第一性原理研究C在Fe(111)表面和次表面的积炭机理

使用密度泛函方法对C原子在Fe(111)表面吸附团聚和次表层的吸附扩散进行了研究。在炭覆盖度θ_C <1 ML时,C主要以孤立的原子态存在并导致表面重构;1 ML≤θ_C ≤2 ML,"mC₂+nC"为主要的吸附形式;θ_C≥2 ML时,复杂的吸附形态比如碳链和岛状碳团簇开始生成。这些复杂岛状碳团簇是Fe(111)表面石墨沉积或碳纳米管生长的成核中心。在次表层,C原子在八面体位稳定存在。C在表面的迁移能垒为0.45 eV,由表面迁移到次表面的的能垒为0.73 eV。虽然C₂团簇的生成是热力学有利的,但是C向次表层的迁移动力学上占优。     

First-principles study of the mechanism of carbon deposition on Fe(111) surface and subsurface

使用密度泛函方法对C原子在Fe(111)表面吸附团聚和次表层的吸附扩散进行了研究.在炭覆盖度θc＜1ML时,C主要以孤立的原子态存在并导致表面重构;1ML≤θc≤2ML,“mC2+nC”为主要的吸附形式;θc≥2ML时,复杂的吸附形态比如碳链和岛状碳团簇开始生成.这些复杂岛状碳团簇是Fe(111)表面石墨沉积或碳纳米管生长的成核中心.在次表层,C原子在八面体位稳定存在.C在表面的迁移能垒为0.45eV,由表面迁移到次表面的的能垒为0.73eV.虽然C2团簇的生成是热力学有利的,但是C向次表层的迁移动力学上占优.     

碳化钼催化剂研究进展

铂和其元素周期表中相邻元素作为催化剂被广泛应用于化学合成、石油化工、聚合和环境保护等化学工业领域.但是铂族金属或Ⅷ族过渡金属,特别是铂、钯、铑、铱、钌等稀有贵金属,其储量逐年减少,需求量却逐年增加.研究表明,碳化钼在很大范围内具有与铂族金属相同的催化性能.因此,寻找这些金属的替代品应用于催化领域已成为近年来的研究热点.     

热冲压模具钢SDCM高温摩擦磨损性能

为了研究新型热冲压模具材料SDCM钢的高温摩擦磨损性能,对比国外优质热作模具材料CR7V钢,利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射分析(XRD),UMT-3型高温摩擦磨损试验机以及Bruker白光轮廓仪等手段研究了新型热冲压模具钢SDCM热处理后组织状态、抗氧化性能以及不同温度高温摩擦磨损后磨痕形貌、截面形貌、表面物相.结果表明:不同温度下SDCM钢磨损机制差异明显,100℃时,材料主要为黏着磨损,经过300℃、500℃轻微氧化磨损与黏着磨损共存的阶段后,700℃时,磨损机制转变为氧化磨损;在100~400℃范围内,CR7V由于含有更多的M23C6型和M7C3型碳化物(分别占总碳化物的3.4%和12.7%),因而具有较高的耐磨性;500~700℃范围内,SDCM因具有更高的抗回火软化能力;同时Cr元素含量较少,抗氧化能力较弱,能够及时形成摩擦氧化层,作为"润滑剂",提高材料的耐磨性.     

Cu-Sn-Cr真空钎焊金刚石界面微结构分析

为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,开发了一种适于钎焊金刚石的混合金属粉Cu-Sn-Cr作为钎料,并对金刚石磨粒进行了钎焊实验.采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构进行了分析.结果表明:适合钎焊金刚石的活性成分为Cu76Sn19Cr5,该钎料能够实现金刚石的高强度连接.在金刚石与钎料界面处有碳化物生成,钎料组织主要由α-Cu固溶体、Cu41Sn11.金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状Cr7C3.     

两种热作模具钢高温耐磨性对比研究

在UMT-3高温摩擦磨损试验机上对两种热作模具钢的高温摩擦磨损特征进行了研究,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等检测手段对磨损表面和截面的形貌特征及物相进行分析.试验结果表明:SDCMSS钢有较H13钢高的高温耐磨性.在试验温度范围,SDCM-SS钢摩擦系数和磨损率要小于H13钢.SDCM-SS钢在400~700℃发生轻微氧化磨损机制;H13钢在400~500℃发生轻微氧化磨损机制,600和700℃发生严重氧化磨损机制.SDCM-SS钢高氧化性和高热稳定性能使新型模具钢具有较H13钢更宽的轻微氧化磨损温度区间,从而具有好的高温耐磨性能.700℃时,SDCM-SS钢的碳化物在摩擦过程中会聚集在摩擦氧化物层与基体交界面形成碳化物层.此碳化物层有益于提高热作模具钢的高温耐磨性.     

铈对铁基烧结制品中合金元素分布的影响研究

研究了在高铬铁基烧结制品中添加稀土元素以后,对烧结制品力学性能及合金元素分布的影响,并对其影响机制进行了分析。结果表明,加入稀土元素明显增加了合金碳化物中铬的含量,使碳化物的显微硬度提高,从而提高了材料的耐磨损能力。     

具有粒状碳化物的莱氏体型铸造模具钢的耐磨性研究

研制了含粒状碳化物的新型莱氏体型铸造模具钢,发现其可使传统莱氏体型铸造模具钢的低强韧性得以提高,并探讨了其磨损机理,结果表明,碳化物形态（大小、形貌、分布及数量）对莱氏体钢的耐磨性有明显影响。由于该新型铸造模餐钢有沿枝晶间均匀分布、形貌圆整的１闪碳化物和晶内弥散析出的大量２次碳化物,其耐磨性略高于相近碳化物形态的铸造３￣４级偏析Ｃｒ１２类钢,明显高于锻造１￣２级偏析Ｃｒ１２类钢和传统莱氏体型铸造模     

耐液锌腐蚀的铬碳化物覆层形成过程中稀土还原剂的作用

研究了热反应沉积扩散法形成耐液态锌腐蚀的铬碳化物覆层过程中稀土还原剂对覆层厚度,熔盐性质的影响。在９５０℃、含１５％Ｃｒ２Ｏ３硼砂体系中加入８％稀土铁镁合金,具有罗好的铬碳化物覆层形成能力,流动性好,老化周期长,工艺性能良好。     

低温加氢催化剂的设计: 理论与实践

简要总结了我们在C=C及C=O双键低温加氢双金属催化剂方面的最新研究成果. 首先, 我们以环己烯加氢为探针反应, 证明了平行使用多种研究手段的重要性, 包括单晶表面的基础研究与DFT计算, 多晶表面的合成与表征, 负载型催化剂的制备与性能测试等. 其次, 总结了双金属催化剂在其他加氢反应, 如丙烯醛C=O双键的选择性加氢, 苯的低温加氢, 以及乙炔的选择性加氢等反应中的应用. 最后, 讨论了利用金属碳化物代替贵金属Pt以减少双金属催化剂中Pt用量的可能性.