一、SiTi_3的机械合金化制备及特性研究(论文文献综述)
王珍珍[1](2021)在《机械合金化法制备铁基合金粉末及微量元素添加效应的研究》文中提出本文根据纳米氧化物弥散强化(ODS)钢在聚变堆、航空航天所面临的苛刻工作环境分析了影响其性能的微观因素,为制备具有优异性能的钢提供饱和固溶的合金化粉末,对制备合金化粉末的工艺参数进行了研究。利用行星式球磨机对进行优化设计的Fe-(9~13)Cr、Fe-(9~13)Cr-0.25Y2O3和Fe-(9/13)Cr-0.25Y2O3-0.2Ti/Zr/Hf合金化粉末进行了制备。采用激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析仪(EDS)对粉末的微观形貌、平均颗粒尺寸、晶粒尺寸和晶格畸变、物相结构和元素分布进行表征。研究了球磨时间、球磨转速、过程控制剂及微量元素对机械合金化粉末物理特征的影响。主要结果如下:(1)同一球磨转速下,随着球磨时间的增加,机械合金化粉末的变化过程可分为四个阶段:迅速破碎期、平稳期、团聚期和反团聚期。Fe-(9~13)Cr二元合金化粉末和Fe-(9~13)Cr-0.25Y2O3的合金化粉末的颗粒尺寸随着球磨时间的增加总体呈现先减小后增加再减小的变化趋势。机械合金化粉末的晶粒尺寸随球磨时间不断减小,40 h趋于稳定,晶格畸变不断增加。球磨40 h元素分布均匀合金化效果良好。所以本实验制备合金化粉末合适的球磨时间为40 h。(2)同一球磨时间下,随着转速的增加,合金化粉末破碎现象更严重,产粉率降低,污染程度加剧。在260 r/min,产粉量较高但机械合金化进程减慢、粉末颗粒较大;在340 r/min,机械合金化粉末明显破碎为不规则小颗粒其产粉率降低为77.39%,且污染程度增加。所以本实验条件下最佳转速为300 r/min。(3)转速300 r/min,球磨时间(40 h)固定。随着过程控制剂(乙醇)含量的增加,9Cr Y械合金化粉末的形貌由较小的圆形变为层片状的大颗粒形貌,乙醇含量增加使得合金化粉末的X射线衍射峰逐渐变尖锐并右移,过程控制剂阻碍了机械合金化进程,所以在机械合金化过程中乙醇的含量最好控制在2 wt%以下。(4)固定转速300 r/min,不添加过程控制剂,随着球磨时间的增加,添加相同质量的Ti、Hf、Zr元素分别对Fe-(9/13)Cr-0.25Y2O3机械合金化粉末的颗粒尺寸、晶粒尺寸细化程度不同。本实验条件下利用机械合金化技术成功制备含有不同微量元素的合金化粉末,需要延长球磨时间至60 h,三种微量元素中Zr元素对粉末的细化程度较强。
郭远航[2](2021)在《氧化物弥散强化材料的制备与焊接性能研究》文中研究表明金属材料与人类文明发展和社会进步关系密切,已经成为日常生产生活中重要的物质基础之一。为了提升材料的综合性能,需要对材料进行强化处理。弥散强化通过在基体中加入或生成硬质的第二相颗粒来强化材料。强化颗粒具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够有效钉扎晶界,阻碍位错运动,抑制晶粒长大,使材料具有良好的室温高温强度。本文围绕氧化物颗粒在制备和焊接过程中的变化,研究了氧化物颗粒对微观组织演变和力学性能的贡献。论文首先采用机械合金化法成功制备出氧化物弥散强化(oxidedispersion strengthen,ODS)FeCoNi基固溶体合金,纳米氧化物颗粒均匀弥散分布于基体中,材料拉伸性能优于部分弥散强化钢。然后采用搅拌摩擦焊实现ODS纯铝及2024铝合金的有效连接,接头强度系数分别达到母材98%和85%。该研究对于生产大型结构件,扩大ODS高强铝合金应用范围具有重要意义。通过对FeCoNi基固溶体合金不同制备阶段工艺研究确定了主要实验参数并成功在基体中制备出平均尺寸为34 nm的Y2Ti2O7颗粒。亚微米级晶粒及纳米颗粒使得该合金在室温及700℃下均具有较高的压缩性能。采用不同氧化物颗粒对FeCoNi合金进行强化。研究发现热轧过程中FeCoNi合金内部出现γ取向线织构向α取向线织构转变,纳米Y2O3颗粒能够抑制转变过程,粒径更小、密度更高的Y2Ti2O7颗粒进一步增强了抑制作用,两种颗粒均与基体呈现半共格结构。单斜结构的Y2O3颗粒是由立方结构的Y2O3颗粒在热轧过程中通过相变转化而来。高温短时间退火可有效降低纳米相尺寸。FeCoNi-1.5Y2O3和FeCoNi-1.2Ti-1.5Y2O3合金中力学性能的提升主要来源于基体内部细化的晶粒和高密度纳米氧化物颗粒。采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)技术成功实现冷轧态弥散氧化纯铝的焊接。研究发现母材区及焊核区均为γ-Al2O3颗粒。氧化铝颗粒为近球状,数密度分别为6.25×1019/m3和7.49× 1019/m3。中子小角散射结果表明母材区颗粒平均粒径为69.3 nm。焊核区颗粒尺寸有所降低,氧化铝体积分数为 2.66%。通过商用1050纯铝和ODS1050纯铝、商用2024和ODS2024铝合金相同工艺参数下对照实验,研究了氧化物颗粒焊接前后变化以及对接头再结晶过程的影响。结果表明1050纯铝和ODS1050纯铝焊核区发生了连续动态再结晶。ODS1050纯铝中A12O3颗粒诱导热力影响区发生局部非连续动态再结晶。ODS2024铝合金焊核区为连续动态再结晶。焊核区、热影响区织构类型与热影响区基本相同,析出相和氧化物颗粒能有效保持组织稳定。ODS1050铝合金母材区和焊核区弥散着纳米Al2O3颗粒。商用2024铝合金中强化相为S相和θ相,焊接过程中两相发生了回溶和再析出。ODS2024中母材区为复杂的Al1.756Mn0.182Fe0.062(O(SiO4))颗粒和θ相。焊接过后,复杂颗粒保持稳定,θ相固溶并析出为S相。商用1050和ODS1050纯铝接头焊核区和整体强度均与母材相当,ODS2024铝合金中接头整体强度达到母材85%,以上结果表明FSW技术能有效实现铝基复合材料的连接。
李文虎[3](2020)在《多相Mo-Si-B-La2O3合金的制备及其高温氧化与摩擦磨损性能研究》文中认为新型Mo-Si-B合金由于具有熔点高、硬度高和耐腐蚀性能好等优点,在航空航天、能源动力等领域用高温结构件具有良好的应用前景。目前,Mo-Si-B合金亦存在室温断裂韧性与高温强度之间负相关关系的问题,另外对其摩擦磨损行为的研究还很有限。为满足工程领域对高温结构材料综合性能的需求,不仅要其具有优良的综合力学性能,同时具备较好的抗氧化和摩擦磨损性能。本文借助La2O3所产生的稀土效应来改善和提高Mo-Si-B合金的微观组织与性能,通过对Mo-Si-B-La2O3合金的微观组织观察和性能测试,研究了不同α-Mo相含量和La2O3掺杂量对合金的微观组织、力学性能、高温氧化及摩擦磨损行为的影响规律,揭示了合金的强韧化机制、抗氧化和摩擦磨损机制。设计并制备了不同α-Mo相含量以及不同La2O3掺杂量的多相Mo-Si-B-La2O3合金,其中,使用液-液掺杂方法首先制备了 Mo-La2O3合金粉体,并以此为原料,与Si粉、B粉按照不同的化学计量配比进行配料,获得内含La2O3的Mo-Si-B混合粉体。结合机械合金化和热压烧结工艺分别制备了 α-Mo-Mo3Si-Mo5SiB2基和Mo3Si-Mo5SiB2-Mo5Si3基Mo-Si-B-La2O3合金。对所制备合金的微观组织观察发现,采用液-液掺杂的Mo-La2O3合金粉体能确保掺杂的La2O3颗粒最终以纳米尺寸分布在α-Mo、Mo3Si与Mo5SiB2相的晶粒内部,而且部分颗粒也分布在各相的相界面与晶界处。对多相Mo-Si-B-La2O3合金的维氏硬度、断裂韧性、抗弯强度和抗压强度进行的分析和测试结果表明,随着Si和B含量的增加,合金的硬度、抗压强度逐渐增大,而抗弯强度和断裂韧性逐渐减小。在外加载荷作用下,试样没有发生明显的屈服与塑性变形,即试样在应力达到最大值时发生突然断裂,断口形貌具有脆性材料断裂的典型特征,表现出穿晶断裂和沿晶断裂的混合形貌。存在于金属α-Mo相中的纳米La2O3颗粒一方面能起到阻碍位错运动,强化合金的作用,另一方面,La2O3颗粒的拔出能消耗部分断裂能,并诱发α-Mo相的穿晶断裂,耗散裂纹扩展能,起到改善合金韧性的作用。然而,合金中硬脆性的Mo3Si、Mo5SiB2和Mo5Si3金属间化合物相随Si和B含量的增加而逐渐增多,具有较好延性的α-Mo相的含量则相应减少。由于较少的金属相无法完整的包裹La2O3颗粒,导致存在于金属间化合物或相界面处的La2O3颗粒数量显着增加,硬脆的第二相存在于界面处会导致其结合性降低,容易在外力作用下产生裂纹或应力集中,发生沿界面的解离。对多相Mo-Si-B-La2O3合金的抗氧化性能进行了测试和分析,结果表明,合金在1000℃与1100℃氧化时,Si和B含量较低的Mo-10Si-7B-La2O3合金与Mo-12Si-8.5B-La2O3合金的氧化失重速率呈典型的直线型或类直线型规律,而Si和B含量较高的Mo-14Si-9.8B-La2O3合金与Mo-25Si-8.5B-La2O3合金试样恒温氧化过程则包括氧化初期的快速失重和氧化中后期的相对稳定阶段。随La2O3含量的增加,各合金氧化失重降低,表现出更好的抗氧化性能。氧化试验后,各合金的氧化膜的形貌与组成表现出明显差异,Mo-10Si-7B-La2O3合金表面没有生成硼硅玻璃相,而是由垂直于合金表面方向生长的氧化物组成;Mo-12Si-8.5B-La2O3合金与Mo-14Si-9.8B-La2O3合金表面氧化层具有外层的硼硅玻璃相和内层的氧化物层双层结构;Mo-25Si-8.5B-La2O3合金表面形成的硼硅玻璃相与合金基体之间仅见少量的细小氧化物颗粒。抗氧化机制的分析表明,La2O3颗粒通过钉扎氧化产物MoO3,而抑制MoO3的挥发,并且通过阻止Mo4+、Si4+、B3+等离子通过晶界的扩散,降低氧化速度,促进硼硅玻璃相的形成,从而提高Mo-Si-B-La2O3合金的抗氧化性能。对多相Mo-Si-B-La2O3合金的摩擦磨损性能进行了测试和分析,结果表明,随着La2O3含量的增加,Mo-Si-B合金的摩擦系数均增大,内含α-Mo的多相Mo-Si-B-La2O3合金的体积磨损率逐渐增大,而Mo-25Si-8.5B-La2O3合金的体积磨损率则先增大后减小。室温摩擦时,Mo-Si-B-0.3La2O3合金的摩擦系数随载荷的增加而减小,随滑动速度的增加先减小后增大;体积磨损率随载荷和滑动速度的增加均增大。高温摩擦时,Mo-Si-B-0.3La2O3合金的摩擦系数随温度的升高而减小,体积磨损率随温度的升高不断增大。依据不同载荷和滑动速度条件下,α-Mo、Mo3Si、Mo5SiB2和Mo5Si3各相的磨损率及其在Mo-Si-B-La2O3合金中体积分数的不同,探讨了合金的磨损机制。室温下合金在低滑动速度低载荷时以轻微磨粒磨损和犁沟磨损为主;随滑动速度和载荷的增加,发生由轻微的磨粒磨损向疲劳磨损和磨粒磨损转变的趋势;在高滑动速度高载荷时,形成以包括疲劳磨损、磨粒磨损和剥落磨损在内的多种磨损机制共同作用。高温下合金的磨损开始以氧化磨损和犁沟磨损为主,伴随着氧化物颗粒的脱落和裂纹的萌生,转变为磨粒磨损和疲劳磨损,最后演变为较为严重的剥落磨损。
梁家铧[4](2020)在《NbMoTaW/Ni复合材料的制备和组织性能研究》文中研究说明金属基复合材料因为制备方便简洁,同时具有较优异的综合力学性能,受到广泛关注。以往研究中比较常见的增强相为陶瓷或者非晶相,然而陶瓷增强相与金属基体热膨胀系数差异较大,非晶在高温或者大变形下容易发生晶化,这些都显着降低了金属基复合材料的增强效果。本文是在课题组前期研究Al Co Cr Fe Ni增强Al、Cu基复合材料的基础上,发现这类高熵合金在较高温度下容易与基体发生互扩散,导致部分BCC结构高熵合金由于元素扩散转变为FCC结构,从而影响了复合材料的力学性能。NbMoTaW难熔高熵合金拥有卓越的高温力学性能、高温抗氧化性能、耐磨性以及耐腐蚀性良好等众多优点,若将其作为Ni基复合材料的增强相,有望大幅度提高复合材料的性能。本论文通过机械合金化制备NbMoTaW高熵合金粉体,利用放电等离子烧结制备NbMoTaW/Ni复合材料,采用了X射线衍射仪对其物相组成进行标定,通过扫描电子显微镜、能谱仪对其微观组织进行表征与分析,借助维氏显微硬度计和万能试验机对其力学性能进行评价。取得如下研究结果:通过机械合金化制备NbMoTaW高熵合金粉体的最优工艺为:球料比10:1,球磨时间50h,球磨转速350r/min。其中保护气氛为氩气,过程控制剂为正庚烷;该粉体为单一BCC固溶体,其平均颗粒尺寸约为600nm,晶粒尺寸和晶格畸变率分别为8.75nm和1.14%。通过放电等离子烧结制备NbMoTaW/Ni复合材料,该复合材料是由颗粒尺寸较小的增强相高熵合金包裹颗粒尺寸较大的镍基体,呈现出网格状形态,物相衍射峰只存在Ni元素衍射峰;当增强相体积分数由20vol%增加到30vol%时,室温试验状态下,压缩屈服强度由490.9MPa增长至958.6MPa,同时抗压强度也增加到1739.8MPa,但塑性应变量由42.68%下降至25.86%;随着烧结温度的提高,复合材料的压缩屈服强度、抗压强度和塑性应变量同时提高,密度和硬度变化规律与强度规律保持一致。借助高温压缩试验研究NbMoTaW/Ni复合材料的高温力学性能,试验发现,增强相体积分数30vol%、烧结温度1200℃的复合材料,在600℃高温压缩时的屈服强度和抗压强度分别达到678.66MPa和1165.29MPa。复合材料裂纹与缺陷随着压缩温度的提高而增多,导致压缩屈服强度和抗压强度稍有减少,塑性应变量明显增加;高温压缩前后复合材料相及组成并未发生明显的变化,无新相的形成及相转变。
高晓洒[5](2020)在《硼/钨铝核辐射屏蔽复合材料设计与制备》文中提出随着核工业、核医疗、空间核动力的发展,核能在给人类带来价值的同时也带来了辐射的危险。为保障人体生命健康,保护周围环境设备免受辐射污染,迫切的要求改进提高屏蔽材料。本文以B/WAl复合材料为研究目标,设计制备一种即可屏蔽γ射线辐射、又可阻挡热中子的复合材料。从理论角度对复合材料的屏蔽性能进行模拟计算,对基体合金的力学性能参数进行模拟计算,为B/WAl复合材料的制备与应用提供理论支持。结合机械合金化实验与多种微观结构分析结果揭示了钨/铝粉末在机械合金化过程中的微观组织结构特征及演化规律,为高性能钨铝合金粉末的获取和硼/钨铝复合材料的制备奠定基础。基于蒙特卡罗数值模拟计算,设计了即可屏蔽γ射线辐射、又可阻挡热中子的硼/钨铝复合材料,确认了B添加量大于3vol.%,钨元素添加量大于33vol.%,B颗粒粒径为1μm时已基本达到该成分下材料理论上的最大热中子吸收率,为高性能、可实用硼/钨铝核辐射屏蔽材料的制备给出了依据。基于第一性原理计算和CASTEP工具软件,经过计算得出钨铝合金固溶体为有序固溶体,有序的原子结构与原子半径的差异导致晶体结构由纯钨的体心立方逐渐转变为体心四方,且钨铝合金表现出各向异性,分别沿a轴和c轴拉伸所计算出的理想抗拉强度差值在1GPa以上。在系列钨铝合金晶体结构调整、综合力学性能优化设计基础上,筛选出强韧性较佳的W68.75Al31.25与W43.75Al56.25两种合金和强度较高的W50Al50合金,为硼/钨铝核辐射复合材料提供了性能优异的可选基体合金。基于机械合金化试验和多种微观分析测试结果,阐明了球磨转速和添加过程控制剂对钨铝合金化过程的影响,平衡出粉率与机械合金化所需时间优化制备钨铝合金的工艺条件为硬脂酸添加量1wt.%,球磨转速600r/min,球磨时间70h。在球磨过程中BCC相的晶粒尺寸减小到41.6nm,微观应变增大到0.28%,为合金化快速进行提供了有利条件。从热力学角度计算钨-铝-硼体系可能出现AlB2、AlB12、W2B5等反应产物。
於伟杰[6](2020)在《激光熔覆AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层组织与性能研究》文中研究说明高熵合金打破了传统合金基于一两个主要的元素和其它微量元素来调整组织和性能设计策略的瓶颈,具有优异的物理、化学性能和机械性能。激光熔覆技术能够实现粉末与基材之间良好的冶金结合,且保持涂层材料的优异性能,是再制造修复的有效手段。针对表面涂层再制造多重综合性能的要求,以及模具等关键零部件对表面质量、耐腐蚀、耐磨损等性能要求高的难题,需要在涂层材料、修复方式上进一步改善以提高零部件性能。本文利用高熵合金优异的综合性能,采用激光熔覆技术制备AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层,深入研究了不同工艺参数下AlCoCrFeNiTi高熵合金在机械合金化和激光熔覆过程中微观结构和相位演变规律,以及激光熔覆后高熵合金涂层的表面质量、微观结构和机械性能,其主要研究内容如下:(1)研究了机械合金化过程中AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末的合金化行为、相结构和微观形貌随合金化时间变化的演变规律。结果表明:AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末合金化顺序与各元素熔点有关,熔点越低越容易合金化,且粉末呈现出简单的体心立方固溶相,最终球磨粉末颗粒大小为4μm左右,并含有大量的片状纳米颗粒。(2)研究了不同激光熔覆工艺参数对单道AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层组织与性能的影响,随着激光热输入的增加,涂层相组成从过饱和BCC固溶体相转化成稳定的BCC相和次要FCC相。控制其他工艺参数不变,AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层稀释率随激光功率增加而增大,内部晶粒成长粗化;随着熔覆速度的增加,涂层稀释率呈降低趋势,并且涂层凝固时间缩短,涂层内部组织趋于致密且晶粒细化。综合考虑两者的影响,得到最佳单道激光熔覆工艺参数为激光功率900W,熔覆速度360mm/min。(3)研究了最佳工艺参数下多道AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的微观结构、相组成和元素分布,经分析表明:AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层包括无序的具有BCC1结构的Fe-Cr相,有序的具有BCC2结构的Al-Ni-Ti相以及FCC结构的TiC金属陶瓷增强相,在BCC2相周围形成魏氏体沉淀物,可以观察到典型的旋节线分解结构。(4)研究了AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的硬度、拉伸强度、耐磨性等性能,研究不同激光熔覆工艺参数下涂层的硬度变化规律、涂层的断裂机理以及滑动磨损过程中涂层的摩擦磨损行为。结果表明:AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层硬度最高值为1069V,约是H13钢硬度的5倍;随着激光功率的增加,合金涂层的抗拉强度也随着下降,主要断裂机制是激光熔覆的热损伤、脆性断裂和基材的韧性断裂的综合影响;熔覆的AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层能够显着提升基材的耐磨性,900W激光功率参数下制备的涂层性能最好,基材的耐磨性能提升约5.7倍,涂层的主要磨损机制是粘着磨损和氧化磨损,而H13模具钢的磨损机制是磨粒磨损和氧化磨损。
商雪坤[7](2020)在《高正混合焓Cu-Mo和Cu-Nb非互溶合金析出相演化及元素固溶行为研究》文中研究说明合金元素间具有正混合焓的非互溶体系合金的出现,拓宽了合金设计时元素的选择范围,突破了元素原子间结合的热力学限制,对于新型合金的开发和物理冶金理论的发展具有重要意义。然而,正混合焓较高的非互溶合金元素间的固溶度扩大有限,其析出相演化行为和机制也尚不明确,这给非互溶合金的理论发展和应用带来了挑战。机械合金化可以使不同原子之间强制混合形成过饱和固溶体,是制备非互溶体系合金的重要手段,也是具有大规模生产潜力的制备方法。本文基于机械合金化制备方法,分别采用了高温球磨,高温退火,两步球磨和化学机械合金化的手段,从非互溶合金析出相演变规律,固溶度变化机理及制备方式优化的角度,对高正混合焓Cu-Mo和Cu-Nb合金进行了对比和研究,丰富和发展了非互溶合金的形成机理,为合金设计提供了新的参考和理论依据。首先,研究了高温及Si元素对Cu-Mo系合金固溶度的影响及高温下合金析出相演化规律。采用高温球磨和高温退火的方式增加元素间扩散,发现高温球磨使Mo的固溶度从0.79%扩大至2.69%(at%),高温下空位移动阻碍了固溶度进一步扩大。Mo与Si元素在500℃以上可形成MoSi2和Mo5Si3析出相,通过增大Si与Mo的原子比,可促进热稳定性高的MoSi2析出相形成。其次,研究了常温下化学反应对Cu-Nb合金固溶度的影响及其析出相演变规律。利用两步球磨法,引入O元素与Nb在室温反应,得到了 Nb的氧化物析出相结构。研究表明,固溶态Nb的氧化反应可使其固溶度由室温球磨时的0.5%增大到2.81%(at%),形成小于10nm的析出相;析出相形态的Nb由外壳至中心被氧化,形成具有非晶外壳的“核-壳”结构并可随球磨时间延长而聚集长大至微米级。强塑性应变促发的、位错和化学偏聚辅助下的原子之间的扩散行为是其析出相演化机制。再次,研究了不同合金体系和工艺过程对非互溶合金制备的影响。将两步球磨法应用于Cu-Mo合金中,与Cu-Nb合金进行了对比研究。研究发现,Mo元素较大的剪切模量使更多固溶态的Mo与O结合,有利于提高元素固溶度,但会减缓机械合金化反应过程。减小合金元素Nb和Mo的含量至其固溶度以下,可以促进合金中形成细小均匀的析出相结构。两步球磨法能更好地控制合金反应过程,加快反应速度,在多元非互溶合金的制备中有较大潜力。最后,研究了机械合金化参数对非互溶合金制备过程的影响。结果表明,单一参数球料质量比与粉末产出率没有直接关系,但可以通过引入O元素或调整球料质量比和球磨介质的大小及数量的方法,来减少冷焊现象以使机械合金化反应顺利进行,提高粉末产出率。
武世凯[8](2020)在《AlCrFeMn系高熵合金的制备与降解偶氮染料的行为研究》文中研究表明随着现代纺织工业的迅猛发展,人工合成的有机染料也越来越多,偶氮染料作为一种有机合成染料,其用量已占到人工合成有机染料总量的80%以上。在生产和使用偶氮染料的过程中会产生很多的染料废水,而且偶氮染料废水的物化性质特别稳定,可生物降解性低,直接排放会对环境和人类的健康造成极大的伤害。因此处理偶氮染料废水一直是污水处理行业的重点和难点,同时也是国内外学者研究的热点。传统的处理偶氮染料废水方法有物理方法、化学方法、生物方法三大类方法,这三大类方法中的很多方法存在成本高、效率低、反应条件苛刻等缺点,所以仍需要进一步改进。高熵合金是近十几年来发展起来的一种具有诸多优异性能的新型合金,而且有研究表明,高熵合金具有优异的降解偶氮染料的能力。但目前有关高熵合金降解偶氮染料的机理研究较少,而且合金体系被报道的也很少,本研究的主要目的就是进一步拓展用于降解偶氮染料的高熵合金体系,充分发挥高熵合金优良的功能特性,拓宽其应用范围。本研究主要是围绕高熵合金体系的设计和制备,高熵合金体系降解偶氮染料的行为和机理等方面展开的研究,同时借助了XRD、OM、SEM、TEM、UV-Vis、FTIR、BET、XPS等测试手段进行表征和分析,降解对象是典型的偶氮染料直接蓝6(DB6)。首先是设计出了等原子比的AlCrFeMn、AlCrFeNi、Fe Cr Ni Mn三种成分的高熵合金,并通过机械合金化的方法制备出了这三种高熵合金。通过相组成、合金成分、降解性能等方面的综合对比分析,将AlCrFeMn高熵合金确定为本研究的基础合金。为了进一步提高其降解能力,在AlCrFeMn高熵合金的基础上,还研究了通过添加不同元素对AlCrFeMn合金降解DB6染料溶液的影响。添加的元素主要分为两大类:一类是金属元素,即Mg、Ti、Ni三种金属元素;另一类是非金属元素,即S、P、C三种非金属元素。另外,从AlCrFeMn系高熵合金中挑选出降解能力相对较好的三种有代表性的高熵合金(AlCrFeMn、AlCrFeMn Mg、AlCrFeMn S),进一步研究了这三种高熵合金在不同合金粉末浓度(0.125 g/L-6 g/L)、不同溶液p H值(p H=3、7、10)、不同染料浓度(50 mg/L-200 mg/L)、不同反应温度(25°C-55°C)等多种变量实验条件下所表现出的降解行为,深入分析了降解机理。在本研究中,同样实验条件下,基础合金AlCrFeMn高熵合金粉末降解DB6的效率是市售纯铁粉的3000倍,Mg、Ti、S、P、C五种元素的添加使得AlCrFeMn高熵合金粉末降解DB6的效率分别提高到了其原来的2倍、1.2倍、42倍、6.6倍、3.8倍。这可以充分说明本研究所报道的AlCrFeMn系高熵合金表现出了极其出色的降解偶氮染料的能力。基于粉末状态的高熵合金比同质量的块体高熵合金具有更好的降解偶氮染料的能力,本研究选择了用机械合金化的方法来制备了所设计的高熵合金。但是粉末状态的高熵合金在降解偶氮染料的过程中也有其缺点,即在处理染料废水时,粉末状态的高熵合金会存在有一定的流失率、不易回收,而且有时因降解速率过快而不容易控制等问题。为了解决这些存在的问题,本研究还提出了用海藻酸钙将高熵合金粉末包裹后再进行降解偶氮染料的新方法。被海藻酸钙包裹后的高熵合金粉末降解DB6染料的能力虽然会有一定的下降,但却可以大大减少高熵合金粉末在降解反应过程中的流失率,同时被海藻酸钙包裹后的高熵合金很容易就能从染料溶液中过滤出来,进行回收再利用,该方法在已有的公开文献中未见报道,思路特别新颖。裸露的高熵合金粉末和海藻酸钙包裹后的高熵合金粉末在降解偶氮染料溶液时均有其优缺点,在实际应用中可以根据需要选择不同状态的合金样品,充分发挥其各自的优势。高熵合金降解偶氮染料的能力与其元素组成、物化特性、晶格畸变、残余应力、比表面积、活性位点、缺陷等因素都有着密切关系。本研究对高熵合金用于水资源保护有重要的启示作用,是一项非常有意义的研究工作。
黄永贵[9](2019)在《AgCuTiZr钎料激光钎焊单层镀膜cBN砂轮制备机理及性能研究》文中认为工具技术作为支撑高端精密装备发展的基础,很大程度上决定了装备发展水平。随着制造业发展对机械零部件加工精度等要求的日益提高,磨削在零件高效精密加工中的地位越来越突出,对磨削工具及其制备技术也提出了更高的要求,高强度低磨损的新型砂轮制备技术因此成为实现高效磨削的关键切入点之一。黏结、电镀和普通热源钎焊等方法作为cBN砂轮的常规制备技术,存在诸如磨粒与基体结合强度低、基体热变形大等缺陷,严重阻碍了砂轮的加工效率和使用寿命,甚至存在一定的安全性问题。围绕cBN砂轮制备及加工过程中存在的上述问题,结合制造业快速、高效、绿色等发展要求,本文利用激光钎焊工艺操作简便、效率高、污染低等优势,采用活性Zr改性AgCuTi钎料进行钎焊cBN砂轮制备及其加工性能的研究工作,完成的主要工作如下:1)钎料组分改性的研究。将活性成分Zr添加到钎焊连接cBN的钎料中,以Ag-Cu-Ti-Zr多元组分的热力学相容性理论为依据,采用机械合金化方法制备了AgCu28-4.5Ti和AgCu28-4.5Ti-4Zr两种活性钎料。研究表明,活性成分Zr有利于细化钎料、减少Cu-Ti硬脆性化合物生成、缩小钎料熔化区间、促进钎焊层与基体过渡区元素的梯度分布。制备的AgCu28-4.5Ti-4Zr钎料对cBN磨粒和基体的润湿性良好、连接强度高。2)激光钎焊工艺参数优化研究。通过单因素试验对激光钎焊电流、脉宽、频率、扫描速度和离焦量等工艺参数进行分析,确定了激光功率、扫描速度是影响钎焊质量的主要因素。有限元模拟结果表明,激光功率增大到一定值后,焊接温度增量会逐步增大;激光扫描速度较低时,扫描速度的增加对焊接温度的影响较大。不同激光功率与扫描速度下单节点热循环曲线表明,激光作用下的焊接初始节点温度与终止节点温度存在明显差异,通过调整合适的激光参数可获得相对稳定的温度场。基于单因素实验和有限元模拟结果,设计正交试验对激光参数进一步分析,获得了优化的激光钎焊工艺参数。3)钎料润湿性能的研究。建立了表征钎料润湿性的理论模型,推导了钎料润湿角与其铺展半径、润湿高度之间的关系。进行了AgCu28-4.5Ti和AgCu28-4.5Ti-4Zr活性钎料激光钎焊润湿角测量试验,同时通过测量钎焊层宽度和高度,根据钎料润湿性理论模型求解了钎料的润湿角。根据理论模型计算结果与测量结果对比的一致性,证明了建立的钎料润湿性理论模型的适用性。该模型可实现激光钎焊过程中钎料润湿性能的定量评价。4)AgCu28-4.5Ti-4Zr活性钎料钎焊cBN连接机理的研究。对钎焊cBN结合界面分析表明,在钎焊层中磨粒与钎料界面生成了Zr B2、Ti B、Ti B2、Ti N等化合物,形成内层结构,新生金属间化合物Ag Zr2、Cu10Zr7等形成外层结构。结果表明,采用合理工艺方法,利用激光作为热源,可实现cBN砂轮的制作。cBN磨粒在摩擦磨损过程中主要表现为脆性压溃或微裂纹扩展开裂,钎焊层对磨粒具有良好的把持性能。5)激光钎焊cBN砂轮性能的研究。利用自制机械合金化钎料并采用优化的激光工艺参数研制了新型钎焊cBN砂轮,从磨粒分布浓度、磨粒横向均匀性及纵向等高性等方面对cBN试样地貌进行了量化评价,验证了技术可行性。磨削试验后对磨粒磨损状态分析结果表明,磨粒经历了完整棱角、磨耗磨损及轻微磨损等阶段,cBN与45钢基体间实现了可靠连接。
于冠群[10](2019)在《纳米多孔钌的制备及催化愈创木酚加氢研究》文中提出木质素是一种可再生资源,可转化为高附加值化学品,其催化转化对替代化石资源与实现环境友好化学有重要意义。本文研究了纳米多孔钌对木质素单元模型化合物愈创木酚的加氢脱氧反应,并以该模型反应评估优化催化剂的制备过程。使用机械合金化法制备了纳米多孔钌催化剂,在不同反应条件下催化愈创木酚加氢脱氧,发现水溶液中高温低压(180°C,1 MPa)条件有利于其转化反应。将机械合金化法与传统熔炼法共同比较,发现机械合金化法制备的催化剂活性较高。表征结果显示:机械合金化法制备出的合金是非晶态的,主要金属晶面为Ru(100)和Ru(101)而熔炼法主要晶面为Ru(002),相应的催化剂之间也存在差异。通过DFT计算得到Ru各晶面上愈创木酚的吸附能两种反应路径的能量,发现Ru(100)和Ru(101)愈创木酚容易转化为苯酚,利于环己醇生成;而Ru(002)上更容易生成稳定的2-甲氧基环己醇。催化剂的活性还受到合金组分之间电子转移作用的影响,合金组分Ru和Al之间的相互作用越强,相应催化剂的活性也就越高。用机械合金化法实现了Nb改性纳米多孔钌,改性后的催化剂对愈创木酚加氢脱氧性能提升。优化了催化剂的改性条件:在Nb的添加量8.3 wt.%,硬脂酸添加量3 wt.%,室温静置不进行热处理条件下500 rpm合金化制备的催化剂性能最好,180°C、氢气压力1 MPa条件下40 min环己醇收率可达78.2%。改性后的催化剂孔径大小变化不大(10nm),Nb的添加促进了非晶化过程,使得组分之间融合程度提高,Nb也改变了催化剂的酸中心,使得弱酸中心含量提高,强酸中心减少。Nb作为一种固体酸,使得Ru和Al都失去电子,这也可能促进催化剂与底物分子间的相互作用。
二、SiTi_3的机械合金化制备及特性研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、SiTi_3的机械合金化制备及特性研究(论文提纲范文)
(1)机械合金化法制备铁基合金粉末及微量元素添加效应的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 核反应堆的发展 |
1.2.1 国外现状 |
1.2.2 国内现状 |
1.3 Fe基体合金材料的应用 |
1.3.1 纳米氧化物弥散强化合金材料 |
1.3.2 微量元素在合金材料中的作用 |
1.4 机械合金化技术 |
1.4.1 机械合金化的发展史 |
1.4.2 机械合金化技术原理 |
1.4.3 机械合金化设备 |
1.4.4 机械合金化的影响因素 |
1.5 本文研究的意义和目的 |
第二章 实验方法与分析表征手段 |
2.1 实验方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验步骤 |
2.2 分析表征手段 |
2.2.1 激光粒度分析仪 |
2.2.2 X射线衍射仪 |
2.2.3 扫描电子显微镜 |
2.2.4 能谱分析仪 |
第三章 球磨参数对机械合金化粉末的影响 |
3.1 球磨时间对机械合金化粉末的影响 |
3.1.1 粉末微观形貌 |
3.1.2 粉末颗粒尺寸 |
3.1.3 粉末物相检索 |
3.1.4 粉末晶粒尺寸和晶格畸变 |
3.1.5 粉末机械合金化进程 |
3.2 球磨转速对机械合金化粉末的影响 |
3.2.1 粉末微观形貌 |
3.2.2 粉末产粉率和污染程度 |
3.2.3 粉末物相检索 |
3.2.4 粉末晶粒尺寸和晶格畸变 |
3.3 过程控制剂对机械合金化粉末的影响 |
3.3.1 粉末微观形貌 |
3.3.2 粉末物相检索 |
3.3.3 粉末的晶粒尺寸和晶格畸变 |
3.3.4 粉末机械合金化进程 |
3.4 本章小结 |
第四章 添加微量元素对机械合金化粉末的影响 |
4.1 Ti元素对机械合金化粉末的影响 |
4.1.1 粉末微观形貌 |
4.1.2 粉末颗粒尺寸 |
4.1.3 粉末晶粒尺寸和晶格畸变 |
4.1.4 粉末机械合金化进程 |
4.2 Hf元素对机械合金化粉末的影响 |
4.2.1 粉末微观形貌 |
4.2.2 粉末颗粒尺寸 |
4.2.3 粉末晶粒尺寸和晶格畸变 |
4.2.4 粉末机械合金化进程 |
4.3 Zr元素对机械合金化粉末的影响 |
4.3.1 粉末微观形貌 |
4.3.2 粉末颗粒尺寸 |
4.3.3 粉末晶粒尺寸和晶格畸变 |
4.3.4 粉末机械合金化进程 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(2)氧化物弥散强化材料的制备与焊接性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 弥散强化 |
2.1.1 金属强化方式 |
2.1.2 弥散强化机理 |
2.1.3 氧化物弥散强化材料制备方法 |
2.2 氧化物弥散强化固溶体合金 |
2.2.1 固溶体合金的定义及特点 |
2.2.2 固溶体合金的抗辐照性能 |
2.2.3 氧化物对材料抗辐照性能的影响 |
2.2.4 氧化物弥散强化固溶体合金研究现状 |
2.3 氧化物弥散强化铝合金搅拌摩擦焊 |
2.3.1 搅拌摩擦焊 |
2.3.2 氧化物弥散强化铝合金搅拌摩擦焊研究现状 |
3 试验方案和研究方法 |
3.1 氧化物弥散强化FeCoNi固溶体合金的制备及性能研究 |
3.1.1 试验内容 |
3.1.2 研究思路 |
3.1.3 试验原料及主要设备 |
3.1.4 测试仪器及检测方法 |
3.2 氧化物弥散强化铝合金搅拌摩擦焊研究 |
3.2.1 试验内容 |
3.2.2 研究思路 |
3.2.3 试验原料及主要设备 |
3.2.4 测试仪器及检测方法 |
4 机械合金化法制备氧化物弥散强化FeCoNi固溶体合金 |
4.1 不同阶段试验参数对材料制备的影响 |
4.1.1 球磨时间对合金化进程的影响 |
4.1.2 烧结温度对块体致密度的影响 |
4.1.3 退火温度对氧化物析出的影响 |
4.2 氧化物添加对FeCoNi固溶体合金微观组织及压缩性能影响 |
4.2.1 试验材料及制备方法 |
4.2.2 宏观形貌 |
4.2.3 相结构 |
4.2.4 晶粒形貌 |
4.2.5 TEM观察 |
4.2.6 压缩性能及显微硬度 |
4.3 小结 |
5 不同氧化物对ODS-FeCoNi固溶体合金的组织与性能影响 |
5.1 实验材料及制备方法 |
5.2 微观组织 |
5.3 力学性能 |
5.4 FCNY固溶体合金中Y_2O_3相析出行为 |
5.5 强化机理的定量计算 |
5.5.1 固溶强化 |
5.5.2 晶界强化 |
5.5.3 弥散强化 |
5.5.4 位错强化 |
5.6 三种合金热轧过程中微观组织演变规律 |
5.7 小结 |
6 ODS纯铝的搅拌摩擦焊接研究 |
6.1 搅拌头转速对接头力学性能影响 |
6.2 焊接速度对接头力学性能影响 |
6.3 弥散强化纯铝接头氧化物分析 |
6.3.1 TEM |
6.3.2 中子小角散射 |
6.4 小结 |
7 弥散强化纯铝及2024铝合金搅拌摩擦焊组织和性能研究 |
7.1 试验材料及分析方法 |
7.2 微观组织 |
7.2.1 接头横截面宏观形貌 |
7.2.2 接头不同区域晶粒分析 |
7.2.3 BM区和SZ区TEM分析 |
7.3 力学性能 |
7.3.1 接头拉伸性能 |
7.3.2 接头不同区域硬度变化 |
7.3.3 断口形貌 |
7.4 小结 |
8 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)多相Mo-Si-B-La2O3合金的制备及其高温氧化与摩擦磨损性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 高温合金的研究进展 |
1.2.1 高温合金的分类及强化机理 |
1.2.2 高温合金的制备工艺研究 |
1.3 Mo-Si-B合金的研究进展 |
1.3.1 Mo-Si-B合金的相组成与结构 |
1.3.2 Mo-Si-B合金的力学性能研究 |
1.3.3 Mo-Si-B合金的高温抗氧化与摩擦磨损性能研究 |
1.3.4 Mo-Si-B合金的制备 |
1.4 研究的目的、意义和内容 |
1.4.1 研究的目的和意义 |
1.4.2 研究的主要内容 |
2 试验材料及方法 |
2.1 引言 |
2.2 Mo-Si-B-La_2O_3合金成分设计 |
2.2.1 合金成分的确定依据 |
2.2.2 试验成分设计 |
2.3 Mo-Si-B合金的制备与技术路线 |
2.3.1 原始粉料选择 |
2.3.2 粉料球磨处理 |
2.3.3 真空热压烧结 |
2.4 性能测试与表征 |
2.4.1 粉体粒度测试 |
2.4.2 密度测试 |
2.4.3 硬度测试 |
2.4.4 抗弯强度测试 |
2.4.5 抗压强度测试 |
2.4.6 断裂韧性测试 |
2.4.7 高温抗氧化性能测试 |
2.4.8 摩擦磨损性能测试与表征 |
2.5 物相检测与结构分析 |
2.5.1 热分析 |
2.5.2 X射线衍射分析 |
2.5.3 电子背散射衍射分析 |
2.5.4 X射线光电子能谱分析 |
2.5.5 微观结构分析 |
3 Mo-Si-B-La_2O_3合金的制备与组织结构 |
3.1 引言 |
3.2 机械合金化过程中的主要相变 |
3.2.1 原始粉末形貌分析 |
3.2.2 机械合金化制备粉末的粒度分析 |
3.2.3 机械合金化处理和热处理对粉末物相的影响 |
3.3 Mo-Si-B-La_2O_3合金的组织结构 |
3.3.1 相组成与晶体结构 |
3.3.2 显微组织分析 |
3.4 真空热压烧结机理分析和讨论 |
3.5 本章小结 |
4 Mo-Si-B-La_2O_3合金的力学性能与强韧化机制 |
4.1 引言 |
4.2 合金的密度与硬度 |
4.3 合金的抗弯强度与断裂韧性 |
4.4 合金的抗压强度 |
4.5 合金的强韧化机制讨论 |
4.5.1 强化机制 |
4.5.2 韧化机制 |
4.6 本章小结 |
5 Mo-Si-B-La_2O_3合金的高温氧化行为与抗氧化机制 |
5.1 引言 |
5.2 恒温氧化动力学曲线 |
5.3 氧化膜的结构与微观形貌 |
5.3.1 氧化膜的物相组成 |
5.3.2 氧化膜的组织形貌 |
5.4 氧化过程与抗氧化机理 |
5.4.1 氧化膜的形成过程 |
5.4.2 合金的抗氧化机理 |
5.5 本章小结 |
6 Mo-Si-B-La_2O_3合金的摩擦学行为与磨损机制 |
6.1 引言 |
6.2 Mo-Si-B-La_2O_3合金大气环境下摩擦磨损性能的研究 |
6.2.1 不同成分Mo-Si-B-La_2O_3合金的摩擦磨损性能 |
6.2.2 载荷对Mo-Si-B-La_2O_3合金干摩擦磨损性能的影响 |
6.2.3 滑动速度对Mo-Si-B-La_2O_3合金干摩擦磨损性能的影响 |
6.2.4 温度对Mo-Si-B-La_2O_3合金干摩擦磨损性能的影响 |
6.3 室温时合金的摩擦磨损机制 |
6.3.1 不同载荷与滑动速度下单相合金的摩擦系数 |
6.3.2 载荷与滑动速度对单相合金磨损率的影响 |
6.3.3 磨屑的微观形貌与成分分析 |
6.3.4 室温条件下合金的磨损机制探讨 |
6.4 高温时合金的摩擦磨损机制 |
6.4.1 高温时单相合金的摩擦系数与磨损率 |
6.4.2 高温时单相合金的磨损形貌 |
6.4.3 磨屑的微观形貌与成分分析 |
6.4.4 高温条件下合金的氧化磨损耦合机制探讨 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(4)NbMoTaW/Ni复合材料的制备和组织性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 高熵合金概述 |
1.2.1 高熵合金的特性 |
1.2.2 高熵合金的成分设计思路 |
1.2.3 高熵合金的制备 |
1.2.4 NbMoTaW难熔高熵合金的研究进展 |
1.3 镍基复合材料的研究进展及应用 |
1.3.1 镍基复合材料的研究进展 |
1.3.2 镍基复合材料的应用 |
1.4 高熵合金增强金属基复合材料的研究进展 |
1.5 试验技术概括 |
1.5.1 机械合金化技术 |
1.5.2 放电等离子烧结技术 |
1.6 本文研究目的和内容 |
1.6.1 课题研究目的 |
1.6.2 课题主要研究内容 |
2 试验方法与过程 |
2.1 引言 |
2.2 试验原料 |
2.3 试验工艺及设备 |
2.3.1 机械合金化 |
2.3.2 球磨混粉 |
2.3.3 放电等离子烧结 |
2.4 分析检测方法 |
2.4.1 物相分析 |
2.4.2 显微组织分析 |
2.4.3 密度测量 |
2.4.4 硬度测试 |
2.4.5 压缩性能测试 |
2.5 试验方案及技术路线图 |
3 机械合金化参数对NbMoTaW粉体组织和性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 球磨时间对NbMoTaW粉体制备的影响 |
3.3 球磨转速对NbMoTaW粉体制备的影响 |
3.4 保护气氛对NbMoTaW粉体制备的影响 |
3.5 本章小结 |
4 放电等离子烧结制备NbMoTaW/Ni复合材料的研究 |
4.1 引言 |
4.2 高熵合金体积分数对复合材料组织和性能的影响 |
4.2.1 高熵合金体积分数对复合材料微观组织的影响 |
4.2.2 高熵合金体积分数对复合材料密度影响 |
4.2.3 高熵合金体积分数对复合材料力学性能影响 |
4.3 烧结温度对NbMoTaW/Ni复合材料组织和性能的影响 |
4.3.1 烧结温度对NbMoTaW/Ni复合材料组织的影响 |
4.3.2 烧结温度对NbMoTaW/Ni复合材料密度的影响 |
4.3.3 烧结温度对NbMoTaW/Ni复合材料力学性能的影响 |
4.4 本章小结 |
5 NbMoTaW/Ni复合材料的高温压缩力学性能与组织分析 |
5.1 引言 |
5.2 NbMoTaW/Ni复合材料高温压缩前后的物相分析 |
5.3 不同温度下NbMoTaW/Ni复合材料压缩性能的变化规律 |
5.4 NbMoTaW/Ni复合材料的高温压缩显微组织 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(5)硼/钨铝核辐射屏蔽复合材料设计与制备(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和研究目的 |
1.2 金属基核辐射屏蔽复合材料 |
1.2.1 金属基γ射线屏蔽材料 |
1.2.2 金属基中子屏蔽材料 |
1.2.3 金属基综合屏蔽材料 |
1.3 蒙特卡罗模拟计算核辐射屏蔽性能 |
1.3.1 蒙特卡罗方法简介 |
1.3.2 蒙特卡罗方法计算材料屏蔽性能的应用 |
1.4 机械合金化 |
1.4.1 机械合金化制备钨铝合金的研究现状 |
1.4.2 机械合金化过程 |
1.5 存在的问题及发展方向 |
1.6 本文主要研究工作 |
第2章 试验方法和理论计算方法 |
2.1 试验材料及制备方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 钨铝合金制备方法 |
2.2 显微组织表征 |
2.2.1 扫描电子显微镜 |
2.2.2 X射线衍射仪 |
2.3 第一性原理计算 |
2.3.1 密度泛函理论 |
2.3.2 交换关联函数 |
2.3.3 CASTEP程序软件包简介 |
2.3.4 固溶体结构与性能的计算方法 |
第3章 B/WAl复合材料屏蔽性能设计 |
3.1 引言 |
3.2 蒙特卡罗模拟计算模型建立 |
3.3 γ射线屏蔽性能设计 |
3.4 中子屏蔽性能设计 |
3.4.1 B含量的影响 |
3.4.2 B颗粒尺寸的影响 |
3.4.3 中子能量的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 B/WAl复合材料基体合金力学性能设计 |
4.1 引言 |
4.2 模型建立及参数设置与验证 |
4.2.1 模型建立 |
4.2.2 主要参数设置 |
4.2.3 参数验证 |
4.3 计算结果与讨论 |
4.3.1 晶体结构 |
4.3.2 形成热和结合能 |
4.3.3 弹性性质 |
4.3.4 延展性 |
4.3.5 各向异性 |
4.3.6 应力应变曲线 |
4.3.7 电子结构 |
4.4 本章小结 |
第5章 B/WAl复合材料的制备工艺研究 |
5.1 引言 |
5.2 钨铝合金粉体的制备 |
5.2.1 球磨转速对机械合金化过程的影响 |
5.2.2 过程控制剂对机械合金化过程的影响 |
5.2.3 机械合金化过程 |
5.3 机械合金化过程中的微观组织演变 |
5.3.1 物相含量 |
5.3.2 晶粒尺寸与微观应变 |
5.3.3 点阵常数 |
5.4 W-Al-B体系相形成热力学计算 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(6)激光熔覆AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层组织与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 高熵合金概述 |
1.3 高熵合金的制备 |
1.3.1 真空电弧熔炼技术 |
1.3.2 溅射沉积技术 |
1.3.3 机械合金化技术 |
1.3.4 激光熔覆技术 |
1.4 高熵合金研究国内外发展现状及趋势 |
1.4.1 国外研究和发展状况 |
1.4.2 国内研究和发展状况 |
1.4.3 目前存在的问题和发展趋势 |
1.5 课题研究的内容和意义 |
1.5.1 课题研究的主要内容 |
1.5.2 课题研究的意义 |
第二章 AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末和涂层制备工艺及研究方法 |
2.1 实验技术路线及材料 |
2.1.1 实验技术路线 |
2.1.2 实验需要的原料 |
2.2 AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末的制备 |
2.3 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的制备 |
2.4 AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末及涂层组织结构分析 |
2.4.1 金相显微镜分析 |
2.4.2 X射线衍射分析 |
2.4.3 扫描电子显微镜分析 |
2.4.4 透射电子显微镜分析 |
2.5 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层性能测试 |
2.5.1 高熵合金涂层显微硬度测试 |
2.5.2 高熵合金涂层拉伸性能测试 |
2.5.3 高熵合金涂层耐磨损性能测试 |
第三章 AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末及涂层的制备研究 |
3.1 引言 |
3.2 AlCoCrFeNiTi高熵合金粉末的相组成与微观结构 |
3.2.1 高熵合金粉末的机械合金化行为 |
3.2.2 高熵合金粉末的相演变规律 |
3.2.3 球磨过程中粉末的微观形貌 |
3.3 激光熔覆工艺参数对AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的影响 |
3.3.1 激光功率对高熵合金熔覆层质量的影响 |
3.3.2 熔覆速度对高熵合金熔覆层质量的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的微观组织结构 |
4.1 引言 |
4.2 多道搭接AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层微观组织 |
4.3 多道搭接AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层相组成 |
4.4 多道搭接AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层TEM分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的显微硬度 |
5.2.1 不同激光功率下涂层硬度变化规律 |
5.2.2 不同熔覆速度下涂层硬度变化规律 |
5.3 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的拉伸性能 |
5.4 AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层的耐磨性能 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
(7)高正混合焓Cu-Mo和Cu-Nb非互溶合金析出相演化及元素固溶行为研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 研究背景及文献综述 |
2.1 非互溶合金 |
2.1.1 非互溶合金简介 |
2.1.2 非互溶合金研究概况 |
2.2 机械合金化 |
2.2.1 机械合金化简介 |
2.2.2 机械合金化过程参数及研究现状 |
2.2.3 机械合金化促发的固溶度扩大 |
2.3 研究思路、目的和内容 |
2.3.1 研究体系选择和研究目的 |
2.3.2 研究内容 |
3 实验方法和实验技术 |
3.1 合金样品制备 |
3.1.1 机械球磨 |
3.1.2 真空封管 |
3.1.3 高温退火 |
3.1.4 聚焦离子束(FIB)制备透射电镜样品 |
3.2 形貌观察 |
3.2.1 扫描电镜(SEM)观察 |
3.2.2 透射电镜(TEM)表征 |
3.2.3 扫描透射电镜(STEM)表征 |
3.3 成分及结构表征 |
3.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
3.3.2 电子衍射分析 |
3.3.3 能谱仪(EDS)分析 |
3.3.4 电子能量损失谱(EELS)分析 |
4 高温下Cu-Mo体系合金固溶度及组织结构演变 |
4.1 机械合金化制备工艺 |
4.1.1 合金成分与原料选择 |
4.1.2 室温和高温球磨 |
4.1.3 真空封管与高温退火 |
4.2 室温球磨下合金的物相演变和形貌观察 |
4.2.1 合金粉末形貌表征 |
4.2.2 室温球磨下合金物相和固溶度变化 |
4.3 高温球磨后合金物相演化及形貌观察 |
4.3.1 合金高温球磨后物相和固溶度变化 |
4.3.2 扫描透射电镜下合金微观形貌表征 |
4.4 高温球磨加高温退火后的合金组织结构演变 |
4.4.1 不同退火温度下的物相和固溶度变化 |
4.4.2 高温退火后样品中析出相分析 |
4.4.3 不同退火时间下析出相尺寸变化 |
4.5 提高Si与Mo原子比后析出相的变化 |
4.5.1 低Mo含量的合金物相变化 |
4.5.2 低Mo含量的合金微观形貌及尺寸变化 |
4.6 本章讨论 |
4.6.1 高温因素对固溶度的影响 |
4.6.2 析出相的形成对固溶度的影响 |
4.7 本章小结 |
5 化学机械合金化方法下Cu-Nb体系合金固溶度及组织结构演变 |
5.1 合金设计与工艺流程 |
5.1.1 合金体系选择 |
5.1.2 制备流程与实验方案 |
5.2 第一步球磨后合金的物相变化及组织结构 |
5.2.1 合金物相及固溶度变化 |
5.2.2 合金粉末微观结构观察 |
5.3 第二步球磨中纳米氧化物析出相演变规律 |
5.3.1 第二步球磨初期NbO的形成 |
5.3.2 球磨中期“核-壳”式析出相的形成 |
5.3.3 球磨后期Nb的氧化物析出相的聚集和长大 |
5.4 高温退火对氧化物析出相的影响 |
5.4.1 高温退火后粉末样品的物相变化 |
5.4.2 高温退火后析出相的微观形貌和物相变化 |
5.5 本章讨论 |
5.5.1 固溶度变化分析 |
5.5.2 析出相演变规律分析 |
5.6 本章小结 |
6 合金体系和工艺过程对非互溶合金组织演变的影响 |
6.1 不同合金体系对非互溶合金制备的影响 |
6.1.1 一步球磨制备Cu-Mo与Cu-Nb的氧化物体系合金 |
6.1.2 两步球磨制备Cu-Mo与Cu-Nb的氧化物体系合金 |
6.1.3 稀释成分后Cu-Nb和Cu-Mo合金变化 |
6.2 球磨工艺过程参数的影响与优化 |
6.3 本章讨论 |
6.3.1 合金元素性质与含量对固溶度和反应产物的影响 |
6.3.2 不同球磨工艺对合金固溶度的影响 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
7.1 全文总结 |
7.2 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)AlCrFeMn系高熵合金的制备与降解偶氮染料的行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 偶氮染料简介 |
1.2 偶氮染料废水的处理方法 |
1.2.1 物理方法 |
1.2.2 化学方法 |
1.2.3 生物方法 |
1.2.4 合金材料处理法 |
1.3 高熵合金的定义和四大效应 |
1.3.1 高熵合金的定义 |
1.3.2 高熵合金典型的四大效应 |
1.4 高熵合金的形成条件 |
1.5 高熵合金的发展及应用 |
1.5.1 高熵合金的发展历程 |
1.5.2 高熵合金的应用 |
1.6 高熵合金的制备方法 |
1.6.1 机械合金化简介 |
1.6.2 机械合金化高熵合金的研究现状 |
1.7 选题的背景和意义 |
1.8 本研究创新点 |
1.9 主要研究内容与技术路线 |
第二章 实验材料、设备及方法 |
2.1 实验材料与试剂 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 实验仪器与设备 |
2.3 样品的制备和降解偶氮染料实验 |
2.3.1 高熵合金粉末的制备 |
2.3.2 高熵合金粉末降解偶氮染料的实验 |
2.3.3 高熵合金-海藻酸钙微球的制备 |
2.4 表征方法 |
第三章 基础合金系的成分设计及其降解行为 |
3.1 引言 |
3.2 成分设计 |
3.3 样品的制备 |
3.4 降解反应前AlCrFeMn、AlCrFeNi和 FeCrNiMn合金粉末的表征 |
3.5 AlCrFeMn、AlCrFeNi和 FeCrNiMn高熵合金粉末降解DB6 的实验 |
3.6 降解反应后AlCrFeMn高熵合金粉末的表征 |
3.7 AlCrFeMn高熵合金粉末降解DB6 的机理分析 |
3.8 本章小结 |
第四章 金属元素添加对AlCrFeMn降解行为的影响 |
4.1 引言 |
4.2 样品的制备 |
4.3 降解反应前S_0、S_(Mg)、S_(Ti)和S_(Ni)合金粉末的表征 |
4.4 S_0、S_(Mg)、S_(Ti)和S_(Ni)高熵合金粉末降解DB6 的实验 |
4.5 降解反应后S_(Mg)高熵合金粉末的表征 |
4.6 S_0、S_(Mg)、S_(Ti)和S_(Ni)高熵合金粉末降解后的染料溶液的ICP测试 |
4.7 S_(Mg)高熵合金粉末降解DB6 的机理分析 |
4.8 本章小结 |
第五章 非金属元素添加对AlCrFeMn降解行为的影响 |
5.1 引言 |
5.2 样品的制备 |
5.3 降解反应前S_0、S_S、S_P和S_C合金粉末的表征 |
5.4 S_0、S_S、S_P和S_C高熵合金粉末降解DB6 的实验 |
5.5 降解反应后S_S高熵合金粉末的表征 |
5.6 S_S、S_P和S_C高熵合金粉末降解染料后溶液的ICP测试 |
5.7 S_S高熵合金粉末降解DB6 的机理分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 高熵合金-海藻酸钙微球的制备及其降解行为 |
6.1 引言 |
6.2 降解反应前S_0、S_(Mg)和S_S高熵合金粉末的表征 |
6.3 高熵合金粉末包裹前后降解DB6 的对比实验 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的SCI论文 |
致谢 |
(9)AgCuTiZr钎料激光钎焊单层镀膜cBN砂轮制备机理及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景、目的与意义 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 目的与意义 |
1.3 国内外研究动态 |
1.3.1 cBN砂轮制备技术研究进展 |
1.3.2 激光钎焊技术研究进展 |
1.3.3 钎焊cBN砂轮结合剂的研究进展 |
1.3.4 活性钎料激光钎焊cBN存在的问题 |
1.4 主要研究内容和技术路线 |
1.5 本章小结 |
第二章 活性粉末钎料机械合金化制备研究 |
2.1 钎料的机械合金化原理 |
2.1.1 机械合金化过程研究 |
2.1.2 行星球磨运动分析 |
2.2 钎料组分相的确定 |
2.2.1 钎料组分的选择 |
2.2.2 机械合金化钎料组分的热力学相容性分析 |
2.3 机械合金化影响因素分析 |
2.4 钎料机械合金化试验研究 |
2.4.1 钎料的机械合金化制备 |
2.4.2 机械合金化钎料的粒度分析 |
2.4.3 机械合金化粉末钎料的组织与成分 |
2.5 钎料熔化特性测试 |
2.6 本章小结 |
第三章 激光钎焊工艺参数优化研究 |
3.1 激光工艺参数单因素分析 |
3.2 激光钎焊有限元分析理论基础 |
3.2.1 激光钎焊热源模型分析 |
3.2.2 激光钎焊瞬时热源传热形式 |
3.3 不同激光参数下的温度场模拟 |
3.3.1 激光功率对温度场的影响 |
3.3.2 光斑扫描速度对温度场的影响 |
3.3.3 离焦量对温度场的影响 |
3.4 激光钎焊温度场试验测定 |
3.5 激光钎焊工艺参数确定 |
3.6 本章小结 |
第四章 机械合金化AgCu基活性钎料综合性能分析 |
4.1 试验材料与设备 |
4.2 活性钎料润湿性能 |
4.2.1 钎料润湿性模型 |
4.2.2 钎料润湿性试验与润湿角计算 |
4.3 钎焊层及结合界面宏观形貌 |
4.3.1 钎焊层宏观形貌分析 |
4.3.2 钎焊层结合界面宏观形貌分析 |
4.4 钎焊层与结合界面组织结构 |
4.4.1 AgCu_(28)-4.5Ti钎焊层与基体结合界面组织结构分析 |
4.4.2 AgCu_(28)-4.5Ti-4Zr钎焊层与基体结合界面组织结构分析 |
4.5 钎焊层耐腐蚀性能 |
4.6 钎焊层摩擦学性能 |
4.6.1 钎焊层摩擦性能 |
4.6.2 钎焊层磨损性能 |
4.7 钎焊层力学性能 |
4.7.1 钎焊层硬度 |
4.7.2 钎焊层抗拉强度 |
4.8 本章小结 |
第五章 激光钎焊镀膜cBN性能分析及磨削试验 |
5.1 激光钎焊试验条件与方法 |
5.2 激光钎焊cBN磨粒地貌分析 |
5.2.1 cBN磨粒钎焊层形貌 |
5.2.2 钎焊cBN磨粒分布分析 |
5.3 钎料与cBN磨粒界面结构 |
5.3.1 钎料与cBN磨粒结合界面特性 |
5.3.2 cBN磨粒与钎料界面物相分析及结构 |
5.4 镀膜cBN磨粒钎焊层耐磨性分析 |
5.5 激光钎焊cBN砂轮制备及其磨损性能 |
5.5.1 激光钎焊cBN砂轮制备 |
5.5.2 激光钎焊cBN砂轮的磨削试验 |
5.5.3 激光钎焊cBN砂轮磨粒磨损形态 |
5.5.4 激光钎焊cBN砂轮的磨削性能 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 论文主要创新点 |
6.3 进一步研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间取得的研究成果目录 |
(10)纳米多孔钌的制备及催化愈创木酚加氢研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 纳米多孔钌的发展及应用 |
1.2 机械合金化的发展及应用 |
1.3 愈创木酚加氢相关研究 |
1.3.1 非贵金属催化剂参与的反应 |
1.3.2 贵金属催化剂参与的反应 |
1.4 Nb在催化反应中的应用 |
1.4.1 Nb的改性与促进作用 |
1.4.2 Nb_2O_5的改性与促进作用 |
1.4.3 铌酸的改性与促进作用 |
1.5 论文选题依据 |
2 实验部分 |
2.1 主要仪器和试剂 |
2.2 纳米多孔钌的制备 |
2.2.1 合金的制备 |
2.2.2 合金的热处理 |
2.2.3 合金的去合金化 |
2.3 材料的测试表征方法 |
2.3.1 氮气物理吸附 |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
2.3.4 X射线粉末衍射(XRD) |
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS) |
2.3.6 氨气-程序升温脱附(NH3-TPD) |
2.4 催化剂反应活性测试 |
2.4.1 催化反应过程 |
2.4.2 反应产物分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 骨架钌催化愈创木酚加氢 |
3.1.1 愈创木酚加氢催化剂的筛选 |
3.1.2 不同溶剂中愈创木酚的加氢反应 |
3.1.3 不同压力下愈创木酚的加氢反应 |
3.1.4 不同温度下愈创木酚的加氢反应 |
3.2 机械合金化与熔炼法制备的纳米多孔钌比较 |
3.2.1 纳米多孔钌的催化性能比较 |
3.2.2 纳米多孔钌的氮气物理吸附 |
3.2.3 钌铝合金与纳米多孔钌的微观形貌测试 |
3.2.4 钌铝合金与纳米多孔钌的的X射线衍射 |
3.2.5 钌铝合金的X射线光电子能谱测试 |
3.3 Ru晶面上愈创木酚的吸附能计算 |
3.3.1 计算方法 |
3.3.2 计算结果与讨论 |
3.4 过渡金属元素改性纳米多孔钌工艺 |
3.4.1 改性元素对纳米多孔钌的活性的影响 |
3.4.2 Nb掺杂含量对纳米多孔钌的影响 |
3.4.3 热处理时间对纳米多孔钌的影响 |
3.4.4 硬脂酸添加量对纳米多孔钌的影响 |
3.4.5 Nb改性纳米多孔钌的加氢实验 |
3.4.6 Nb改性纳米多孔钌的NH3程序升温脱附 |
3.4.7 Nb改性纳米多孔钌的微观形貌测试 |
3.4.8 Nb改性纳米多孔钌的X射线光电子能谱测试 |
结论 |
参考文献 |
附录A 愈创木酚的气相色谱检测分析结果 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
四、SiTi_3的机械合金化制备及特性研究(论文参考文献)
- [1]机械合金化法制备铁基合金粉末及微量元素添加效应的研究[D]. 王珍珍. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]氧化物弥散强化材料的制备与焊接性能研究[D]. 郭远航. 北京科技大学, 2021(02)
- [3]多相Mo-Si-B-La2O3合金的制备及其高温氧化与摩擦磨损性能研究[D]. 李文虎. 西安理工大学, 2020(01)
- [4]NbMoTaW/Ni复合材料的制备和组织性能研究[D]. 梁家铧. 西安工业大学, 2020(04)
- [5]硼/钨铝核辐射屏蔽复合材料设计与制备[D]. 高晓洒. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [6]激光熔覆AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层组织与性能研究[D]. 於伟杰. 江苏大学, 2020(02)
- [7]高正混合焓Cu-Mo和Cu-Nb非互溶合金析出相演化及元素固溶行为研究[D]. 商雪坤. 北京科技大学, 2020(01)
- [8]AlCrFeMn系高熵合金的制备与降解偶氮染料的行为研究[D]. 武世凯. 东南大学, 2020(01)
- [9]AgCuTiZr钎料激光钎焊单层镀膜cBN砂轮制备机理及性能研究[D]. 黄永贵. 太原理工大学, 2019
- [10]纳米多孔钌的制备及催化愈创木酚加氢研究[D]. 于冠群. 大连理工大学, 2019(02)