腐蚀过程中青铜析出还原铜晶粒的机理

采用循环伏安法(CV)研究了青铜在模拟土壤介质中的电化学行为. 对循环伏安谱中氧化过程及还原峰电位下的腐蚀产物进行了X射线衍射检测. 结果表明, 氧化过程为生成有害锈(CuCl)的反应, 还原过程为CuCl还原成纯铜的反应. 用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了纯铜晶粒及腐蚀界面的形貌特征, 在实验室条件下模拟了纯铜晶粒在青铜文物表面的析出过程, 通过延长还原时间CuCl可全部被还原成纯铜, 其生成条件在土壤中也具备, 这为除去青铜文物上的有害锈(CuCl)提供了理论和实验依据.     

铝合金6061在低浓度硫酸中硬质阳极氧化膜的生长方式

利用扫描电镜(SEM)对铝合金6061在低浓度硫酸电解液中硬质阳极氧化膜的生长方式进行了研究.结果表明,氧化初期氧化膜在基体表面上呈点状生长,随着硬质阳极氧化反应的进行,点状氧化膜长大并沿基体表面逐渐铺展,同时在基体表面未氧化区域不断产生新的点状氧化膜.氧化膜以此种方式不断生长,直到基体表面被氧化膜覆盖为止.在此之后氧...     

稀土掺杂氮化硅陶瓷的制备、力学性能和高温氧化性能

选用稀土氧化物(Lu2O3)作为单一添加剂,通过热压烧结法制备了氮化硅陶瓷.对样品进行了力学性能测量,并通过XRD和SEM进行相分析和表面形貌分析.高温氧化实验在1400℃下进行,在空气气氛下氧化100h,通过精密天平称重得到样品的氧化增重曲线,对氧化后样品进行力学性能实验和相分析,并观察表面形貌.实验结果表明,稀土氧化物(Lu2O3)作为烧结助剂能够有效改善氮化硅粉体的烧结活性,使得烧结致密化,主晶相为β氮化硅,具有良好的微观形貌和力学性能.从氧化增重曲线可以得出样品的高温氧化行为服从抛物线氧化规律,表明离子扩散是氧化过程的控速步骤.     

辉钼矿氧化焙烧自烧结的特点与机制

以纯试剂为原料进行焙烧试验,采用热力学计算、XRD、SEM-EDS、高温原位分析等手段,研究辉钼矿(MoS2)氧化过程的自烧结行为.结果表明,当焙烧温度由600℃提高至700℃时,辉钼矿团块中物料烧结的面积随之增大,导致脱硫效率降低.烧结层在氧化焙烧的初期快速形成,且常覆盖在团块迎风侧表面.在物料烧结的同时,MoO2和...     

铬铁矿氧化焙烧动力学

用于铬盐生产的传统无钙焙烧过程存在铬氧化率低的问题,严重影响铬的生产效率和回收率.为强化铬铁矿氧化焙烧过程,对铬氧化过程的动力学规律及其氧化反应机理进行了研究.结果表明:铬铁矿氧化焙烧过程,铬的氧化反应分为初期和后期两个阶段,初期铬氧化速率快,后期铬氧化速率慢,在优化条件下,铬(Ⅲ)的氧化率可达99%以上;两个阶段铬的氧化反应均符合收缩未反应核动力学模型且受表面化学反应控制,铬氧化反应初期和后期的表观反应活化能分别为68.7和231.8 kJ/mol;反应初期是铬铁矿直接与碳酸钠和氧气发生反应生成铬酸钠,而后期则是铬铁矿与反应初期生成的铁酸钠和氧气发生反应生成铬酸钠.     

反应烧结碳化硅材料的高温氧化

研究了反应烧结碳化硅材料 (RB SiC) 90 0℃的氧化过程以及制备参数和掺杂元素对氧化过程的影响。结果表明 :在 90 0℃氧化时 ,除石油焦加入量较高的反应烧结碳化硅材料在氧化初期表现为质量损失外 ,其余均表现为质量增加 ,并且质量增加量与氧化时间遵循抛物线规律。掺杂Al和Ni元素可以提高碳化硅材料的高温抗氧化能力。氧化过程对反应烧结碳化硅材料的导电性能影响不大。对碳化硅材料的氧化机制及影响因素进行了分析和讨论。     

硫酸盐还原菌生物膜对HSn70－1AB铜合金电极界面的影响

测试了硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)的生长规律,浸泡初期(前 3d)SRB处于对数增长期,浸泡后期(4 d后)SRB进入稳定生长期.利用AFM技术和EIS电化学方法研究了SRB生物膜对HSn70-1AB铜合金电极界面的影响.AFM分析表明,浸泡后期合金表面生物膜粗糙度较前期有所下降.EIS结果表明,浸泡前3 d,合金表面氧化膜层较为稳定,氧化膜层电容值变化不明显.浸泡7 d后,合金表面氧化膜遭受局部腐蚀,开始出现微孔,粗糙度增加,氧化膜层电容值增大.     

基于脉冲回波法的反应烧结碳化硅弹性模量预测

为了快速准确地检测反应烧结碳化硅(RBSC)的弹性模量,基于材料超声声速与弹性特性之间的关系,采用脉冲回波法检测不同密度RBSC材料的超声纵波声速与横波声速,结合密度计算得到材料的弹性模量。建立了弹性模量与密度之间的直接模型,并将模型预测值与实测值、传统经验模型所得值分别作对比;进一步,研究了不同密度RBSC材料的面孔隙率和游离硅含量随密度的变化规律,并建立了密度与游离硅体积百分含量的经验公式。结果表明,建立的弹性模量预测模型可以无损、简单、快捷地得到RBSC材料的弹性模量,密度与游离硅体积分数的经验公式还可辅助调节RBSC材料的制备工艺,对碳化硅等复合材料的研制和检测具有重要意义。     

含钒石煤的氧化焙烧机理

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)等技术对石煤氧化焙烧过程进行研究,考察焙烧对钒浸出的影响.结果表明:石煤在氧化焙烧过程中,有机质和黄铁矿首先被氧化,含钒伊利石晶体结构在750～850 ℃被破坏,V(Ⅲ)和V(Ⅳ)氧化反应达到平衡时,钒浸出率达到最大值;当焙烧温度高达1 050 ℃时,物料烧结使钒被包裹,这是在1 050 ℃焙烧后钒浸出率急剧降低的主要原因.     

纯铁在模拟汽油燃烧环境中的初期氧化行为研究

使用正庚烷模拟汽油作为含助燃剂的火场现场环境,重点研究了纯铁随助燃剂量的增加其表面氧化产物的变化及其氧化行为特征。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对氧化产物形貌和成分进行分析。结果表明,正庚烷燃烧后,纯铁表面出现正庚烷高温裂解反应后生成的颗粒状无定型碳,且沉积碳含量与纯铁的表面温度和正庚烷含量密切相关,并易聚集在纯铁的缺陷和晶界区域。正庚烷助燃剂界面燃烧所形成的局部氧化性气氛会导致纯铁表面产生大量缺陷,进而促进表面氧化层的剥落。根据这些氧化特征有助于判断火场中是否有助燃剂成分存在。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备及其微观组织与性能研究

利用分子级混合法在不同溶液水热温度(40、60、80、100℃)下制备还原氧化石墨烯(RGO)/铜纳米复合材料。通过原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射仪(XRD)对不同溶液反应温度下制备的复合材料粉末进行微观组织分析,并对烧结后样品进行导电导热及力学性能研究以确定制备RGO/Cu纳米复合材料相对合适的溶液反应温度。结果表明,当溶液反应温度为80℃时,铜镀层能够连续致密覆盖在RGO表面,有效阻止其团聚并获得良好的界面结合。制备出1.0%(体积分数)RGO含量的复合材料的硬度比纯铜提高了90%,抗拉强度比纯铜提升了28.8%,导电导热性能也达到最佳值(热导率350W·m-1·K-1,电导率达89%IACS)。过高的溶液反应温度不利于复合材料获得良好的物理力学性能。     

热轧钢板表面氧化层对基体耐蚀性的影响

通过扫描电子显微镜(SEM)对热轧钢板表面氧化层形貌进行了表征,利用电化学阻抗谱(EIS)、动电位扫描法研究了热轧钢板表面氧化层对基体腐蚀行为的影响。结果表明:热轧钢板表面氧化层能够提高基体的耐蚀性,在短期浸泡腐蚀过程中,氧化层仅起到物理屏蔽的作用,不影响阴极、阳极反应以及腐蚀机理。     

白云鄂博矿含氟烧结料对高铬铸铁篦条失效行为的影响

利用扫描电镜(SEM)观察白云鄂博矿烧结用失效高铬铸铁篦条的表面氧化膜形貌,进行成分能谱分析(EDS),测定氧化膜中氟含量,结合X射线衍射(XRD)对氧化膜进行物相分析,分析含氟烧结料用高铬铸铁篦条的失效机理.结果表明,在高温运行中,烧结料的F、S、Na、K等使篦条基材产生腐蚀,篦条腐蚀膜中结构疏松的Na2SO4、K2...     

DZ406合金及其渗铝涂层1100℃氧化性能研究

研究DZ406合金及渗铝涂层在1100℃的氧化行为,利用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌和截面组织.结果表明,合金在氧化初期表面产物含有大量的晶须状θ-Al_2O_3,后期表面产物主要为α-Al_2O_3和由Ni、Co、Cr等元素组成的尖晶石相;渗铝涂层表面产物在氧化初期晶须状θ-Al_2O_3较少,一定时间后全部转变为α-Al_2O_3.     

一种新型耐650℃高温钛合金的氧化行为

研究了新型耐650℃高温钛合金Ti650在600～700℃下的氧化行为。通过氧化增重试验研究了氧化动力学规律,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化膜的相结构和表面形貌,同时测试了氧化层对力学性能的影响。结果表明,Ti650合金氧化过程分为氧化初始阶段(<50 h)和氧化稳定阶段(50～100 h)。氧化初期质量增益迅速上升,当氧化时间超过50 h后,氧化速度减慢并趋于平稳,氧化进入稳定阶段。Ti650合金的氧化反应指数n值大于2,表明Ti650合金在700℃以下具有良好的抗氧化性能。Ti650合金的氧化反应产物主要为TiO_2,呈颗粒状。随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,TiO_2颗粒尺寸增大。     

铌合金表面MoSi2-B4C复合涂层的快速烧结制备及高温氧化行为

以Mo-Si-B4C混合粉末为涂层原料,采用放电等离子烧结在铌合金表面原位反应烧结制备MoSi2-B4C复合涂层,研究涂层组织形成过程及界面反应特征,考察涂层在1450℃下的抗氧化性能。结果表明,在烧结的升温阶段,MoSi2相就已完全形成,而在保温的初期阶段,部分B4C颗粒又与邻近的MoSi2反应生成了SiC和Mo2B5。烧结过程中,涂层中的Si和B向基体合金扩散,形成了由NbSi2 + NbB外层和Nb5Si3内层组成的互扩散区。涂层在1450℃至少100h内可有效保护基体,表面生成了致密的SiO2-B2O3氧化膜,而互扩散区内NbB的存在有效阻碍了氧化过程涂层中Si的内扩散。     

铸态Al-Si合金等离子体电解氧化过程放电特征研究

采用等离子体电解氧化技术(Plasma Electrolysis Oxidation,PEO)在铸造铝硅合金表面制备了陶瓷层,电解液为磷酸盐系列.利用PEO自动采集控制系统对工作电流、电压进行实时采集,利用表面轮廓仪、SEM对陶瓷层的粗糙度和表面形貌进行了研究.结果表明:PEO过程中存在四个典型阶段性特征.所制备陶瓷层存在孔洞和微裂纹,尺寸随处理时间延长而增大.瞬态伏安特性研究表明,PEO存在阳极氧化和击穿放电两个重要特征,陶瓷的生长主要在击穿放电阶段,其陶瓷化过程为击穿放电、高温烧结、微弧熄灭、氧化物冷凝.     

钛表面化学氧化法构建纳米凝胶层性能及机理研究

通过控制双氧水/浓硫酸混合氧化液的反应配比和反应温度,在医用纯钛表面得到具有不同纳米形貌的二氧化钛凝胶层。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角测定仪对化学氧化处理后的钛表面特性进行了表征,并推导了不同纳米形貌凝胶层的构建机理。结果表明,双氧水/浓硫酸溶液处理是一个热力学控制的化学溶解与氧化的过程,随着浓硫酸含量的增加,溶液中C(H+)增大,凝胶层内TiO2的溶解速度大于溶液沉积出二氧化钛的速度,导致凝胶孔的深度增加最终形成三维网络结构;模拟体液中的矿化实验表明,化学氧化处理钛表面有利于钙磷盐的沉积。     

TiAl合金表面抗高温氧化涂层研究

研究了TiAl合金表面双层辉光离子渗Cr层、等离子喷涂以及激光重熔MCrAlY涂层在850℃的循环氧化行为.用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS),辉光放电光谱分析仪(GDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层氧化前后的表面形貌、微观组织和相组成.结果表明,渗Cr层组织均匀、致密,且与TiAl合金基体为梯度冶金结合;经过激光重熔处理后,等离子喷涂MCrAlY层的片层状组织得以消失,致密性提高;几种涂层均不同程度地提高了TiAl合金的抗高温氧化性能,其中渗Cr层在氧化初期表现出较好的抗氧化性能,但在长期循环氧化过程中存在局部氧化层剥落现象,等离子喷涂MCrAlY层能显著提高TiAl合金的抗高温氧化性能,经过激光重熔后可进一步提高其抗高温氧化性能.     

不同Z值β-Sialon材料的氧化动力学研究

采用非等温动力学方法对反应烧结制得的不同配方Z值β-Sialon材料的氧化行为进行了研究.并得到各配方Z值β-Sialon,在800℃～900℃开始氧化,1000℃～1360℃为快速温度段,1400℃～1480℃为慢速氧化温度段.表面的氧化膜对材料的氧化有保护作用.不同配方Z值β-Sialon氧化初期为化学控速阶段,方程为lnTdW/dT=ln(A0Po 2ZC/Rα)-Ec/RT,试样氧化反应的表观活化能在238 kJ～285kJ之间;试样的氧化后期为扩散控速阶段,其方程为lnT(W-W0)dW/dT=lnZdA02pPo 2/Rα-ED/RT.试样的氧化反应的表观活化能在286 kJ～390 kJ之间.各配方Z值β-Sialon的抗氧化能力随着Z值增大而呈增强的趋势.