热处理过程中NiCoMnSn高温形状记忆合金的相变研究

采用单辊甩带法制备高温形状记忆合金薄带,研究其显微组织和马氏体相变。结果表明,薄带晶粒相比块体合金得到细化,尺寸为2¹8μm,且晶粒生长方向基本一致。室温条件下,消除内应力后,薄带由孪晶亚结构的马氏体变体组成。热处理初期,薄带的相变温度降低,后期相变温度变化不大。     

高温宽相变滞后Cu-Al-Mn形状记忆合金的研究

通过恰当的成分设计，可得到具有较高马氏体相变温度及较宽相变滞后的Cu-Al-Mn形状记忆合金。用DSC(differential scanning calorimetry)及差热分析法测得：Cu-13．5 Al-2．5Mn-1．36Zn合金的M^*点(降温时马氏体相变最激烈的温度)为250℃；淬火后相变滞后宽度达到167℃。此合金具有良好的单向形状记忆效应，在表面应变为4％时，淬火态弯曲变形试样的形状回复率达95％，马氏体态长期时效对其影响不大，淬火后室温下(马氏体态)时效2年，弯曲变形试样的形状回复率达90％。室温淬火后，合金的力学性能指标如下：抗拉强度约250MPa，伸长率约7％，硬度为190HB。这种合金具有性能稳定、可用温度及时间范围较宽、力学性能较好等特点。     

铜对塑料模具钢高温冷却过程相变和淬透性的影响

试验研究了Cu对高淬透性塑料模具钢淬透性的影响。结果表明:含铜和不含铜的试验钢都具有高淬透性;其中不含铜的T1钢奥氏体化后在冷速为0.03℃/s条件下,出现屈氏体;其它元素含量基本相同的含铜T2钢具有比T1更高的淬透性,在冷速为0.01℃/s条件下即能获得全马氏体。研究表明:Cu的添加可明显抑制奥氏体高温冷却过程向铁素体、珠光体的相变。     

铁基和镍基高温合金的相变规律与机理

评述了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组50年来对铁基和镍基高温合金相变的主要研究结果:包括凝固过程中发生的相变,如L→γ+Laves,L→γ+γ',L→γ+M3B2;沉淀反应,过饱和y固溶体中析出GCP相、碳化物和硼化物、硅化物、TCP;γ'相中的沉淀析出和MC碳化物的分解反应.     

形变对Ti-Ni-Hf高温记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响

采用微分扫描式量热法(DSC)、拉伸试验和弯曲试验研究了形变对Ti36Ni49Hf15高温形状记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响.结果表明,形变不影响合金的相变顺序.在马氏体状态下变形时,随形变量的增加,Ti36Ni49Hf15合金的马氏体相变温度略有下降,逆马氏体相变温度上升.当形变量一定时,合金在马氏体状态下不同温度变形,对合金的相变温度没有显著影响.Ti36Ni49Hf15高温记忆合金在马氏体状态下直接变形可以产生双程形状记忆效应,其双程可逆应变量随形变量的增加而增加.在随后的热循环过程中,合金的双程形状记忆效应在最初的几次循环过程中迅速下降,而后随循环次数的增加趋于稳定.     

化学共沉淀法制备钨铜合金

首先采用化学共沉淀法制备钨铜复合氧化物粉末,再用氢还原得到纳米级钨铜复合粉末,经成形和烧结得到超细弥散分布钨铜合金.研究结果表明,采用化学共沉淀法结合氢还原工艺制备的W-20%Cu纳米复合粉,W颗粒粒度为30～50 nm,形状呈多边形,Cu相均匀分布在W相之间将W颗粒粘结.所制得的钨铜复合粉表现出高的烧结活性,经1250℃烧结其相对密度达到99.7%,热导率达到223.1 W/m·K,导电性、抗弯强度以及硬度等性能也比传统产品有大幅度提高.     

粉煤灰制备高温合相变蓄热材料的可行性研究

对利用粉煤灰制备高温复合相变材料的可行性进行研究.结果表明,用粉煤灰作为基体材料,能制备出复合相变蓄热材料.通过金相分析、差示扫描量热仪和X射线衍射分析,这种材料不仅具有良好的烧结成型性,还具有良好的蓄热性能,且能降低复合相变蓄热材料的成本.在此基础上对粉煤灰和相变材料的最优配比及性能进行研究,并对粉煤灰的综合利用和复合相变蓄热材料的发展提出多种途径.     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.     

无取向硅钢相变点及其高温力学性能

使用Gleeble3800热模拟试验机对无取向硅钢进行CCT曲线测定及高温拉伸试验。结果表明,无取向硅钢的两相区大致在915~1000 ℃之间,相变始末点的温度随着冷却速度的增加而降低;枝晶处富集液相薄膜导致试验用钢出现第Ⅰ脆性温度区,为1250℃~T_m;未出现第Ⅱ、Ⅲ脆性温度区;600~1100 ℃区间内,Z值均达到75%以上。γ→α的转化是1050~900 ℃温度段的塑性以及抗拉强度随温度降低呈现先降低后升高的主要原因。     

化学共沉淀法制备Ca_2Co_2O_5粉体

以硝酸钴和硝酸钙为原料,氢氧化钠为沉淀剂,利用化学共沉淀法制备Ca_2Co_2O_5粉体.采用TG-DSC、XRD、SEM和激光粒度分析仪(LPSA)等测试方法对粉体热分解过程,样品的物相、形貌和粒度分布进行表征.结果表明:在pH=13.2时制备的共沉淀粉,在750 ℃煅烧2 h后可获得单相层状的Ca_2Co_2O_5粉体,颗粒尺寸分布均匀,粒度在几百个纳米范围内.     

从废旧锂离子电池中回收制备LiCoO2的结构与性能研究

以从废旧锂离子电池中回收的钴锂为原料,Na2CO3为沉淀剂,聚乙二醇为分散剂,用共沉淀法制备了LiCoO2粉体.用DSC-TG对前躯体进行了差热分析.结果表明在煅烧过程中有3次明显的失重,650℃以后失重曲线趋于平直.用XRD对LiCoO2进行了晶相分析,在750℃制备的LiCoO2晶格常数为a=2.810 13×10-10m,c=14.034 6×10-10m,c/a=4.994 29,接近于标准LiCoO2的晶格常数.用BET分析了LiCoO2的粉体比表面积,其值为18.55 m2/g,并通过SEM观察到平均颗粒半径为70 nm左右,属于纳米级粉体.首次充电容量达146 mA/hg,放电容量达142 mAh/g,10次循环后仍保持96%的放电比容量.     

LiC0O2电极材料晶体结构的XRD和TEM研究

报道了X射线衍射和电子衍射在研究锂离子正极材料LiC0O2晶体结构中的作用。测定了不同温度下合成的LiC0O2以及脱锂态产物LixC0O2（0〈x〈1）的晶体结构。X射线衍射反映了LiC0O2粉末颗粒晶体结构的统计性集体特征，电子衍射反映了LiC0O2单颗粒的精细晶体结构特征，2种方法结合起来才能较为全面地考察LiC0O2粉末颗粒的晶体结构，从而为采取综合措施提高其电化学性能提供依据。     

废旧LiCoO2材料再生LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料及性能研究

针对废旧锂离子电池数量不断增加的现状,对废旧LiCoO2电池的回收和再生流程进行探究。以废旧LiCoO2电池为原料,通过预处理,酸浸,共沉淀步骤,实现了LiNi0.8Co0.1Mn.1O2正极材料的再生。ICP-OES分析浸出液中的元素含量,SEM和XRD表征材料形貌和结构,扣式电池的电化学测试定量分析材料的电化学性能。研究表明,利用浸出液可以再生形貌和层状结构良好的正极材料,在0.2C,2.8~4.3V电压范围内进行充放电循环测试,首周放电比容量可达到210.8 mAh/g,经过50周充放电循环后的容量保持率为87%,表现出良好的循环稳定性,为废旧锂离子电池的再生提供支撑和发展方向。     

LiCoO_2在酸性焙烧环境中元素赋存形式的演变规律及分布特征研究

系统地了解钴酸锂(LiCoO_2)在不同介质环境中的物理化学性质有助于从理论上指导该物质的合成工艺设计以及报废LiCoO_2再利用的工艺设计。本实验将LiCoO_2与Na HSO_4·H_2O、LiCoO_2与Na2S2O7分别按摩尔比1:3、1:1.5的比例混合后进行酸性焙烧,采用TG-DSC-MS、XRD、SEM、EDS研究了焙烧过程中元素赋存形式的演变规律以及元素分布特征。结果表明:LiCoO_2与Na HSO_4·H_2O、Na_2S_2O_7的混合物在焙烧过程中发生了明显的化学反应。焙烧产物中Na元素的赋存形式有Na_2SO_4、LiNaSO_4和Na6Co(SO_4)_4,Li元素的赋存形式为LiNaSO_4,Co元素的赋存形式为Na_6Co(SO_4)_4。焙烧产物致密,形状不规则,Co元素在焙烧产物中分布均匀。     

溶胶-凝胶制备的Al2O3涂层抗原子氧侵蚀性能研究

以异丙醇铝(Al(C3H7O)3)为先驱物,水为溶剂,HNO3做胶溶剂制得了稳定、均一的Al2O3溶胶,浸涂在聚酰亚胺和银薄膜表面干燥后获得了致密透明的涂层.采用空间综合环境地面模拟设备对试样进行了原子氧暴露实验.结果表明:溶胶-凝胶制备的Al2O3涂层抗原子氧侵蚀性能优异,抗原子氧侵蚀性能比聚酰亚胺基体提高了2个数量级以上.经FTIR和XPS分析表明:在原子氧暴露后涂层表面生成了一层Al2O3,阻止了原子氧对基体材料的进一步侵蚀.涂覆涂层后基体的光学性能没有受到影响.实验证明溶胶-凝胶制备抗原子氧侵蚀的防护涂层是一种行之有效的方法.它工艺简单,可涂覆形状复杂、大面积的器件.     

超重力下燃烧合成Al2O3／ZrO2的成分、结构与性能

通过在铝热剂中引入ZrO2(4Y)粉末,在超重力下燃烧合成制备出不同成分与结构的Al2O3/ZrO2(4Y)大体积复合陶瓷板材,并研究了复合陶瓷成分、显微结构与力学性能之间的关系.XRD、SEM与EDS分析表明,Al2O3/33ZrO2(4Y)是以取向各异且纳微米t-ZrO2纤维呈三角对称镶嵌其上的棒状共晶团为基,其周围分布着t-ZrO2微米球晶;同时,Al2O3/40ZrO2(4Y)则以t-ZrO2微米球晶为基,周围分布着不规则形状的αAl2O3晶及少量的共晶团组织.与国外定向凝固Al2O3/ZrO2(Y2O3),Al2O3/33ZrO2(4Y)复合陶瓷比较强硬性的提高可归因于材料的高致密性、小尺寸缺陷及残余压应力增韧、相变增韧机制所导致的高断裂韧度;同时,Al2O3/40ZrO2(4Y)虽在硬度上有所下降,但弯曲强度与断裂韧度却比国外同类材料分别提高了19.0%与311.1%,故材料的强化可认为是因t-ZrO2微米球晶基体所具有的小尺寸缺陷及相变增韧与微裂纹增韧机制所诱发的高断裂韧度所致.     

用喷雾热分解法制备Gd2O3-Y2O3-ZrO2电解质材料的性能

用喷雾热分解方法制备了2mol%Gd2O3-8YSZ的粉末,用激光粒度分析,X射线衍射(XRD),BET法和扫描电子显微镜(SEM)检测粉末和陶瓷体的性能和结构。结果表明,获得的粉末粒径为12.18μm,晶粒尺寸为100nm,比表面积为25.09m2/g。粉末和陶瓷体材为立方结构。陶瓷体的烧结密度大于98%理论密度。在操作的温度高于600℃下的电导率达2×10-3S/cm。证实Gd2O3-8YSZ材料完全适用于作中温固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质。     

电沉积-烧结制备Co3O4锂离子电池负极及电性能

摘要：采用电沉积一烧结方法制备Co3O4锂离子电池负极。X射线衍射XRD分析表明，电沉积的物质是Co(OH)2相，300℃烧结后均转变为Co3O4相。扫描电镜SEM观察发现获得的Co3O4具有花瓣形貌，其花瓣厚度约20nm。在300℃分别烧结30、45、60min制备的Co3O4组装的Co3O4／Li电池，在充放电循环中的首次嵌锂比容量分别为1361．7、1457．6和1345．0mAh／g，首次脱锂比容量分别为757．7、905.0和794．8mAh／g,10次循环后，脱锂比容量分别上升到815．5、969．0和890．1mAh／g。     

放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明:片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5Ω·m降低到5.59×10-5Ω·m.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.     

放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5Ω·m降低到5.59×10-5Ω·m.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.