气体法低温稀土多元共渗的研究

从自制的多种渗剂中,筛选了含稀土的最佳渗剂,实现了气体法低温稀土、硼、碳、氮、氧多元共渗。获得了组织、性能和层深远优于其它低温化学热处理的渗层。用金相、扫描电镜、光电子能谱和正电子湮没等技术,对渗层进行了较系统的分析,对稀土的催渗等基本理论问题进行了探讨。     

稀土对工业纯铁共渗硼铝动力学的影响及计算机拟合

采用膏剂法在８９０,９２０和９５０℃对工业纯铁进行稀土硼铝共渗及硼铝共渗,考察了稀土在各温度条件下对渗层生长动力学的影响。根据试验结果,通过计算机拟合给出了渗层生长动学曲线并建立了方程。     

固体法稀土硼钒共渗的研究

研究了CeCl3对固体粉末法B－V共渗的动力学,民分,组织和性能的影响,在渗剂中添加CeCl3不仅具有明显的催渗作用,使渗大速度提高40％以上,并且Ce作为组元渗入工件表面后形成CeFe2新相,还使渗层硬度和耐磨性有较大提高,稀土是通过提高渗剂中的硼势和钒势,。活化渗件表面,降低硼和钒原子的扩散活能来提高B和V的渗入速度的。     

稀土对硼铝共渗渗层相组成的影响

X射线衍射、透射电镜衍射及能谱分析表明 ,共渗初期渗层主要由Fe2 B相组成 ,加稀土后检测到了 (RE0 .6 5,Fe0 .35) 2 3B6 化合物 ;共渗4h渗层主要由Fe2 B相 少量FeB相级成 ,在加入稀土后的硼铝共渗层中 ,检测到了稀土化合物 (Fe0 .8,RE0 .2 ) 6 B ,发现α Fe的晶面间距有所增大。对硼化物的形成进行了分析 ,由于Al,C ,稀土等化合物的形成阻碍了位错的运动 ,稀土的晶界强化、位错强化和固溶强化是加入稀土后硼铝共渗层性能提高的主要原因。     

稀土对低温固体硼碳氮共渗作用的研究

采用Ｘ射线衍射仪,恒电位仪,摩擦磨损试验机等设备,研究了低温硼碳氮稀土（Ｂ－Ｃ－Ｎ－ＲＥ）共渗工艺及共渗层的组织性能,并与硼碳氮（Ｂ－Ｃ－Ｎ）共渗工艺及组织性能进行了比较。在适当范围内,稀土具有明显的催渗作用;与Ｂ－Ｃ－Ｎ共渗相比,Ｂ－Ｃ－Ｎ－ＲＥ共渗层的耐蚀性明显提高。对稀土元素的作用机制作了初步的探讨。     

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。     

用XPS,SIMS对稀土—6063铝合金表面状态的研究

用X射线光电子能谱(XPS)和二次离子质谱仪(SIMS)等表面分析方法对稀土-6063铝合金进行了研究,发现稀土铝合金的表面为金属铝和铝的氧化物两种形态。稀土及镁两者的协同作用,可以缓和铝合金的氧化程度。SIMS结果表明,加入适量稀土,可以抑制镁在稀土-6063铝合金的表面偏析作用。     

表面气相扩渗稀土法处理铝青铜的耐蚀性能研究

采川X射线光电子能谱、离子探针剥蚀分析和扫描电镜等方沙研究了化学气相扩渗稀土对铝青铜合金耐蚀性能的影响。结果表明,在该合金表面有微量铈渗入,电位-时间曲线、交流阻抗和失重试验等还证明,渗铈能提高铝青铜表面耐蚀性能。     

钇磷钨三元杂多配合物的合成及其稀土多元渗与导电性的研究

合成了未见报道的标题配合物。通过化学分析、ICP和TG曲线确定了其化学式为K_8H_3[Y(PW_(11)O_(39))_2]·25H_2O;利用IR、UV、XRD、~(183)W-NMR、循环伏安等手段对其结构进行了表征,结果表明杂多阴离子为β_2型Keggin结构。采用稀土多元渗的方法对配合物进行了气相热扩渗,经ICP和XPS测试表明:微量的稀土元素La和Ce可以渗入到配合物的体相,并与组份元素存在键合作用。扩渗后化合物的化学式为K_8H_6YLa_(0.11)Ce_(0.18)P_2W_4~ⅤW_(18)~ⅥO_(78)·15H_2O,其晶体属单斜晶系,晶胞参数:a=6.3775nm,b=3.6771nm,c=3.7727nm,β=90.192°,V=88.47326nm~3;导电性的测试结果表明:室温时,扩渗后试样的电导率提高了约10~3倍,且热稳定范围变宽,523K时的电导率为1.33×10~(-2)S·cm~(-1),有望成为实用化的导电材料;~1H MAS NMR测试结果表明其存在三种质子,其导电机理可能是质子导电。     

LY12铝合金表面稀土转化膜腐蚀行为的研究

通过金相观察和Ｘ射线射能谱分析研究了ＬＹ１２铝合金表面两种稀土转化膜的腐蚀行为,在ＮａＣｌ溶液中稀土转化膜的腐蚀以点腐蚀开始,点蚀处基体含Ｃｕ量高。根据Ｍａｎｓｆｅｌｄ点腐蚀模型等效电路提出了利用电化学阻抗谱研究稀土转化膜在ＮａＣｌ溶液中腐蚀程度的新方法,转化膜在ＮａＣｌ淀粉 中浸泡时间较短、腐蚀不太严重的情况下,等效电路中的Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗Ｗ可以忽略,简化等效电路得出了计算转化膜表面点腐蚀百分     

铝合金稀土盐类长效变质剂的研究

采用稀土盐类变质剂处理铝硅合金,考察了盐类变质剂的添加量、变质温度、保温时间和重熔次数对合金变质效果的影响。结果表明,稀土盐类变质剂具有长效变质作用,可明显提高合金的常温和高温性能,降低合金液中的含氢量。本文还分析了稀土的变质作用,并提出活性与非活性稀土的概念。采用稀土盐类变质处理可避免Al-RE合金处理时形成的稀土化合物偏聚。     

RE—Al—Zr—C—N多元渗的XPS研究

用气相法对45钢表面进行RE－Al-Zr-C-N多元渗，通过X射线光电子能谱（XPS）给出了该体系中各元素的结合能位置，分析了它们的存在状态，同时用扫描电镜－能谱进行了形貌分析，元素分析等，证实RE，Al,Zr,C,N渗入到了金属表层，在共渗中发现微量稀土元素对铝的活化催渗作用大于其对锆的作用，进一步证实了对氮的作用亦优于对碳的活化催渗作用。     

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。     

氧化钇纳米粉浸渍处理对氧化铝陶瓷抗钢液腐蚀性能的影响

研究了氧化钇纳米粉浸溃处理方式对氧化铝陶瓷的抗钢液腐蚀性能的影响。分别考察了氧化钇纳米粉浸溃时间和浸溃次数对该性能的影响。实验结果表明：试样经不同的浸溃处理后，其气孔率减小，晶粒细化，材料的抗钢液腐蚀性能也得到显著改善，但不同的处理方式改善的程度不同，延长纳米浸泡时间48h以及提高材料的浸泡次数均可以大大提高材料的抗钢液腐蚀能力。     

银钨硼三元杂多配合物的合成、稀土多元渗及其导电性

用直接法合成了未见文献报道的具有Keggin结构的以Ag作为第二配位离子的钨硼杂多配合物,利用ICP,IR,XRD和XPS等对其结构进行了表征.以Gd作为渗入元素对其进行化学气相扩渗,借助IR,TG-DTA,XPS和XRD对配合物扩渗前后的结构及稳定性进行了对比研究.导电性的测试表明:室温下,扩渗后试样的电导率提高了约103倍,且热稳定性也有所提高,是一种受温度变化影响较小的导电材料,为制备可实用的导电材料提供了一条新途径.     

稀土在纯铝及铝合金中的固氢作用

采用二次离子质谱对纯铝及铝-锰合金中某些球状稀土相进行面分布测定。结果表明,稀土相中存在铈、铁、硅与氢的成分偏聚,证实了铝及铝合金中富氢稀土化合物的存在,提出稀土具有“固氢”作用的观点。     

稀土对盐浴渗钒动力学的影响

在盐浴渗钒中添加稀土对表面渗钒有明显的催渗作用,渗钒速度约提高３０％－４０％,。对９５０℃经不同时间渗钒的试样测定渗层度（ｘ）。将ｘ及所对应时间（ｔ）代入经验公式ｘ＾ｎ＝Ｋｔ（ｌｎｘ＝ｌｎＫ／ｎ＋ｌｎｔ／ｎ）,经一元线性回归处理可知,ｘ与ｔ之间满足ｘ＾２＝Ｋｔ抛物线关系,添加稀土可以加快渗剂反应而增大渗剂钒势。稀土的强还原性使钢件表面的氧化还原而活性其表面,稀土渗入钢基体和ＶＣ渗层,会增大晶体缺陷密度,使碳原子扩散易于进行,稀土的添加可降低碳原子扩散激活能,起到催渗的效果。     

稀土对BaTiO3陶瓷的气相化学热扩渗及其电性能研究

采用气相法对钛酸钡陶瓷扩渗稀土元素，稀土扩渗使BaTiO₃陶瓷的电性能发生了显著变化。室温电阻率明显下降，从4.3×10⁹Ω·m变为4.84Ω·m;随着频率增大和温度升高，交流电导逐渐增大，BaTiO₃陶瓷的导电性更强。稀土扩渗使BaTiO₃陶瓷的介电常数明显增加，尤其在低频下增加显著;介电常数随温度的变化呈明显的PTC效应，并使BaTiO₃陶瓷的居里温度升高为124.9℃。经XRD分析，扩渗的稀土元素并没有进入BaTiO₃陶瓷的晶格中，而是存在于晶界上。经XPS测试分析，稀土扩渗后的BaTiO₃陶瓷中钡、钛、稀土等都存在着不同程度的变价，因而导致了BaTiO₃陶瓷电阻率的降低。TG-DTA曲线分析表明，稀土扩渗后的BaTiO₃陶瓷有较好的高温热稳定性。