纳米CeO2对Ni基合金激光熔覆层的组织与耐蚀性的影响

利用5 kWCO2激光器,在Q235低碳钢表面熔覆微米或纳米CeO2/Ni基合金复合材料,制备了涂层。利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了熔覆层的组织和相结构,利用CHI604b型电化学分析仪测定了熔覆层的阳极极化曲线。结果表明：加入微米CeO2的熔覆层组织明显细化,并出现大量的等轴晶,加入纳米CeO2的熔覆层等轴晶更加细小,并且组织致密;加入微米CeO2后Ni基合金熔覆层主要相结构的为γ-Ni,Cr23C6,CeNi3,γ-CeO2,Ni3Si和Ni3B等相,加入纳米CeO2的熔覆层中出现γ-Ni,Cr23C6,CeNi3,CeNi5,Ni3Si和Ni3B等相;当纳米CeO2的添加量为1.5%时,熔覆层的耐蚀性能大幅度提高,并且形成相对稳定的钝化膜。     

纳米Y2O3/钴基合金激光熔覆层的组织

利用5 kW CO2激光器,在Ni基高温合金表面,熔覆纳米稀土氧化物(Y2O3)/钴基合金复合材料,制备了涂层.利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜分析了熔覆层的组织结构.结果表明: 熔覆层的主要相组成为γ-Co,ε-Co,Cr23C6和Y2O3;加入纳米Y2O3,凝固组织由细长的柱状树枝晶转变为较短的树枝晶;纳米Y2O3含量增大至1%时整个断面获得等轴晶组织;纳米Y2O3作为异质形核的核心,细化了组织;纳米Y2O3在熔覆层中分布不均匀,促进了γ-Co向ε-Co的转变;熔覆层的亚结构为堆跺层错.对熔覆层等轴组织形成机制进行了分析.     

含镧Fe-B激光熔覆层的摩擦学性能研究

为研究稀土对Fe—B激光熔覆层摩擦学性能的影响，采用自配Fe，B4C，硅铁稀土混合粉末在45^#钢基体上进行激光熔覆实验，并在HQ-1摩擦磨损实验机上对不同稀土含量的熔覆层进行摩擦磨损实验。结果表明：含适量稀土熔覆层的耐磨性得到很大提高，在本实验条件下，硅铁稀土加入量最佳值为4％～5％，此时熔覆层耐磨性提高25．8％，当硅铁稀土加入量过多时，熔覆层耐磨性反而降低，甚至低于不加稀土时的耐磨性。通过对磨斑表面硼元素(1s电子轨道)的XPS图谱分析表明，熔覆层中铁与硼主要以Fe2B相存在。磨损表面部分镧元素被氧化，生成La2O3。     

铈对Ti-V-Cr-Fe储氢合金显微组织的影响

使用V-Fe合金为原料制备了Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50Cex固溶体储氢合金, 采用EPMA和XRD对合金显微组织和相结构进行了分析. 结果表明, 不含Ce的Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50合金由BCC主相和分布于晶界的Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相组成. 当Ce添加于合金后, 随着合金中Ce含量的增加, Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相含量明显减少. Ce的添加抑制了富Ti相的析出, 促进了合金元素尤其是Ti的均匀分布. 此外, 随Ce含量增加, 合金BCC主相平均原子半径和晶格常数随之增大, 有利于增大合金的储氢容量.     

稀土对Ti-Zr-V-Cr-Ni合金微观结构和电化学性能的影响

研究了稀土对Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3和Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3RE0.05(RE分别代表La,Ce,Pr,Nd和混合稀土)合金均由主相为体心立方结构的钒基固溶体相和少量六方结构的C14 Laves相组成;在合金中加入稀土元素,同时增大合金中两相的晶胞体积。镧和其他金属元素结合形成新相分布于合金中。添加稀土元素可以改善合金电极的活化性能。镧的添加降低了合金电极在60 mA.g-1下的最大放电容量,但对其理论放电容量几乎没有影响;合金的放电容量对温度的变化比较敏感,过高的温度使其容量发生衰减,含稀土元素的合金电极在323 K温度下放电容量达到最大值。稀土对合金电极的荷电保持率产生不利影响,镧、钕和混合稀土的添加能够改善合金电极的倍率放电性能。     

La0.8Sr0.2Mn（Fe）O3-δ作为SOFC合金连接体系保护涂层的作用效果

工作温度在800℃以下的固体氧化物燃料电池可采用铁素体不锈钢SUS430（含Cr16％-17％（质量分数））作为连接体材料，然而不锈钢在高温下极易发生氧化形成Cr2O3和Fe3O4等尖晶石相化合物，从而大大地降低了电池的性能。本研究的主要目的是通过空气等离子喷涂（APS）La0.8Sr0.2Mn（Fe）O3-δ（LSM20）和La0.8Sr0.2Mn（Fe）O3-δ（LSF20）保护性涂层来降低合金的氧化生长速率，尤其是减少Cr2O3相的生长。采用XRD和SEM／EDX表征了氧化层的相组成和微观结构特征。在800℃空气中进行了热震实验，经50次循环，LSM20和LSF20涂层合金十分稳定，而SUS430合金氧化层表现出明显地剥落和失重现象。LSF20涂层具有明显的氧化增重速率慢，氧化后界面电阻低，能有效地抑制Cr向合金表面扩散等优点，在800℃空气中氧化1000h后，LSF20涂层合金的界面电阻比LSM20涂层合金的降低了23倍。     

Ni添加对Ti0.4Zr0.1V1.1Mn0.5Cr0.1合金的相结构和电化学性能的影响

本文通过XRD、SEM、EDS研究了Ti0.4Zr0.1V1.1Mn0.5Cr0.1Nix(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)合金的相结构和电化学性能.该合金系由BCC结构的V基固溶体主相和六方结构的C14 Laves第二相组成,Ni能够促进第二相的生成,Ni含量的增加导致了各相中的化学组成和晶格参数的变化,并通过电化学方法研究了Ni含量对Ti0.4Zr0.1V1.1Mn0.5Cr0.1合金电极的最大放电容量、自放电性能、高倍率放电性能、循环稳定性能等的影响.     

Al89Gd7Ni3Fe非晶粉加压成块合金的组织结构与力学性能

研究了Al89Gd7Ni3Fe非晶粉末经不同温度热挤压成块后的组织形貌和相结构，分析了非晶的晶化过程，并考察了该合金的弯曲强度和疲劳性能。结果表明，不同温度热挤压成块合金组织均由面心立方的α-Al、二元金属间化合物Al3Gd和少量三元金属间化合物τ1相组成，α-Al晶粒细小，Al3Gd相呈等轴颗粒状，τ1相呈杆状分布，提高热挤压温度，有利于Al3Gd相的析出，不利于τ1相的形成。与普通沉淀硬化型Al合金相比，热挤压成块Al89Gd7Ni3Fe合金具有极高的强度和优良的抗疲劳性能，不同温度热挤压成块Al89Gd7Ni3Fe合金的弯曲强度均超过1000MPa，提高热挤压温度，合金的强度和疲劳性能也因金属间化合物Al3Gd相含量增加而改善。     

钇对激光熔覆钴基合金组织和高温腐蚀性能的影响

系统研究了在2Cr13和1Cr18Ni9Ti钢表面激光熔覆并含钇的钴基合金层的组织和表面涂盐的高温腐蚀行为,同时着重探讨了钇的作用。结果表明,添加钇的钴基合金覆层组织更细密,且与基体结合牢固;在表面涂有75％Na_2SO_4+25％NaCl盐膜条件下,其耐高温腐蚀性能获得极大提高;添加0.874％Y后,其表面能形成连续致密的保护性氧化膜,可阻碍氧、硫的扩散浸入,使其性能更佳。同时,添加钇后,内氧化层浅而细密,对内层合金元素向外表面扩散迁移起屏障作用。     

费-托合成Fe1-xO基熔铁催化剂的研究

 采用高温熔融法制备了用于费-托合成的Fe1-xO基熔铁催化剂,考察了其在n(H2)/n(CO)=2,温度573 K,压力1.4 MPa和空速为12?600 h-1下的催化性能. 结果表明,与Fe3O4基熔铁催化剂相比,Fe1-xO基熔铁催化剂具有较高的催化F-T合成反应的活性、较低的WGS反应选择性和较强的加氢能力. XRD结果表明,经F-T反应后的熔铁催化剂存在Fe5C2和Fe3O4两种物相,但Fe1-xO基熔铁催化剂中Fe5C2的晶粒尺寸小于Fe3O4基熔铁催化剂中Fe5C2的晶粒尺寸.     

添加元素对AB2型Laves相合金电化学性能的影响

比较系统地研究了AB2型Laves相合金Zr0.9Ti0.1Ni0.1Mn0.7V0.3M0．1(M=None，Ni．Mn．V．Co．Cr．Al．Fe，Mo．Si．C．Zn，Cu和B)的相结构和电化学性能以及高温和低温放电性能等．结果表明．14种合金均具有六方C14型Laves相的主相晶体结构．同时，含有少量立方Cl5型Laves相和一些由Zr9Ni11及ZrNi组成的非Laves相；添加V和Mn可提高AB2合金的放电容量；添加B和Mn则显著提高了AB2合金的高倍率放电性能和低温放电容量；添加Al，C．Si和Co对合金电极的循环稳定性改善明显；而Mn．Ni．V．Fe．Cu．Mo和B等却不同程度地降低了循环稳定性；添加Si．Mo，V，Cr和Al可明显改善合金电极的自放电性能；添加Si．Cr．V可显著改善AB2合金电极的高温放电性能．讨论了各种添加元素影响合金性能的可能原因．     

溅射AlY涂层对不锈钢热腐蚀性能的影响

采用直流磁控溅射法在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备Al Y涂层,并对部分涂层进行600℃真空扩散退火和预氧化处理,研究了不锈钢和具有不同状态Al Y涂层的不锈钢的热腐蚀行为。结果表明:不锈钢以及涂层试样的腐蚀动力学近似服从抛物线规律;24 h腐蚀后,不锈钢试样增重最大,涂层试样增重比不锈钢试样小,三种涂层试样中,增重从大到小依次是:未处理的涂层试样、真空扩散退火试样及预氧化试样。不锈钢在Na2SO4盐膜下腐蚀24 h后,形成了以Cr2O3和Ni O为主,及少量Fe2O3的氧化膜;在不锈钢表面溅射Al Y涂层并经过适当的预处理,促进了表面Al2O3及Cr2O3保护膜的形成,抑制了基体金属的氧化,提高了不锈钢的热腐蚀抗力。     

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。     

钒,铬对快速凝固Al-Ti-Fe合金的组织结构与显微硬度的影响

利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了V, CrAl-Ti-Fe合金组织及显微硬度的影响. 结果表明 Al-Ti-Fe-(V,Cr)合金急冷态组织均为过饱和Al基固溶体; 300 ℃×10 h处理后, Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr合金析出Al3Ti和Al13Cr2相; 400 ℃×10 h处理后, Al-Ti-Fe-(V,Cr)合金均析出Al13Fe4相.随退火温度的升高, 快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5V合金的显微硬度略有下降, 快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr合金的显微硬度略有上升,表明V, Cr元素的加入有利于快凝Al-2.5Ti-2.5Fe合金显微硬度的增加.     

La15Fe77B8型储氢合金的结构和电化学性能

研究了快淬和退火态La15Fe77B8型储氢合金的组织结构和电化学性能。应用中频感应熔炼-快淬方法制备了La15Fe77B8型储氢合金,其组成为La15Fe2Ni72Mn7B2Al2。结构分析表明:快淬La15Fe2Ni72Mn7B2Al2合金为多相结构,包括LaNi5相、La3Ni13B2相和(Fe,Ni)相,快淬合金经1223 K保温3 h,然后在873 K保温3 h退火处理后,LaNi5相增加,La3Ni13B2相几乎消失,(Fe,Ni)相增加且形态变大。电化学测试表明,退火合金的最大容量(307 mAh.g-1)略小于快淬合金(309 mAh.g-1),而循环稳定性有所改善。退火合金电极的倍率放电能力(HRD)低于快淬合金,原因在于交换电流密度(I0)及氢在合金中的扩散系数(D)降低。快淬和退火合金电极在低温233 K时均能放出55%的容量。     

Mg1.75Al0.25Ni1-xCrx (0≤x≤0.2)合金的制备及其性能

用扩散烧结法制备了Mg1.75Al0.25Ni1-xCr（0≤x≤0．2）系列合金,XRD结构分析表明,用Cr部分替代Mg1.75Al0.25Ni中的Ni,合金的晶体结构并不发生改变,主相为具有立方Ti2Ni结构的Mg3AlNi2相,只是其晶格常数α变大,Cr的替代提高了合金的放电容量,经过一个充放电循环后达到最大值。当x为0．1时,有利于提高合金电极的循环稳定性。测试4种合金阳极极化曲线发现,其腐蚀电位由正到负的顺序为Mg1.75Al0.25Ni0.9Cr0.1〉Mg1.75Al0.25Ni〉Mg1.75Al0.25Ni0.8Cr0.2〉Mg2Ni,说明Mg1.75Al0.25Ni0.9Cr0.1合金具有相对较好的抗腐蚀性．该系列合金循环稳定性结果也支持这一结论．用球磨方法改变合金性能,发现合金的相组成和相结构在球磨后均发生了变化,合金不再需要活化过程,但其放电容量并没有得到提高。     

稀土元素在6063合金中的分布及其作用机理

用金相观察、扫描电镜的波谱和能谱分析结果表明,稀土在6063铝合金铸态组织中富集于晶界,稀土促进了Si和Fe向晶界偏聚,减少了针状铁相,铸态组织均匀、细化,强度提高。过量稀土会形成Al—La类稀土夹杂物,分布在晶界和晶内,使铸态组织粗化,合金强度下降。含稀土的铝合金型材中铁相有所细化,稀土化合物呈球团状,强度及硬度有所提高。     

稀土元素对R-Y-Ni系A2B7型无镁储氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用真空电弧熔炼及退火处理制备R-Y-Ni系A_2B_7型R0.3Y0.7Ni3.25Mn0.15Al0.1(R=Y,La,Pr,Ce,Nd,Gd,Sm)储氢合金,系统研究稀土元素R对合金微观组织与结构、储氢和电化学性能的影响。XRD和SEM-EDS分析表明,合金退火组织由Ce2Ni7型主相、PuNi3型及少量Ca Cu5型相组成,Ce2Ni7型主相的晶格常数a、c及晶胞体积V均随稀土R原子半径的减小而依次降低。该合金均具有明显的吸放氢平台,常温下最大吸氢容量为1.17%~1.48%(w/w),吸氢平台压Peq为0.037~0.194 MPa。电化学分析表明,退火合金电极的电化学活化性能优良,R=La合金具有最高的放电容量(389.2 mAh·g-1)和较佳的容量保持率(充放电循环100次后的S100=85.7%),其中合金微观组织的不均匀性及稀土元素的电化学腐蚀是影响电极循环稳定性的主要原因。合金电极的高倍率放电性能(电流密度为900 m A·g-1)HRD900=71.05%~86.94%,其电极反应动力学控制步骤主要由氢原子在合金体相中的扩散速率所控制。     

WC-Co硬质合金稀土-硼共渗的高温动态相分析

用高温X射线衍射装置对以B4C为供硼剂、以Y2O3为催WC－20Co硬质合金渗硼表面进行了从室温到1300℃连续升温渗硼过程的XRD动态物相分析，探讨了稀土－硼共渗机制。结果表明，在真空烧结升温期间，从WC－Co压坯表面B4C分解出来的活性硼原子除在压坯表面上形成硼化物外，所形成的高浓度活性硼原子还向压坯内钴中扩散形成三元含硼相W2Co21B6化合物。同单独渗硼相比，钇在稀土－硼共渗过程中有拓宽渗硼温度范围、促进B4C脱碳分解和活性硼原子向压坯内扩散等催化渗硼作用。     

稀土氧化物对焊条熔敷金属抗高温硫化腐蚀机制的研究

通过在焊条药皮中分别添加稀土氧化物La2O3及CeO2，研究其对焊条熔敷金属在含硫气氛中腐蚀性能的影响。并在此基础上，进一步分析了稀土氧化物对焊缝金属抗高温硫化腐蚀的作用机制，结果表明：稀土氧化物在焊条药皮中的加入使熔敷金属抗高温硫化腐蚀性能有显著提高，添加La2O3的焊条熔敷金属比添加CeO2的焊条熔敷金属具有更好的抗高温硫化腐蚀性能。提高焊缝金属抗高温硫化腐蚀性能的机制，与稀土元素在焊缝组织中的分布、减少内硫化的加速腐蚀过程相关。