20钢和45钢熔盐电解稀土—硼共渗组织与性能研究

采用熔盐电解法,将硼和混合轻稀土(镧、铈、镨和钕)渗入到20钢及45钢表面,结果表明,可获得120μm厚的共渗层。渗层中稀土含量可达3～6wt％,除有FeB相外,还有REFe_7型合金相存在。经共渗后的钢表面具有很高的硬度,Hv_(100)达1800,同时具有良好的抗磨和抗腐蚀能力。     

稀土催化低温熔融渗硫工艺及渗硫层组织形貌

利用稀土的催渗作用开发出一种低温熔融硫新工艺，采用XRD，SEM分析了硫化层的微观结构和表面形貌，并测定了其抗蚀性和显微硬度值。结果表明，采用该含复合稀土渗剂可较大幅度提高S在钢铁表面的渗速，以980℃低温淬火＋210℃低温回火态Cr12钢为基体，190℃下渗硫6h即可获得厚约10μm的渗硫层，且渗层厚度随渗硫时间增加而增加，其变化趋势呈抛物线型动力学曲线关系。稀土的催渗作用同其加入量有关，渗硫剂中复合添加5％（质量分数）左右的稀土化合物效果最佳。渗硫层组织疏松多孔，主要由FeS,FeS2相构成，其与基体结合良好，硬度较低（约Hmv300左右），并具有一定的耐蚀性。     

烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体显微组织和磁性能的影响

研究了烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体组织结构与磁性能的影响. 表面渗镀Dy2O3后, N40的矫顽力由1017 kA · m-1提高到1146 kA · m-1, 38H的矫顽力由1575 kA · m-1提高到1753 kA · m-1, 而通过传统合金化添加同量Dy, N40和38H的矫顽力分别为1061和1634 kA · m-1. 磁体表面渗镀Dy2O3后热稳定性也大大改善. 组织分析表明, 元素Dy从表面扩散并渗入磁体的内部约20 μm厚, Nd2Fe14B晶粒表层附近Dy含量比晶界中高, 说明Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表面层的部分Nd发生置换反应, 增强了Nd2Fe14B晶粒表面层的磁晶各向异性. 在此基础上, 提出了高矫顽力高热稳定性渗Dy的烧结Nd-Fe-B磁体中Dy分布的理想模型.     

Nd_(1-y)Dy_yFe_(11-x)TiM_x(M=Mo,Si)系列化合物中Mo,Si元素的掺杂对其结构及磁性能的影响

通过电弧方法制备了一系列的Nd1-yDyyFe11-xTiMx(M=Mo,Si)型稀土过渡金属化合物,并且通过X射线衍射和中子衍射对其晶体结构进行了研究.实验发现,Nd1-yDyyFe11-xTiMx(M=Mo,Si)系列中化合物主要结构为ThMn12-type(1︰12相).Dy取代Nd没有明显影响1︰12相形成的含量.在Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiMx(M=Mo,Si)系列中,当x≤0.8时Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiMox化合物主要呈ThMn12-type晶形,当x0.8时,化合物中1︰12相的含量降至80%以下;对于Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix,当x≤0.6时,Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix化合物主要呈ThMn12-type晶形,当x0.6时,化合物中1︰12相的含量降至90%以下但保持在80%以上.在不同的化合物中,稳定元素的含量不同.ThMn12-type相的百分含量随着Mo和Si取代Fe含量的增加而减小,意味着Mo和Si取代更多的Fe时,ThMn12-type相将变得不稳定.Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiMox化合物的晶格参数a和c以及晶胞体积V随着Mo(x)含量的增加呈线性增加是因为Mo的原子半径比其中的Fe的大;而Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix合金的晶格参数a和c以及晶胞体积V随着Si(x)含量的增加呈线性减小是因为Si的原子半径比其中的Fe的小.在NdyDy1-yFe11-xTiMx(M=Mo,Si)中,因为Ti和Mo的半径比Fe大而Si的半径比Fe小,所以Ti和Mo原子优先占据8i晶位,Si原子优先占据8j和8f晶位.在化合物RFe12-xMx中,居里温度由T-T交换作用决定的,由于T-T交换作用依赖于T-T原子距离,因此其他元素对Fe的取代导致了居里温度的改变.磁性测量表明Mo或Si取代Fe均导致居里温度的降低.     

稀土对TC4钛合金固体渗硼的影响研究

采用稀土-硼共渗法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20 h进行了固体粉末渗硼实验,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析与X射线衍射分析(XRD)研究TC4钛合金稀土-硼共渗后的组织形貌和物相组成,讨论了稀土对TC4钛合金渗硼层相组成、硬度及耐磨性的影响。结果表明,渗层由外表层的TiB2和伸向基体的齿状的TiB组成,渗层厚度最高可达25μm;XRD分析表明,TC4钛合金稀土-硼共渗后形成TiB2与TiB双相硼钛化合物层,稀土的加入使得TiB2的含量增大;EDS分析得出表层B和Ce元素含量较高,稀土促进B原子在基体表面的吸附使其浓度增大;渗层的显微硬度呈梯度分布,稀土-硼共渗渗层的TiB2到TiB晶须硬度值的变化范围为3300HV0.01~1800HV0.01;共渗渗层的耐磨性也显著提高。     

稀土对碳氮共渗过程的活化催渗及微合金化研究

研究了在碳氮共渗过程中加入稀土元素对钢的碳氮共渗动力学过程、金相组织和性能的影响。稀土可使20号钢、20CrMnTi、20CrMnMo等渗碳钢的扩渗速度提高15～20％,提高表面渗层碳氮含量,明显改善表层碳氮化合物颗粒尺寸和分布。应用于齿轮,可使疲劳寿命提高12％。稀土镧作为共渗组元,渗入钢表面,不仅改善夹杂物形貌和分布,净化晶界,并对钢表面进行了微合金化,从而改善了钢的性能。     

稀土对复合表面处理H13钢耐磨性和高温抗氧化性的影响

利用扫描电镜、Ｘ射线能谱分析和Ｘ射线结构分析方法,研究了Ｈ１３钢在无毒盐浴中添加ＣｅＯ２进行液体硫氮碳共渗,然后再进行氧化处理的复合工艺中,稀土对改善Ｈ１３钢耐磨性和高温抗氧化性所起的作用。结果表明,添加稀土元素表面处理可以使钢的耐磨性和高温抗氧化性显著提高。稀土的作用机制在于：细化渗层中氮碳化物、屡碳化物的分布状况、增强氧化膜与相邻相之间结合力及缓解热应力。     

混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响

研究了富La混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响。当混合稀土加入量较少时，合金中的α—Al相为明显的胞状枝晶；随着混合稀土加入量的增加，α-Al枝晶优先形核生长得到抑制，共晶Al3Fe相得到细化；当稀土加入量增至0．6％(质量分数)共晶Al3Fe相尺寸逐渐增大。并对混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响机制进行了探讨。     

Ti对铸造镍基高温合金中碳化物和拓扑密排相影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等测试技术,研究了经过标准热处理和时效处理后的不同Ti含量合金的微观组织。 研究发现,标准热处理后不同Ti含量合金的相组成相同,主要由γ、γ′、MC和M23C6型碳化物组成;随着Ti含量增加,合金组织中的碳化物数量逐渐增加。 不含Ti的合金中的MC碳化物的组成主要是TaC,而含Ti合金中MC型碳化物组成为(Ta,Ti)C,并且随着Ti含量增加,MC碳化物中M组成元素Ta和Ti的比值（Ta/Ti）逐渐减小。 通过研究900 ℃不同时间时效处理后合金微观组织发现,随着Ti含量增加,合金中拓扑密排相(TCP)析出趋势逐渐增加。 含质量分数2.7%Ti的合金经900 ℃/500 h时效处理后,组织中析出了针状富含Cr、W和Mo的σ相。 这表明要保证合金具有良好的组织稳定性,需要控制合金中Ti的加入量。     

混合稀土对共晶Al-2%Fe合金组织形态的影响

研究了富La混合稀土对共晶Al-2?合金组织形态的影响. 当混合稀土加入量较少时, 合金中的α-Al相为明显的胞状枝晶;随着混合稀土加入量的增加, α-Al枝晶优先形核生长得到抑制, 共晶Al3Fe相得到细化;当稀土加入量增至0.6% (质量分数)共晶Al3Fe相尺寸逐渐增大. 并对混合稀土对共晶Al-2?合金组织形态的影响机制进行了探讨.     

聚合物反应加工过程中的原位合金化

用反应加工方法将具有不同性能的高分子材料通过共价键或离子键组装在一起,制备具有各共混组分优良性能的新型高分子合金材料,是当前高分子材料科学发展较快的领域之一.本文分别就聚合物/聚合物共混体系和聚合物/可聚合性单体共混体系原位合金化问题进行了讨论,简要概括了国内外该领域研究取得的最新成果.     

一种制备碳载高合金化Pt-Ru催化剂的方法

提出了在四氢呋喃(THF)和H₂O混合溶液中用一般的化学还原法在室温下制备碳载Pt-Ru(Pt-Ru/C)催化剂的新方法。与在纯水中制得的Pt-Ru/C催化剂相比，其Pt-Ru粒子的合金化程度高、平均粒径较小且相对结晶度低，因此，该催化剂对甲醇氧化的电催化活性远高于在纯水中制得的Pt-Ru/C催化剂。高合金化程度的原因是H₂PtCl₆和RuCl₃在THF和H₂O混合溶液中的起始还原电位相近。此外，在THF和H₂O混合溶液中，THF和H₂O的体积比的改变并不影响制得的Pt-Ru/C催化剂中Pt-Ru粒子的合金化程度，但对Pt-Ru粒子的粒径以及相对结晶度有较大影响。     

Mechanical Alloying of Metal–Organic Frameworks

The solvent‐free mechanical milling process for two distinct metal–organic framework (MOF) crystals induced the formation of a solid solution, which is not feasible by conventional solution‐based syntheses. X‐ray and STEM‐EDX studies revealed that performing mechanical milling under an Ar atmosphere promotes the high diffusivity of each metal ion in an amorphous solid matrix; the amorphous state turns into the porous crystalline structure by vapor exposure treatment to form a new phase of a MOF solid solution.     

Thermodynamic Analysis of Alloying in the System Lithium-Selenium

Data on the thermodynamic properties of liquid alloys, the solid phase in the system lithium-selenium are compared and discussed.     

Thermodynamic Analysis of Alloying in the System Lithium-Tellurium

Data on thermodynamic properties of alloys of the system lithium-tellurium in liquid, solidstates are compared and analyzed.     

通过低熵合金实现铂金属d轨道的调控

研究表明对催化剂中活性位电子结构的精准调控是实现精准催化最有效的手段之一,常见的方法包括调控晶格应力、电荷转移等。在掺杂材料体系中,人们已经运用原子晕效应等理论来解释异原子活性位几何、电子结构的改变给基底材料所带来的物理、化学性质的改变,进而实现对催化等性能的调控。本文中我们以低熵合金为研究对象,通过第一性原理计算提出了原子轨道调控的新途径来尝试实现对催化的精准调控,即通过改变Pt原子的d轨道来实现对催化性能的调控。我们分别模拟了Pt和Pt-Fe合金在不同的吸附位点下对O2分子的吸附过程。我们发现Fe原子的掺入在削弱表面Pt原子对O2分子吸附的情况下却没有影响其解离。通过投影态密度（PDOS）分析得到Pt-Fe合金中Fe-3d和Pt-5d轨道有较强的杂化,从而导致了Pt的d轨道发生偏移的同时产生了自旋极化现象。部分Pt的电子态移动到费米能级之上与O2-π*产生交叠,进而导致了Pt-Fe合金中的Pt-5d与O2-π*的杂化程度明显高于纯Pt体系。我们的理论研究表明,通过这种低熵合金的手段能够调节Pt的d轨道,从而促进对O2分子的催化效果。该研究可以预见轨道调控将为精准催化提供更加有效的手段。未来相信这些研究将对更高效、清洁的催化剂设计提供崭新的思路。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定不锈钢中8种合金元素

采用硝酸-盐酸-水(1+3+6)混合酸溶液溶解不锈钢样品,用电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定试样溶液中铬、镍、铜、锰、磷、硅、钼和钛等8种合金元素。选择钇元素作为内标元素,选择波长为357.869,231.604,327.396,257.610,178.284,251.611,202.030,337.280 nm8条谱线依次作为铬、镍、铜、锰、磷、硅、钼和钛的分析线。方法用于分析了12种标准物质,测定值同证书值一致,各元素的相对标准偏差(n=7)均小于5.5%。     

ICP-AES法测定高合金钢中主合金元素含量

利用全谱直读ICP－AES（CID检测器）分析技术，通过对试样溶解方法，元素分析谱线和背景校正扣除，仪器分析参数等因素进行了试验研究，综合确定了最佳试验条件，并采用元素多谱线平均值法对高合金钢中主合金元素进行了光谱分析。结果表明，方法测定高合金钢中主合金元素的准确度和精密度符合国家标准中允许误差的要求，可用于日常材质的检验。     

Alloying elements in mineral and synthetic components of welding materials

New naturally alloyed components of welding materials (sphene, nepheline, and titanium-magnetite concentrates from apatite-nepheline ores from the Khibiny deposit), synthetic components based on concentrates of olivine ores from the Khobozero deposit, and also hydroxides and xerogels are considered as precursors of new alloyed components.     

Alloying during codeposition of copper and tin out of silicofluoride electrolytes

A technique for obtaining binary Cu-Sn alloys containing 20–35 mol % Sn is proposed. The technique—the electrochemical deposition out of silicofluoride electrolytes—ensures a high deposition rate of coatings (25–50 μm h^?1). The formation of intermetallic compound Cu₁₀Sn₃ is found to occur at a high current density, in conditions of the tin reduction depolarization and the copper reduction superpolarization. The alloys consist of submicron grains. Apart from crystalline Cu₁₀Sn₃, they include x-ray-amorphous tin (2–12 mol %) and tin oxides (≤1–3 mol %). The alloys feature high hardness (4200 MPa), corrosion resistance, and solderability.