球磨方式对制备(Ti,15W,5Mo,0.2V)(CN)-20Ni复合粉相结构的影响

利用X衍射仪研究了滚筒球磨和高能球磨后的混合料经碳热还原氮化制备(Ti,15W,5Mo,0.2V)(CN)-20Ni复合粉工艺过程中的物相演变.结果表明,普通滚筒球磨混合方式下的混合体系遵循TiO2→Ti3O5→Ti(ON)→Ti(CN)的相转变规律;而高能球磨混合方式下混合料的衍射峰普遍宽化,物料细化,活性提高,其中以高能球磨干混的效果最佳,其在1200℃即可获得无杂相的(Ti,15W,5Mo,0.2V)(CN)-20Ni复合粉,且反应过程未出现Ti(ON)中间相;另外在不同球磨方式下,随着Ti(CN)的形成,均有大量W、Mo、V等原子从Ni固溶体相中析出,并扩散进入Ti(CN)的晶格形成(Ti,W,Mo,V)(CN)固溶体.     

开放体系下碳热还原法制备碳氮化钛粉末的研究

在开放体系下,采用碳热还原氮化的方法制备出了碳氮化钛粉末.结合TG、DSC、XRD、SEM等分析测试手段对开放体系下TiO2的碳热还原氮化的反应过程,以及该过程中的物相演变进行了研究.结果表明,随着温度的升高,反应过程中的物相演变遵循TiO2(anatase)→TiO2(rutile)→Ti4O7→Ti3O5→Ti(N,O)→Ti(C,N,O)→Ti(C,N)的顺序;1355℃时,对应着中间氧化物Ti3O5向立方相Ti(C,N,O)的转变,该过程在整个反应进程中转化速度最快;当,m(Ti):m(C)=1:2.7,氮气流量为500ml/min,1600℃下保温3h的情况下,可获得晶粒大小为40.9nm的TiC0.704N0.296粉末.     

碳热还原合成TiC粉末及相演变

以纳米TiO2/碳黑为原料,通过碳热还原法合成了粒度较小的微细TiC粉末.产物粉末的XRD研究表明,纳米TiO2碳热还原合成TiC的相演变顺序为:TiO2(Anatase)→TiO2(Rutile)→TinO2n-1(n≥3)→Ti2O3→Ti(C,0)→TiC.此外.根据反应率可将纳米TiO2碳热还原分为3个连续阶段:第一阶段为TiO2的碳热还原,产物为一系列中间钛氧化物TinO2n-1(n≥3),反应速率最慢;第二阶段主要为Ti2O3的碳化反应,产物为Ti(C,O),反应速率最快;第三阶段为Ti(C,O)与C的置换反应,产物为TiC,反应速率较快.     

开放体系下碳热还原氮化法制备(Cr,Ta)_2CN固溶体粉末的研究

以Cr2O3、Ta2O5和纳米碳黑为原料,在开放体系的流动N2气氛条件下,采用碳热还原氮化法制备出了(Cr,Ta)2CN固溶体粉末,利用XRD、SEM、EDS等分析测试手段对制备过程中的物相演变规律和微观形貌变化进行了研究。研究结果表明,碳热还原氮化法制备(Cr,Ta)2CN固溶体粉末过程中物相演变顺序为Cr2O3、Ta2O5、C→Cr2O3、Cr3C2、Cr7C3、Cr Ta O4、C→Cr2O3、Cr7C3、Cr Ta O4→(Cr,Ta)2CN。在N2流量为500 m L/min、烧结温度为1 500℃保温2 h的条件下,可制备出粒度约5μm、游离碳和氧含量分别为0.16%,0.085%的单相(Cr,Ta)2CN固溶体粉末。     

水合二氧化钛纤维的制及其相变过程研究

对KDC法制备的四肽酸钾纤维进行水合，酸洗处理后可得到水合二氧化钛纤维，对其进行差热分析和热失重测试，并借助XRD加以验证，发现随着温度的升高，水合二氧化钛纤维发生一系列的相变过程：H2Ti4O9·1．2H2O→H2Ti8O17→TiO2(B)→中间相 →锐钛矿相→金红石相，并初步讨论了水合二氧化钛纤维的形成机理。     

粉末相组成对(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷组织及性能的影响

采用自制的多元复式碳(氮)化物陶瓷粉末制备少Mo的(Ti,W,Ta,Mo)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷。研究了粉末相组成对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,多元复式碳(氮)化物固溶体的晶格常数与元素的固溶度有很好的对应关系。金属陶瓷中含Ta,W等重金属元素的多元复式碳化物的加入,有利于重金属元素向粘结相中均匀扩散,相对减缓了低元相Ti(C,N)的分解,使材料的性能得到较大的提高,组织主要表现为单层环形相结构特征,富Ti硬质相减少,富(Ta,W)硬质相增多,且晶粒细小,无团聚现象。     

(V,Ti)(C,N)固溶体粉末对WC-8%Co硬质合金性能的影响

通过碳热还原氮化法合成了不同钛含量的(V,xTi)(C,N)(x=5%、10%、15%(质量分数))固溶体粉末晶粒细化剂,并考察了它们对WC-8%Co硬质合金显微组织和机械性能的影响。结果表明,与V(C,N)或者V(C,N)/Ti(C,N)混合晶粒细化剂相比,(V,Ti)(C,N)固溶体粉末可以显著地提高WC-8%Co硬质合金的机械性能;当加入0.5%(质量分数)的(V,5Ti)(C,N)固溶体粉末时,WC-8%Co硬质合金的抗弯强度和硬度分别达3490MPa、1804HV30,WC平均晶粒尺寸约为0.5～0.6μm。     

制备方法对W-10%Ti合金组织性能的影响

以高纯钨粉、钛粉和TA2钛片为原料,分别采用液相烧结法和熔渗法制备了Ti含量为10%的W-Ti合金;测量了W-10%Ti合金的密度和杂质(C、N和O)含量,研究了不同方法制备的W-Ti合金的相组成和微观形貌.结果表明,熔渗法制备的W-Ti合金致密度达94%以上,相结构由含有较多富Ti相的固溶体β(W/Ti)组成;液相烧结的合金致密度为90%左右,组织相对均匀;两种方法制备的合金杂质(C、N和O)含量均较低.探讨了液相烧结制备W-10%Ti合金时固溶体扩散形成的机理.     

碳热还原法制备碳化钒钛的过程研究

以偏钒酸铵、石墨和钛粉为原料,采用碳热还原反应合成碳化钒钛粉体,借助热重-差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析方法对制备碳化钒钛的合成过程以及物相演变进行了研究。结果表明:反应温度和配碳量对碳化钒钛的形成有较大的影响,配碳量增加有利于加快碳热还原反应进程,当产物中碳含量偏多时,VC和Ti C以混合物的形式存在,不形成Ti VC2固溶体;当反应温度高于1 500℃以及碳的质量分数为24.66%时,VC和Ti C能够形成Ti VC2固溶体。     

N_2流量对TiAlCN涂层结构和性能的影响

通过射频磁控溅射法制备了系列Ti Al CN涂层。研究结果表明,通过调节溅射过程中N2流量,Ti Al CN涂层的组成和结构均发生明显变化。很小的N2流量会导致Ti Al CN涂层的晶体结构发生显著变化。随着N2流量的增加,涂层物相组成由fcc-(Ti Al)C相转变为更为复杂的fcc-(Ti Al)(CN)相,同时析出hcp-(Al Ti)(CN)新相。N2流量的进一步增加使得涂层物相最终转变为以hcp-(Al Ti)(CN)为主导的相结构。此外,N2流量还会促进涂层中非晶碳的析出。N2流量为0.5 m L/min时,Ti Al CN涂层由于多相共存,晶粒显著细化,尺寸约为10~20 nm,此时涂层具有较好的力学性能和摩擦学性能。     

纳米晶Ti(C,N)固溶体粉末的制备及组织结构研究

研究了纳米晶Ti(C,N)固溶体粉末的碳热还原反应制备及其组织结构特征。结果表明．以球形亚微米TiO2粉末和纳米碳黑为原料，通过原料成分C／Ti的准确配比和适当的工艺参数，可制备出成分优良的晶粒度为37nm的单相纳米晶Ti(C，N)固溶体粉末。     

Cu/V2O5-TiO2的结构、光吸收性能与催化反应性能研究

用溶胶 凝胶法制得复合半导体 V2O5 TiO2,用等体积浸渍法制得Cu/V2O5 TiO2 光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、程序升温还原(TPR)、红外光谱(IR)、X 射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV VisDRS)和光反应器等技术研究了 Cu/V2O5 TiO2 的物相结构、光吸收性能和光催化反应性能。结果表明:含量为 10%(质量分数)的V2O5 单分子层分散在 TiO2 表面;V2O5 负载量超过单分子层分散(> 10% (质量分数))有晶相V2O5 生成,光吸收性能下降;负载金属 Cu 促进四面体配位V向八面体配位 V转化,使 TiO2 光吸收限发生蓝移,对可见光部分的吸收明显增加,拓宽了催化剂的光响应范围,提高了材料的光催化性能, CO2 和C3H6 合成MAA反应的光量子效率显著增加;催化剂的光吸收性能与反应性能呈顺变关系,Cu/10%V2O5 TiO2 的催化活性优于其它含量的催化剂,光量子效率达到15.5%。     

偏化学计量比熔盐法合成Bi4Ti3O12晶化过程研究

用示差扫描量热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电子显微镜(FESEM)等表征方法对不同化学计量比熔盐法合成Bi4Ti3O12(BTO)晶化过程进行了分析.结果表明,不同化学计量比熔盐法合成Bi4Ti3O12的晶化过程完全不同:富Bi组分晶化过程中间相为Bi12TiO20、Bi2Ti2O7、Bi2O2.75;化学计量比组分晶化过程中间相为Bi2O2.75、Bi2Ti2O7;富Ti组分晶化过程中的中间相为Bi2O2.75、Bi2Ti4O11.     

SD成型剂对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用低压烧结的方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料,并结合C、N、O分析,XRD、BSE、EDS等测试手段研究了SD成型剂对Ti(C,N)基金属陶瓷合金的C含量、相组成及显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着SD成型剂添加量的增加,脱胶后压坯的C含量逐渐增加,N含量逐渐减小;烧结后Ti(C,N)基金属陶瓷由(Ti,Me)(C,N)(Me=W、Mo、Ta)和Ni/Co固溶体相组成;显微组织以黑芯-白环结构为主,并伴随着少量白芯-灰环的结构。SD添加量为100mL/kg时,Ti(C,N)基金属陶瓷材料的抗弯强度达1929MPa,硬度为1588HV30,添加量为180mL/kg时,合金组织中石墨相的出现使其抗弯强度大幅度下降。     

功能梯度Ti(C, N)基金属陶瓷制备技术

通过真空液相烧结制备出Ti(C,N)基金属陶瓷基体,并对基体表面进行双辉等离子渗碳处理。运用扫描电子显微镜(SEM) 、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)等分析手段对渗碳前后材料的显微组织形貌、成分分布以及物相组成进行分析。结果表明,双辉等离子渗碳后金属陶瓷表面富Ti、Mo、W、C、N元素,贫Ni。渗碳过程中表层高的碳活度驱使内部的Ti、Mo、W元素向外迁移,从而迫使Ni向内迁移。渗碳后,材料表层富硬质相,近表层富粘结相。渗碳处理使试样表层硬度得到提高,对横向断裂强度影响不大。     

合金V40Zr5Ti30Cr10Ni15Mox（x=0、2、4、6）的组织结构及电化学性能研究

研究了合金V40Zr5Ti30Cr10Ni15Mo x(x=0、2、4和6)的相结构及电化学性能。结果表明,所有合金均由BCC结构的V基固溶体主相和C14型Laves相组成。电化学测试结果表明,合金的放电容量随着Mo含量的增加先增大后减小。在x=2时,合金具有最大的放电容量408.3mAh/g,20次循环后容量保持率为83.2%。合金的高倍率放电性能随着Mo含量和电流密度的增加而降低,x=2时,合金的倍率放电性能最好。     

金刚石表面的Ti、Mo、W镀层及界面反应对抗氧化性能的影响

为了提高工业金刚石的抗氧化能力,本文用XRD、SEM、DTA和TGA等方法研究了Ti、Mo、W镀层与金刚石界面反应过程、结构特征及对金刚石抗氧化性能的影响.结果表明:Ti在高于600℃、Mo在高于650℃、W在高于650℃与金刚石界面发生固相反应,通过反应扩散过程在金刚石表面外延生长成相应的TiC、MoC+Mo₂C及WC+W₂C碳化物层.该致密连续的碳化物层具有较高的抗氧化能力,延缓了金刚石表面的氧化.镀Ti、Mo、W金刚石在空气中的氧化温度达958℃、871℃和880℃.Ti、Mo、W镀层经真空碳化处理后,抗氧化温度分别达1024℃、977℃和986℃.而未镀金刚石在780℃以上即开始氧化.     

合金V40Zr5Ti30Cr10Ni15Mox(x=0、2、4、6)的组织结构及电化学性能研究

研究了合金V40Zr5Ti30Cr10Ni15Mox(x=0、2、4和6)的相结构及电化学性能。结果表明,所有合金均由BCC结构的V基固溶体主相和C14型Laves相组成。电化学测试结果表明,合金的放电容量随着Mo含量的增加先增大后减小。在x=2时,合金具有最大的放电容量408.3mAh/g,20次循环后容量保持率为83.2%。合金的高倍率放电性能随着Mo含量和电流密度的增加而降低,x=2时,合金的倍率放电性能最好。     

水合二氧化钛纤维的制备及其相变过程研究

对KDC法制备的四钛酸钾纤维进行水合、酸洗处理后可得到水合二氧化钛纤维．对其进行差热分析和热失重测试,并借助XRD加以验证,发现随着温度的升高,水合二氧化钛纤维发生一系列的相变过程：H2Ti4O9·1．2H2O→H2Ti8O17→TiO2（B）→中间相→锐钛矿相→金红石相．并初步讨论了水合二氧化钛纤维的形成机理．     

TiO2 A→R相变的从头算和密度泛函计算研究

采用模型化学方法,利用从头算(Ab inito)和密度泛函(DFT)方法计算研究了氧化钛Ti5O10簇模型和V4+同晶置换Ti原子的簇模型在A→R相变中的能量变化、角度崎变方式、V4+取代位置、前线轨道变化.结果表明,V2O5晶格失去1个O原子而形成的V2O4物种具有金红石型结构,可诱导或促进TiO2的A→R相变.Ti4VO10簇中的成单α电子对体系的前线轨道产生影响;价层电子分布的这种不平衡可能是导致锐钛型结构中Ti-Ti晶格发生畸变、在加热过程中更容易向金红石型结构转变的推动力.