合材料结构、形貌及可见光催化活性的影响。结果表明,所制复合材料仍保持碳源的层片状结构,TiC和TiO_2颗粒均匀包覆在碳源表面;以石墨烯为碳源更有利于表面原位生成TiC晶粒的生长,其晶体结构更为完善;两种结构的石墨烯基TiO_2复合材料均对目标污染物亚甲基蓝有较强的吸附能力和可见光降解能力。     

AlSi涂层的制备及其在空气中800℃下氧化行为的研究

采用先电弧离子镀再真空热处理的方法在耐热钢T91合金表面形成了2种AlSi扩散涂层。T91和2种AlSi扩散涂层在800℃空气中的等温氧化结果显示T91的氧化动力学近似服从直线规律而2种AlSi涂层均近似服从抛物线规律;T91在800℃空气中等温氧化时其表面生成了一层很厚且具有尖晶石结构不具有保护性的FeCr混合氧化物层;然而T91表面施加2种AlSi涂层后能显著降低其氧化增重,原因是高温氧化后在2种涂层表面均生成了一层连续、致密、与涂层结合良好且具有高温防护性的Al_2O_3氧化膜,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

Mo3Si-Mo5Si3共晶硅化物的氧化

利用循环氧化和原位X射线衍射法，研究了Mo3Si-Mo5Si3共晶硅化物在600-1200℃氧化行为，分析了低温氧化规律和高温氧化瘟疫现象．结果表明，共晶硅化物的低温氧化并没有按照热力学优先顺序反应而是受到了动力学因素的控制，氧化曲线呈直线规律．在1000℃氧化并发生氧化瘟疫现象的试样中发现，孔洞和裂缝等缺陷处优先生成混合氧化物．这种混合氧化物的体积效应导致氧化瘟疫现象的发生．     

TiC强化Crl2MoV基复合材料的组织和性能分析

用原位合成铸造法制备了TiC弥散强化Crl2MoV钢基复合材料，对材料的制备工艺、力学性能及微观组织进行了系统的研究．试验结果表明，用原位合成铸造法制备TiC颗粒增强钢基复合材料的工艺具有可行性，且易于实现工业化生产．TiC颗粒在基体中分布均匀，形状呈块状和球状，分布在晶内和晶界上．颗粒与基体结合良好，且无团聚现象．引入TiC后材料的室温和高温强度比基体材料的强度均有提高，说明TiC颗粒起了良好的强化效果．金属基体与高耐磨性的增强粒子相结合，使复合材料获得了优异的耐磨性能．在提高材料的强度、耐磨性、抗热疲劳性能的同时，TiC的加入也使材料的塑性和韧性有一定程度的下降．     

炭/炭复合材料在1 680℃的抗氧化

目的研究C/C复合材料在1 680℃高温条件下的抗氧化性能。方法采用原位生成法在C/C复合材料表面制备SiC-WSi2/MoSi2抗氧化复合涂层,研究该涂层在1 680℃高温下的抗氧化性能。结果该复合涂层在氧化初期对C/C复合材料有优异的抗氧化保护作用,氧化12 h带有该涂层的C/C试样仍然增重(0.49%),但氧化至36 h时,涂层试样失重达14.5%。结论涂层的失效是因为SiO2玻璃保护膜在1 680℃下不能长时间完整存在,促使涂层中穿透性裂纹的形成,导致氧直接向基体扩散所致。     

氧对氨在Pt/α-Al2O3催化剂上吸附和解离性能的影响

利用瞬态脉冲技术考察了氨在Pt／Al2O3催化剂表面的吸附、脱附和氧化动力学．结果表明，氨在Pt/Al2O3表面存在两种吸附态：可逆吸附和不可逆吸附．吸附在催化剂表面的氧和体相中的氧促进了氨的分解和氧化．不同的氧物种和反应温度影响产物的分布．体相晶格氧物种是可能形成水的重要因素，而表面氧物种是氯氧化物NO、N2O形成的主要来源．在氧存在的条件下低温有利于氨分解形成N2、N2O，而高温有利于NO的生成．     

Al3Ti和TiC/Al3Ti激光熔覆涂层的高温氧化和浸泡腐蚀性能

采用激光熔覆技术在铝合金表面制备了Al3Ti金属间化合物和TiC颗粒增强Al3Ti基复合材料涂层,对比分析了两种涂层的高温氧化和浸泡腐蚀性能。结果表明:在稍低于铝合金熔点(600℃)循环氧化70h后,两种涂层均没有明显的氧化增重,显示出较强的抗氧化性。氧化温度为900℃时,涂层的氧化增重呈抛物线规律增长,且复合材料涂层的抗氧化性低于Al3Ti涂层。在NaCl质量分数为3.5%的溶液中浸泡15天后,复合材料涂层的腐蚀程度最轻,涂层中的硬质相Al3Ti和TiC抑制了点蚀的扩展,但两种涂层均提高了铝合金的抗腐蚀性能。     

自结合碳化硅材料高温氧化行为研究

研究了气孔率为１１ ．５ ％ 的自结合碳化硅材料在１ ３００ ℃空气中的高温氧化行为．研究结果表明：氧化初期形成的非晶态ＳｉＯ２ 对材料中孔隙与裂纹尖端起钝化作用，造成材料室温强度随氧化时间的增加而增加．当氧化２２ ．５ ｈ 时，材料强度最高，达２９３ ＭＰａ；随着氧化时间的增加，非晶态ＳｉＯ２ 晶化形成方石英，以及冷却过程中引发的表面裂纹，造成材料室温强度的降低．表面裂纹的出现，使得自结合碳化硅的氧化增重动力学曲线符合对数规律     

表面粗糙度对Ni-20Cr合金高温氧化行为的影响

表面粗糙度作为重要的参数,对合金高温氧化膜剥落有重要影响.为此,研究表面粗糙度对Ni-20Cr合金氧化20 h内的氧化动力学及氧化膜剥落行为的影响.通过热重法绘制动力学曲线,可以看出2.5 μm砂纸磨痕的合金氧化速率明显低于90 μm砂纸磨痕的氧化速率.利用扫描电镜观察氧化膜表面形貌,显示粒状的氧化物在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成,而刻面状的氧化物在90 μm砂纸磨痕合金表面形成.XRD分析表面,在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成的氧化物为Cr2O3,在90 μm砂纸磨痕表面形成的氧化物为NiO.结果表明：平滑的Ni-20Cr合金表面有利于生成保护性的Cr2O3而不发生脱落,具有优良的抗氧化性能.     

氧化亚铁颗粒氢还原过程的结构演变

采用热重法实验研究了773~1273 K氧化亚铁的等温氢还原动力学,发现873 K温度以上,反应动力学曲线有明显转折,说明反应机理发生了变化.在973~1073 K的温度范围,出现了反常的温度效应,即反应速率随温度升高而减小.为讨论产物结构对反应动力学的影响,分别对不同温度的反应产物,以及一定温度不同还原状态(不同反应时间)的产物进行形貌观察.结果显示,随着反应温度升高,还原产物表面的孔洞增多,枝状特征显著增加,而973 K和1023 K时表面的烧结现象明显.一定温度下,随着反应进行,表面的孔洞增多,并逐渐出现烧结.973 K和1023 K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形,而1173 K时还原2 min开始,就大量出现枝状产物,并逐渐烧结.结合产物形貌变化和反应动力学曲线,反应前期为界面化学反应控速,随着反应进行,还原的金属铁发生烧结现象,致密的结构阻碍了产物气体向外扩散,反应控速环节转变为产物气体的外扩散,还原速率也随之降低.     

原位混杂增强钛基复合材料的制备与组织分析

理论上分析了由Ti-B4C-C系原位自生制备TiB晶须(TiBw)和TiC颗粒(TiCp)混杂增强钛基复合材料的可行性. 运用热分析方法(DSC)研究了一定量的钛粉、碳化硼粉与碳粉的混合粉末在加热过程中的反应情况. 结果显示复合材料原始粉末加热过程中在940～1 150 ℃这一温度范围内发生剧烈的放热现象,有可能生成了新相. XRD检测分析结果显示在烧结态材料中形成了TiB与TiC,而且TiC的含量随所添加的C含量增加而增加. OM与SEM分析表明复合材料中存在棒状TiB晶须和近似等轴状TiC颗粒两种不同形态的增强体,并且两种增强种体均匀的分布在基体中. 实验结果表明,可以采用反应热压法由Ti-B4C-C系制备原位自生TiB晶须和TiC颗粒混杂增强的钛基复合材料.     

氩弧熔覆原位合成高温抗氧化性涂层

为克服石墨在723 K以上会发生氧化反应的不足,在石墨电极表面,采用氩弧熔覆技术,以Si和Ti粉末为原料,制备原位合成的高温抗氧化复合涂层。通过热力学计算和扫描电子显微镜分析,利用X射线衍射仪进行涂层物相分析,确定涂层由SiC、TiC、TiSi、TiSi2和Ti5Si3陶瓷颗粒组成。结果表明:合金熔覆层与石墨基体的结合呈现一种连续的结合界面,没有明显的缺陷;1 573 K条件下灼烧60 min,氧化失重率为0.875%。     

渗铝涂层对耐热钢T91的高温防护研究

采用粉末包埋法在耐热钢T91表面制备渗铝涂层,并研究了其在800和850℃空气中的等温氧化行为,结果显示,耐热钢T91合金和渗铝涂层在这2种温度下的氧化动力学均近似服从抛物线规律,T91无论在800和850℃空气中的等温氧化时其表面均生成了具有尖晶石结构的不具有保护性的FeCr混合氧化物层;当合金表面采用粉末包埋法渗铝后能显著降低在这2种温度下的氧化增重,原因是高温氧化后在涂层表面生成了一层连续、致密、与涂层结合良好的保护性氧化膜Al2O3,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

SiC颗粒表面处理对6066 Al基复合材料力学性能的影响

分别对SiC颗粒进行高温氧化、酸洗和高温氧化后再酸洗等表面处理，采用粉末冶金工艺制备了SiC颗粒增强的6066Al基复合材料。金相显微照片、扫描电镜照片和室温拉伸性能分析结果表明：采用氧化和酸洗表面处理工艺能使SiC颗粒产生明显钝化，且随着氧化时间的延长，钝化效果提高，SiC颗粒分布更均匀；随着氧化时间的延长，复合材料的抗拉强度σb和断裂韧性K1C提高，且酸洗态的性能优于相应氧化态的性能；6066Al基复合材料的力学性能除与SiC颗粒分布的均匀程度有关外，还与颗粒的形状以及复合材料的界面状况有关。     

Si02对Al-Zn-Si合金直接熔融氧化的影响

通过热质量分析试验，研究了在高温空气中的熔融Al-Zn-Si合金表面覆盖Si02引发剂对铝合金直接氧化生长过程的影响．研究结果表明：Si02能显著缩短Al-Zn-Si合金直接熔融氧化的孕育期及A12O3／Al复合材料的生长时间，并且有助于AlzO3／Al复合材料以光滑方式进行氧化生长，形成细化胞状晶团，提高组织均匀度和材料的致密度．促进Al2O3／Al复合材料生长的最佳SiO2覆盖量为12mg／cm^2．     

铸造镍基高温合金K35的氧化动力学

用静态增重法研究了K35镍基铸造高温合金的800℃氧化动力学·结果表明,K35合金的氧化动力学遵循抛物线规律,属于完全抗氧化级·利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析确定K35合金氧化膜组成以Cr2O3为主,含有NiCr2O4及TiO·TiO2·由于钛氧化物的存在,在高温氧化期间,K35合金发生了内氧化·     

电沉积-热解法制备Ce2O3薄膜的抗氧化性能研究

采用电沉积-热解法在1Cr18Ni9Ti合金表面沉积氧化铈陶瓷薄膜,经过900℃下100 h的高温氧化实验及金相分析发现,氧化铈薄膜可显著降低合金的氧化增重和氧化膜剥落量,促进试样表面形成致密均匀的氧化膜,大大提高了合金的抗高温氧化性能,电沉积参数为25 V,60 s时,沉积的薄膜抗高温氧化性能略佳。     

MgO/Si3N4复合材料表面致密层的形成机理

研究发现MgO/Si3N4复合材料具有自阻碍氧化的性能,氧化时其表面能自发生成一层阻碍进一步氧化和提高抗侵蚀的致密层,添加Al,Si可以加厚、加宽致密层.在此基础上,研究了无添加剂和添加Al,Si的致密层的形成机理、组成和结构.提出转换氧分压为衡量气态氧化物SiO和Al2O的逸出标准,并确定气态的SiO或Al2O可以在氧化层内部生成以及由于它们在表面的再氧化和反应使表层内形成了致密层的机理.