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以平均粒径2.2μm、纯度99.99%的硅粉为原料,采用纯度99.993%的高纯氮气作为反应气体,在1350和1400℃下进行了氮化时间为10~30 min的氮化实验,得出了不同温度下硅粉转化率随反应时间的变化关系.将硅氮反应看成非催化气固反应,建立了硅颗粒氮化动力学模型.通过对实验数据的拟合,得出两个模型参数:硅氮反应速率常数和氮气在产物层中的扩散系数.假定反应速率常数和扩散系数均满足阿伦尼乌斯公式,求得化学反应激活能和指前因子分别为2.71×104J·mol-1和3.07×10-5m·s-1,扩散激活能和指前因子分别为1.06×105J·mol-1和1.12×10-9m2·s-1.利用本文得出的氮化动力学模型对各温度下不同粒径硅粉的转化曲线进行了预测,预测曲线与文献中的实验数据在趋势上吻合较好

采用X射线光电子能谱(XPS)研究了带有两种纳米氧化层(NOL)Ta/Ni80Fe20/Ir19Mn81/Co90Fe10//NOL1//Co90Fe10/Cu/Co90Fe10//NOL2/Ta的镜面反射自旋阀薄膜的化学结构.研究结果表明:CoFe/NOL1和NOL2/Ta界面处发生了热力学有利的化学反应.CoFe磁性敏感层仍保持金属特性,部分氧化的CoFe和Ta发生界面反应,使得Ta覆盖层被氧化成Ta2O5,形成NOL2.由于仍存在部分金属CoFe,NOL1为不连续的氧化层,使得与IrMn层仍存在直接的交换耦合作用.在退火过程中,IrMn层中的Mn原子扩散到NOL1中;然而,由于NOL1和扩散的Mn原子发生界面反应,生成Mn的氧化物,从而阻止Mn原子的进一步扩散,使其偏聚在NOL1中

通过测量不同工艺条件下玻璃绝缘子中的气孔率和最大气泡直径,以及观察底盘表面的玻璃飞溅情况,研究了熔封气氛、熔封温度、熔封时间、氧化膜类型和厚度对玻璃绝缘子中气孔率和玻璃飞溅的影响.结果表明,玻璃绝缘子中气孔率与可伐合金底盘表面的飞溅程度有一定的关系.可伐合金表面Fe3O4氧化物与玻璃中SiO2发生化学反应是玻璃绝缘子中气泡的一个重要来源,也是引起玻璃飞溅的因素.熔封气氛和氧化膜厚度对气孔率和玻璃飞溅影响最大.推荐的工艺条件是在可伐合金表面生成厚度约1μm的FeO氧化膜,然后与玻坯在950~980℃工厂条件的气氛中熔封30~40 min

采用热重法实验研究了773~1273K氧化亚铁的等温氢还原动力学，发现873K温度以上，反应动力学曲线有明显转折，说明反应机理发生了变化．在973~1073K的温度范围，出现了反常的温度效应．即反应速率随温度升高而减小．为讨论产物结构对反应动力学的影响，分别对不同温度的反应产物，以及一定温度不同还原状态（不同反应时间）的产物进行形貌观察．结果显示．随着反应温度升高，还原产物表面的孔洞增多，枝状特征显著增加，而973K和1023K时表面的烧结现象明显．一定温度下，随着反应进行，表面的孔洞增多，并逐渐出现烧结．973K和1023K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形，而1173K时还原2min开始，就大量出现枝状产物，并逐渐烧结．结合产物形貌变化和反应动力学曲线，反应前期为界面化学反应控速，随着反应进行．还原的金属铁发生烧结现象，致密的结构阻碍了产物气体向外扩散，反应控速环节转变为产物气体的外扩散，还原速率也随之降低．

以锰尾矿制备硫酸锰过程中副产硫酸钙为原料在室温下与碳酸氢铵进行固相球磨反应,制备出氧化钙的前驱体碳酸钙,然后将其煅烧得到氧化钙.分别考察了物料配比、球磨时间、球料质量比等因素对硫酸钙转化率的影响,采用X射线衍射和化学分析方法对产物进行了分析,并对室温固相球磨反应的机理进行了探讨.在物料配比(摩尔比)为3.5:1、球磨时间为40 min以及球料质量比为5:1时,硫酸钙的转化率可达到99.8%,将固相产物在1000℃热解1 h后所制备的氧化钙纯度为99.2%.室温球磨过程细化了反应物的颗粒尺寸,增加了反应物的接触面积,为引发反应提供了必要的能量,因此提高了化学反应的有效性

相界面积对气液两相流中传热、传质、物理化学反应等动力学过程影响重大.为获取这一参数,提出一种根据两相流数值模拟结果计算相界面积的方法.此方法借鉴分段线性重构界面的思想,在各网格单元内以平面近似真实相界曲面,根据目标流体的体积分数及其梯度向量将网格内相界面形貌归为五类,进而采用不同的方法分别计算各类相界面的面积.在铜转炉熔池内两相流数值模拟结果分析中的应用效果表明:该方法能有效提取两相流体系中任意区域的相界面积,从而为体系动力学特征的定量分析提供依据.利用相界面积数据,进一步计算了氧气利用率并识别出熔池内‘高效反应区’,计算和识别结果与工程实际吻合,证实了该方法的准确性

采用阴极弧离子镀法在GH4169合金表面制备了TiAlSiN涂层,通过扫描电镜和能谱仪分析了其表面和界面的形貌和能谱,用轮廓仪测试了涂层表面粗糙度.在往复式摩擦磨损试验机上进行了涂层摩擦与磨损实验,通过能谱仪分析了涂层表面磨损后点能谱和面能谱,考察了TiAlSiN涂层的摩擦因数和磨损性能,对其磨损机理进行了讨论.实验结果显示涂层表面组织结构较为致密,表面粗糙度为194.57 nm;涂层主要成分为Ti、Al、Si和N元素,Si原子细化了TiN和AlN晶粒;涂层结合界面发生了化学反应和成分的相互扩散,其结合形式为化学结合;涂层摩擦因数平均值为0.493,磨损形式为磨粒磨损;磨损痕迹面扫描结果表明,磨损后Al和Ti形成的氮化物减少,Si和N原子无明显的减少现象,涂层耐磨性增强主要依赖于Si和N形成的化合物

以LiNO3和TiO2为初始反应物,固相法合成了Li4Ti5O12(M1).X射线衍射实验结果表明,所得粉体为较纯的尖晶石结构的Li4Ti5O12复合氧化物.Li4Ti5O12电极以35mA·g-1电流密度恒流充放电,首次放电容量达到170mAh·g-1,接近理论容量,首次充放电效率为92%.其在大电流密度下充放电性能良好,以175,350,875mA·g-1的电流密度放电,放电容量分别达到了151,140,115mAh·g-1;与传统方法使用LiOH和TiO2固相合成的Li4Ti5O12(M2)加以比较,3个倍率下的放电容量分别提高了约5%,10%和26%.循环伏安曲线表明:M1电极电位极化小,可逆性好,电极电化学活性高;M1电极嵌入/脱出锂后交流阻抗测试表明其电化学反应阻抗分别为16和20Ω

采用生物活性玻璃(BG)、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)等生物活性陶瓷与3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)复合,制备了性能良好的骨组织工程支架材料,分析了PHBV/BG,PHBV/TCP,PHBV/HA三种复合多孔支架在模拟生理溶液中的一系列化学反应,以及多孔材料在模拟生理溶液中浸泡后的成分、结构和微观形貌的变化。研究结果表明,三种复合支架材料在模拟生理溶液中发生了降解反应而失重；PHBV/BG和PHBV/TCP在模拟生理溶液中还发生了生物矿化反应,在表面形成矿化沉积层,为具有骨生物活性的结晶态类骨碳酸羟基磷灰石；而PHBV/HA在模拟生理溶液中没有明显的生物活性反应