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  • 简介:采用座滴法研究反应烧结(Reactionbonded)SiC/Co-Si体系在真空中的润湿性及界面反应,并研究Si含量和实验温度对润湿角的影响。结果表明,元素Si对反应烧结(RB)SiC/Co-Si体系的润湿性有显著影响,当Co-Si钎料粉体中Si含量(质量分数)为6.7%和60%时,体系的最终润湿角都低于SiC/纯Co体系。SiC/Co-Si体系的润湿过程属于反应性润湿,随着温度升高,润湿角明显减小。微观结构研究和XRD相分析表明,对于SiC/Co-3Si体系(Co-3Si钎料中Si的质量分数为3%),界面区域发生了化学反应,反应产物为CoSi和碳,同时发生元素的互扩散,形成反应中间层;对于SiC/Co-60Si体系,界面反应产物只有CoSi2,界面区域没有存留碳。界面反应改变体系的界面结构,从而改善体系的润湿性。

  • 标签: 润湿性 界面反应 SiC/Co-Si体系
  • 简介:采用多靶磁控溅射技术,制备TiCN、VCN单层及一系列调制比为1的不同调制周期的TiCN/VCN多层。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损测试仪和扫描电子显微镜,研究各种薄膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。研究表明:不同调制刷期的TiCN/VCN多层的硬度围绕混合法则计算的硬度值上下波动,没有出现致硬现象。TiCN和VCN单层薄膜室温下的摩擦因数很低,TiCN/VCN多层调制周期较小时摩擦因数较高,调制周期大于10nm时摩擦因数逐渐接近TiCN和VCN单层。700℃下,TiCN/VCN多层的摩擦因数主要取决于表面生成的TiO2和v205的共同作用,与TiCN相比,TiCN/VCN多层的高温摩擦因数较小。

  • 标签: TICN VCN 磁控溅射 力学性能 摩擦磨损性能
  • 简介:以V、Al和C粉末为原料,采用燃烧反应合成技术制备V2AlC材料,比较了2种燃烧合成方式,即热爆合成与自蔓延高温合成工艺对反应合成V2AlC的影响。对V-Al-C体系进行热力学分析,利用X射线衍射和扫描电镜对合成产物进行物相组成和产物形貌分析,探讨反应合成V2AlC材料的反应机制。研究结果表明,2V/Al/C粉体热爆合成产物的主相为V2AlC和少量的VCx和AlV3。2V/Al/C的热爆产物中V2AlC晶粒呈板条状形貌,长度约为10μm。原料中添加过量的Al,可消除AlV3副产物,并可显著促进V2AlC的合成,但不会形成单相V2AlC。添加适量的Sn可促进单相V2AlC的合成。2V/Al/C粉体自蔓延高温合成的产物的主相为V2AlC,少量为VC0.75。原料中添加过量的Al,可促进V2AlC单相反应合成。2V-Al-C体系的绝热燃烧温度达2767K。并提出反应合成V2AlC的反应机制,即VC与V-Al液相反应合成板条状晶粒的V2AlC材料。

  • 标签: V2AlC 燃烧反应 合成
  • 简介:以大通量、大孔径的FeAl金属问化合物多孔材料作支撑体,在其上制备1层小孔径的同质FeAI多孔,得到均质FeAl金属间化合物多孔材料。采用SEM和孔结构测试,研究层厚度对FeAl多孔材料最终孔结构参数的影响,并对FeAl材料的高温抗氧化性能进行研究。结果表明:所制FeAl多孔材料表面平整,无裂纹等缺陷;随层厚度的增加,FeAl多孔材料的最大孔径、透气度均降低,相对十支撑体,厚为120pm时的最大孔径从11.7pm减小至9.3pm,透气度减小幅度为45.2%。FeAl多孔材料具有优异的高温抗氧化性能,经550℃循环氧化40h后,厚分别为120、180和260pm的试样的质量变化率仅分别为1.87%、1.25%和0.25%。

  • 标签: FEAL 多孔材料 透气度
  • 简介:采用X射线XRD、红外光谱FTIR、扫描电镜SEM、透射电镜TEM等分析手段,研究了十六胺有机对羟基磷灰石(HA)晶体结构、形核、晶体形貌和结晶学定向生长的调控作用及其机理.结果表明:无有机时,生成物为磷酸八钙(OCP)和羟基磷灰石(HA)的混合物,其生长速率很慢且晶体排列无一定规则;而在十六胺有机调控下,生成物为按规则排列、沿〈0001〉定向生长、结晶良好的纳米片状羟基磷灰石晶体,且其形核和生长速度均很快.其原因是:十六胺有机上带有的大量极性强、电荷密度高的-NH3基团,通过静电作用在有机/溶液界面处形成局域过饱和浓度,促进羟基磷灰石晶体形核;另一方面,十六胺有机的二维晶格尺寸与HA(0001)面的晶格参数具有良好的匹配关系,构造了一个有利于HA以(0001)面形核生长的结构框架,从而促进了HA相沿〈0001〉方向定向生长.

  • 标签: 生物矿化 羟基磷灰石 定向生长
  • 简介:以含CrO3的氢氟酸水溶液为电解液,采用阳极氧化法于粉末冶金Ti-Al合金表面制备多孔氧化。采用场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对多孔氧化的形貌和结构进行分析,研究电解液各组份及浓度、阳极氧化电压对多孔氧化的影响规律,并利用电化学测试技术探讨多孔氧化的成机理。结果表明:合金在不含CrO3的HF电解液中阳极氧化不能获得多孔氧化,而是发生严重的腐蚀溶解。电解液中HF浓度和电压均影响氧化的形貌,在HF含量为0.2%时可获得规则的多孔氧化,孔径在50nm左右当氧化电压为10V时形成的多孔氧化规则性较好,电压增大时多孔氧化膜结构遭到破坏。氧化中主要含有无定型的TiO2、Al2O3以及少量晶态的Ti2O、单质Al。多孔氧化的生长过程包括阻挡层的形成、多孔氧化的初始形成和多孔氧化的稳定生长3个阶段。

  • 标签: TI-AL合金 阳极氧化 多孔氧化膜
  • 简介:采用反应磁控溅射法分别在单晶硅(100)和不锈钢基底上沉积不同W含量的Zr1-xWxN(x=0.17,0.28,0.36,0.44,0.49)复合,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究该复合薄膜的微结构、力学性能及摩擦性能,并探讨ZrWN复合的摩擦机理。结果表明:当x≤0.28时,复合呈fcc(Zr,W)N结构;当x为0.36~0.44时,复合呈fcc(Zr,W)N和fccW2N结构;当x=0.49时复合为fcc(Zr,W)N、fccW2N结构和β-W单质。Zr1-xWxN复合的硬度随x增加先增大后减小,当x=0.44时达到最大值,为36.0GPa。随x增加,Zr1-xWxN复合的室温摩擦因数先减小后增大,摩擦表面生成的氧化物WO3对于降低摩擦因数起重要作用。

  • 标签: ZrWN复合膜 微结构 力学性能 摩擦性能
  • 简介:将95%Mg+3%Ni+2%MnO2混合粉末在行星式高能球磨机中充氢反应球磨100h,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对球磨后的粉体进行表征,并研究其与水反应的动力学性能。结果表明,充氢球磨能对Mg-3Ni-2MnO2进行充分的氢化,Mg全部形成MgH2。制备的氢化态Mg-3Ni-2MnO2复合粉末的颗粒尺寸为0.1~5gm,晶粒尺寸在1~40nm之间。复合物在二次去离子水中水解时,随温度升高,放氢量增加,当温度为343K时,在20min内放出的氢气达到理论放氢量的91-3%,有望成为1种新的安全高效氢源技术。Avrami指数的数值变化表明,氢化态Mg-3Ni-2MnO2复合粉体的水解过程中,不同阶段其水解机理有所不同。

  • 标签: 储氢材料 反应球磨 水反应 动力学性能
  • 简介:以干法成形技术制备的炭纤维坯体为预制体,酚醛树脂作粘结剂,通过浸渍、模压、炭化、CVD和石墨化制备质子交换燃料电池用炭纸。借助扫描电镜(SEM)观察炭纸表面形貌,用四探针法测试炭纸面电阻。研究结果表明:浸渍模压与CVD复合工艺在炭纤维表面形成连续均匀的热解炭层,增强纤维与基体的结合,减少裂纹缺陷,提高炭纸的导电性能;炭纸横向和纵向的面电阻分别为0.34Ω和0.37Ω,小于日本东丽炭纸的面电阻0.43Ω和0.70Ω。

  • 标签: 质子交换膜燃料电池 化学气相沉积 浸渍模压 面电阻
  • 简介:研究了不同成分的二元系HA-Ti和三元系HA-BG-Ti复合生物材料的烧结收缩率、抗压强度、抗弯强度、微观结构、物相结构及化学成分等.结果表明:二元系HA-Ti复合材料烧结收缩率变化曲线一直呈下降趋势,从11.2%降至3.3%;三元系的烧结收缩率变化曲线呈"S"形,先降低后升高再降低(23.1%→16.2%→21.8%→17.1%),且HA-BG-Ti三元系复合材料的烧结收缩率普遍高于HA-Ti二元系的烧结收缩率.当钛含量达到50%~60%时,HA-Ti系复合材料的抗压强度达到最小值68MPa,而HA-BG-Ti系复合材料的抗压强度却达到最大值131MPa;二元系复合材料的抗弯强度停滞在40MPa左右,而三元系复合材料的抗弯强度曲线在钛含量为70%~75%时出现最大值64MPa;总体上,三元系的抗压强度和抗弯强度均高于二元系的抗压强度和抗弯强度.由于HA-BG-Ti复合材料中的HA-Ti相界面依托生物玻璃以复杂的强键相结合,HA-Ti系复合材料的HA-Ti相界面存在CaTiO3等脆性相,因而从理论上解释了HA-BG-Ti三元系复合材料的力学性能好于HA-Ti二元系复合材料的力学性能的原因.

  • 标签: HA-Ti HA-BG-Ti 生物玻璃 强化 力学性能
  • 简介:将苯胺单体滴加到硫酸溶液中配制成电解液,采用恒电流法在304不锈钢板表面沉积聚苯胺涂层,通过动电位极化和恒电位极化分析不锈钢板的防腐性能,利用自制的导电性能测试设备分析涂层与不锈钢板的界面接触电阻,探讨聚苯胺涂层用于质子交换燃料电池双极板改性的可能性。结果表明,在优化工艺条件下制备的聚苯胺涂层的腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为369mV和0.479μA/cm^2,与裸钢相比,腐蚀电位升高536mV,腐蚀电流密度降低4个数量级。模拟质子交换燃料电池的实际工作环境进行恒电位极化曲线测试,分析测试后的溶液离子含量。结果表明,涂层改性不锈钢板的腐蚀电流密度比裸钢低2个数量级,具有很好的耐久性;阳极环境比阴极环境具有更强的腐蚀性。恒电位极化测试前,压力为1.4MPa时,裸钢和涂层试样的界面接触电阻分别为97和145mΩ·cm^2,腐蚀后涂层试样的界面接触电阻比裸钢的低更多。用聚苯胺改性的不锈钢的防腐和导电性能在一定程度上都能达到目标值,在质子交换燃料电池双极板中具有很大的应用潜力。

  • 标签: 双极板 质子交换膜燃料电池 聚苯胺涂层 防腐蚀 界面接触电阻
  • 简介:以Ti,Si3N4,石墨和SiC粉体为原料,用反应热压法合成了TiN-SiC复合陶瓷材料,并对其显-微结构及力学性能进行了研究.结果表明:该复合材料的维氏硬度和断裂韧性分别为13.6GPa和6.89MPa·m1/2,其增韧机制主要为裂纹偏转和裂纹分叉机制.

  • 标签: TIN SIC 制备 复合陶瓷
  • 简介:作者运用粉末冶金技术研制出一种Cu-Fe双层结构同步锥环,以期取代原用压铸法制造的整体铜合金同步锥环。经检测和台架试车证明,制品性能完全符合设计规范和满足使用要求,其制造技术具有可靠性。

  • 标签: 同步器环 粉末冶金 组合烧结 活化
  • 简介:在硅酸盐体系(Na2SiO3+KOH)电解液中,采用微弧氧化技术在5052铝合金表面原位生成微弧氧化层。并利用SEM、EDS和XRD等仪器设备,分析微弧氧化层形貌、元素分布和相组成,着重分析氧化时间对层厚度、表面孔隙率和最大孔洞直径及层耐腐蚀性的影响。结果表明:微弧氧化层表面有典型的“火山堆积”形貌生成,且层厚度、表面孔隙率和最大孔洞直径随氧化时间的增加而增大;层主要元素为O和Al,相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3,且主要为γ-Al2O3;微弧氧化处理可显著提高试样的耐腐蚀性能,腐蚀电流密度至少下降2个数量级,电化学阻抗模值|Z|至少增加2个数量级,随氧化时间从10min延长到50min试样的耐腐蚀性能先提升后降低,氧化时间为20min的试样耐腐蚀性能最好。

  • 标签: 5052铝合金 微弧氧化 氧化膜 膜层结构 耐腐蚀性
  • 简介:以Zr和B4C等粉末为原料,采用喷涂和反应烧结方法在钼合金表面形成陶瓷涂层,研究反应烧结工艺对涂层表面形貌、相组成和相结构的影响,再通过硅扩散反应形成抗氧化涂层,研究抗氧化涂层对钼合金在1500℃静态抗氧化行为的影响。结果表明:钼合金表面Zr-B4C在1700℃反应烧结2h形成多孔陶瓷结构,烧结产物主要含ZrC及少量的Mo2C和MoB等物相。涂层在1500℃抗氧化寿命达10h以上,1500℃氧化1h,质量增加速率为1.175mg/cm^2。

  • 标签: 反应烧结 抗氧化涂层 组织形貌 抗氧化性能 MO合金 Zr-B4C
  • 简介:以微米级蓝钨(WO2.9)、四氧化三钴(Co3O4)和炭黑(C)为原料,采用真空原位还原碳化反应制备超细WC-Co复合粉末,经过真空烧结得到WC-Co合金块体。利用扫描电镜、X射线衍射仪观察和分析复合粉末及合金显微形貌及物相组成,研究原料粉末中配碳量对WC-Co复合粉及合金物相与力学性能的影响。结果表明:所得平均粒径为300nm的超细WC-Co复合粉末的主相均为WC和Co相,含有少量的η相(Co3W3C);原料粉末中配碳量(质量分数)为16.69%较为合适,此时可获得物相纯净、平均晶粒尺寸470nm的超细晶WC-Co硬质合金,合金的横向断裂强度为2464MPa;原料粉末中配碳量为16.85%时,合金中存在少量的游离碳,横向断裂强度只有1946MPa。

  • 标签: 原位还原碳化 WC-Co复合粉 超细WC-Co硬质合金
  • 简介:采用不同球磨介质对Ti+30%HA(质量分数)粉料进行高能球磨,随后在1000℃氩气气氛中热压,研究了球磨工艺对Ti/HA生物复合材料性能的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,复合材料的致密度略有下降,硬度上升.热压后,Ti基体形成连通的网络,HA弥散分布于Ti基体中.干磨工艺条件下,球磨时间越长,显微组织越细;湿磨工艺条件下,较短的球磨时阍,即可达到较好的细化弥散效果.因此,采用高能球磨,可使Ti/HA生物复合材料在较低的温度下致密化.此外,湿磨介质的存在有利于在短时间内得到力学性能和生物活性较好的Ti/HA生物复合材料.

  • 标签: 生物复合材料 球磨工艺 高能球磨 力学性能 生物活性
  • 简介:在经过碱热处理的纯钛表面采用溶胶.凝胶法和提拉涂覆法制备含氟羟基磷灰石(FHA).锶取代羟基磷灰石(SrHA)~相生物陶瓷涂层。采用X射线衍射检测涂层的相组成,采用扫描电镜观察涂层的形貌,采用划痕法测定涂层与基体的结合力。结果表明:所制备的涂层是均匀和致密的FHA—SrHA双相涂层;与单相FHA和SrHA涂层相比,FHA.SrHA双相涂层与钛基体的结合力明显优于SrHA涂层,略低于FHA涂层;TRIS溶液中的溶解性实验结果显示3种涂层均发生溶解和钙磷酸盐的重沉积过程,表现出良好的生物活性,但FHA.SrHA双相涂层的溶解速率远远低于单相FHA及SrHA涂层,这表明可以通过双相涂层设计来提高生物陶瓷涂层材料的植入寿命和稳定一陛。

  • 标签: 溶胶-凝胶 含氟羟基磷灰石(FHA) 锶取代羟基磷灰石(SrHA) 双相涂层 溶解性
  • 简介:采用射频磁控溅射法在医用钛表面制备羟基磷灰石(HA)涂层,研究HA涂层的形貌、物相、力学性能、细胞相容性和在机体内的组织相容性,分析其在骨修复中应用的可能性。结果表明:射频磁控溅射法制备的钛基HA生物涂层呈粗糙岛屿状结构,HA平均粒径为(40?2)nm、厚度为1.0~1.6μm的涂层力学性能最好,其纳米硬度高于11GPa,弹性模量大于136GPa;HA涂层可促进成骨细胞增殖,成骨细胞粘附于HA涂层表面并形成伪足铺展生长;植入实验动物体内4周后材料表面被结缔组织覆盖,血管形成;植入12周后,骨小梁形成,其内部可见破骨细胞;植入12周后与植入前相比,涂层的结合强度未发生显著变化。说明该HA涂层具有较高的成骨活性和稳定性,在骨修复方面具有良好的应用前景。

  • 标签: 射频磁控溅射 羟基磷灰石 涂层 生物活性
  • 简介:以Ti粉、石墨粉和Cr粉为原料采用反应熔覆技术,结合自蔓延高温合成与真空消失模铸造法,在Mn13高锰钢表面制备不同Cr含量的TiC-(Cr,Fe)7C3复合材料涂层。通过扫描电镜(SEM)结合X射线能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)分析,研究涂层的微观结构与成分。结果表明:Cr溶于Fe形成M7C3型化合物,TiC颗粒的分布随Cr含量增加而更加均匀、尺寸逐渐变小。分析3种不同Cr含量材料的力学性能,结果表明Cr含量(质量分数)为15%时涂层的硬度最高,耐磨性能最好。

  • 标签: 反应熔覆 自蔓延高温合成 真空消失模铸造 原位自生TiC颗粒增强 (Cr Fe)7C3