Fe3Al金属间化合物硫化腐蚀中晶粒变化及晶界扩散研究

本文采用真空熔炼法制备了Fe3Al金属间化合物,借助SEM,XRD,EDX等手段研究了Fe3Al在O-S混合气氛下800-1000℃的高温腐蚀行为及其中的晶相变化、晶界扩散过程,并从热力学和动力学方面对其腐蚀机理进行了分析.结果表明:Fe3Al合金在600-900℃范围内,具有较好的抗高温腐蚀性能.当温度超过1000℃或长时间腐蚀时,腐蚀速度迅速增加.     

Fe3Al/HAP生物陶瓷的制备及力学性能

本文采用化学沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP)纳米粉体,利用铁粉和铝粉经过高能机械球磨和热处理工艺制备了金属间化合物Fe3Al粉体;将制备的HAP粉体为基体按质量百分含量加入4;的Fe3Al粉体,经过球磨分散得到复合粉体,然后经过冷压成型和160MPa冷等静压成型及1200℃真空无压烧结,得到羟基磷灰石与金属间化合物Fe3Al的生物复合材料.通过XRD、SEM等测试方法揭示了材料的相组成及微观结构,研究结果表明:采用化学沉淀法制备的羟基磷灰石粉体粒径在100纳米以内,结晶度高、粒度均匀,纯度高;Fe3Al质量含量为4;的Fe3Al/HAP生物复合材料HAP的基本晶体结构没有因为Fe3Al的加入而发生变化,其抗弯强度为89.6MPa,较纯羟基磷灰石陶瓷有了较大的提高,证明Fe3Al增强HAP是有效的.     

机械合金化-热处理制备Ti3AlC2导电陶瓷的研究

对Ti、Al、C单质混合粉体进行机械合金化加工,通过对所得混合粉体进行高温热处理以此获得高纯度的Ti3AlC2陶瓷粉体,研究了球磨时间和热处理温度对粉体中Ti3AlC2纯度的影响.研究表明:在球磨转速550 r/min,球磨时间3h的条件下,合成混合粉体中的Ti3AlC2的含量为83.5wt;.在850～1000℃范围内,粉体中Ti3AlC2的含量随着热处理温度的升高而提高,当热处理温度为1000℃时,计算粉体中Ti3AlC2的含量高达99.7wt;;将观察倍数扩大到60000倍,可以清晰观察到Ti3AlC2典型六方形状的晶粒.     

TiAl金属间化合物/羟基磷灰石生物复合材料的制备及性能表征

首先采用机械合金化的方法制备出TiAl金属间化合物,用化学沉淀法制备出HA粉体,然后将二者球磨混合,经过真空热压烧结工艺制得TiAl/HA复合材料.力学性能检测结果表明,TiAl/HA复合材料的硬度比纯HA生物陶瓷要低,并且随TiAl质量分数的增加呈现降低趋势;复合材料的抗弯强度随着TiAl金属间化合物含量的增加呈上升趋势,含量为15;以下,其强度低于纯羟基磷灰石,含量处于15;到30;之间,其强度高于纯羟基磷灰石;断裂韧性高于纯HA生物陶瓷,最高可比纯羟基磷灰石提高78.7;,并且随着TiAl质量分数的增加呈上升趋势.X射线衍射结果表明复合材料中只含有TiAl金属间化合物和HA两种成分;断口扫描电镜照片显示,纯羟基磷灰石材料比较致密,而复合材料中存在一定量的气孔,其部分断裂区域显示出穿晶断裂的形态.     

Fe3Al/Al2O3纳微米复合材料的界面电子结构研究

利用EET理论计算了Al2O3与Fe3Al的价电子结构及其部分晶面的电子密度.结果表明,两相界面的电子密度差Δρ＞10;,界面有较大的应力.两相以一定方式取向时,可增强结构的稳定性.     

机械合金化-低温烧结Ti3SiC2导电陶瓷材料

采用化学计量比为3Ti/Si/2C的单质粉体为反应原料,通过机械合金化工艺和热处理制备高纯度的Ti3SiC2陶瓷粉体,研究了热处理温度对提高机械合金化混合粉体中Ti3SiC2纯度的影响.研究表明:在球磨转速400 r/min,球磨时间10 h的条件下,合成以Ti3SiC2为主相的混合粉体,其中Ti3SiC2含量为75.5vol;,同时出现表面灰黑色且坚硬的不规则块体,成分与球磨粉体相似.在热处理温度为850～1000℃范围内,混合粉体中Ti3SiC2的含量随着热处理温度的升高而提高,当热处理温度为1000℃时,计算粉体中Ti3SiC2的含量高达98.5vol;..     

Ti3Al含量对TiC/(Ti3Al+ZrO2)陶瓷复合材料晶粒生长及性能的影响

采用机械合金化和热压烧结制备了TiC/(Ti3Al+ZrO2)复合材料.研究了1550℃烧结温度下,不同Ti3Al含量(10、15、20、25;质量分数)对复合材料烧结及力学性能的影响.结果表明:随着Ti3Al含量的增加,烧结体致密化程度提高,抗弯强度和硬度相应提高,但当Ti3Al超过一定量时,强度、硬度又有所降低.     

过渡金属轻元素化合物的高温高压制备

过渡金属轻元素化合物（TMLEs）由于具备高硬度,高熔点,优异电学、磁学、超导等性质受到广泛关注,是一类 具有优异力学性能的功能性材料。优异力学性能与功能性的结合使TMLEs成为极端环境下使用的特种材料。然而, TMLEs的制备往往需要高温高压（HPHT）极端实验条件来克服能垒。目前,已经有了大量HPHT制备TMLEs的报道, 然而,多数只关注产物的性质,对在HPHT下TMLEs的生长机制报道较少。因此,总结HPHT制备的TMLEs,分析TMLEs的晶体生长过程,对理解TMLEs的晶体生长机理、探究新型 TMLEs的制备具有重要意义。结合本课题组研究 经验及其他相关文献,总结了HPHT方法制备的过渡金属硼化物（TMBs）、碳化物（TMCs）和氮化物（TMNs）的晶体生 长情况,分别从起始原料、温压条件、晶体形貌等方面分析了TMLEs的生长机制。总结如下：通过原料配比和温度控 制是制备TMBs单一相的关键,提出硼亚结构单元是使TMBs形成台阶式生长模式的本质因素,碳源和氮源的选择决 定了 TMCs和TMNs的生长机制。同时提出,缺少利用HPHT制备TMLEs毫米级单晶的报道,限制了TMLEs部分本 征的性质探究;并且,新型高轻元素含量的TMLEs结构依然有待开发。随着人类对材料的要求越来越苛刻,以及TMLEs的不断发展,TMLEs将在未来特种材料领域具有不可替代的地位。     

N型赝三元机械合金化冷压烧结热电材料的制备及其性能

本文采用机械合金化法成功制备了N型赝三元(Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3)合金粉体材料,该材料颗粒均匀、细小,颗粒尺寸在10～100nm量级.在此基础上采用冷压烧结法制备了N型赝三元机械合金化冷压烧结热电材料.研究了这种热电材料的电导率、塞贝克系数与烧结温度的关系.     

无序化对有序铁铝金属间化合物磁性的影响

在平衡态时,化学计量比成份Fe3Al具有D03超结构,并表现出铁磁性,平均每个Fe原子的磁矩是1.7μB,而具有B2超结构的FeAl却是无磁的.利用快速凝固、冷加工处理、溅射和机械合金化等非平衡加工技术可以使D03-Fe3Al和B2-FeAl等有序铁铝金属间化合物相无序化.本文利用固体与分子经验电子理论(EET)和Jaccarino-Walker模型对铁铝金属间化合物的磁性进行了计算,研究了无序化对Fe-Al有序相磁性的影响.结果表明:完全无序的Fe75Al25和Fe50Al50,每个Fe原子的平均磁矩分别是2.01μB、1.41μB,铁铝金属间化合物的磁性可以通过无序化提高.     

Fe2O3微球的制备及其表征

本文采用阳离子交换树脂为模板,通过离子交换、高温焙烧等过程制备了Fe2O3微球.采用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、X射线能量散射谱仪等分析方法对产物进行了表征.结果表明:所制备的微球直径在300～500 μm之间,微球表面由α-Fe2O3颗粒有序排列组成.     

凝胶注模成型Al2O3陶瓷的显微结构及力学性能研究

以Al2O3粉为原料,TiO2+MgO为烧结助剂,琼脂糖为单体,聚丙烯酸铵为分散剂,利用凝胶注模及无压烧结工艺制备了Al2O3陶瓷.研究了琼脂糖固化机制、烧结助剂作用机理以及琼脂糖含量对Al2O3陶瓷坯体及烧结体的显微结构及力学性能的影响规律.试验结果表明,琼脂糖利用内部氢键的结合,形成三维网络状结构,将Al2O3粉原位凝固成型.TiO2+MgO烧结助剂使材料实现了液相烧结机制,有利于降低材料的烧结温度及促进致密化进程.随着琼脂糖含量增加,坯体的致密度、坯体及烧结体的抗弯强度均呈先增大后减小趋势.当琼脂糖含量为0.5wt;时,Al2O3陶瓷的抗弯强度达到最大值.     

溶剂热法合成纳米结构四氧化三铁空心微球磁性研究

通过溶剂热反应合成了Fe3O4空心微球.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构和形貌进行了表征.结果表明,所制备的单分散Fe3O4空心微球为立方多晶结构,其直径约400 nm,是由约40 nm纳米颗粒组装而成.用振动样品磁强计(VSM)测量了Fe3O4空心微球的室温和变温磁性.室温磁滞回线表明不同反应时间所得产物均表现为良好的亚铁磁性,其饱和磁化强度Ms随反应时间的增加先升后降.由反应时间为12 h所得的Fe3O4空心微球在1000 Oe下的M-T曲线测得其居里温度为778 K,并测得其在外磁场H=5000 Oe场冷却至液氮温度再升至不同温度(100 K,200 K,300 K)时的磁滞回线,发现不同温度时测得的Fe3O4空心微球磁滞回线都是左右对称的,没有明显的交换偏置效应,且随测量温度增加,其饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc均降低.     

溶胶-凝胶法制备Al2O3粉体及其陶瓷的性能研究

以硝酸铝、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备Al2O3粉体.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对Al2O3粉体的晶体结构、形貌及粒径进行表征,并研究以MgO-CuO-TiO2作为添加剂时,Al2O3陶瓷的烧结特性及介电性能.结果表明:干凝胶经1000℃煅烧2h后得到了分散性良好的Al2O3粉体,粒径大约为50～ 80 nm.随着MgO掺杂量的增加,Al2O3陶瓷的相对密度、介电常数以及Q·f值都呈先增大后减小的趋势;随着温度的升高,烧结体的相对密度不断增大.当烧结温度为1500℃,MgO含量为0.5wt;时,Al2O3陶瓷的综合性能较好:相对密度为91.52;,介电常数和Q·f值达到最大值分别为9.46,19862 GHz.