运用循环伏安曲线、稳态极化曲线和Tafel曲线等电化学手段以及X射线光电能谱（XPS）法研究了辉铜矿在有菌和无菌体系下氧化过程的电化学行为.研究结果验证了辉铜矿在有菌体系和无菌体系下的两步氧化溶解机理，第一步氧化反应为辉铜矿不断氧化生成缺铜的中间产物CuxS（1≤x<2），直至生成CuS，在较低电位下即可进行；第二步反应为中间产物CuS的氧化，需要在较高电位下才可进行，反应速率较慢，是整个氧化反应的限制性步骤.循环伏安实验显示有菌体系电流密度明显大于无菌体系，表明细菌加快了辉铜矿的氧化速率.稳态极化实验显示辉铜矿点蚀电位较低，无菌体系第一段反应活化区电位范围小于有菌体系，表明辉铜矿氧化过程生成的中间产物硫膜具有钝化效应，细菌可以通过自身氧化作用破坏硫膜，减弱辉铜矿表面的钝化效果，加快辉铜矿的氧化溶解速率.X射线光电子能谱分析显示电极表面钝化层物质组成复杂，包含了CuS、多硫化物（Sn2-）、（S0）和含（SO42-）的氧化中间产物等多种物质，其中主要的钝化物为CuS，表明辉铜矿的氧化遵循多硫化物途径

以首钢生产的某X70管线钢成分为基础,利用Thermo-Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律,研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响,利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度.结果表明,平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti4C2S2、MnS、AlN、M7C3和Mo碳化物.Nb析出相主要以Nb和C元素为主,其中固溶Ti和N元素.随Nb和C含量的增加,Nb合金相的析出温度升高,在同一温度下Nb的析出量增加

在镍盐溶液中利用脉冲放电技术制备出Ni-P合金粉体,并用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及差热分析(DTA)等手段研究非晶粉体的晶化行为和组织结构特征.结果表明:Ni-P合金粉体形貌为链枝状,径向可达500nm左右,长度可达数微米.制备的合金粉体为非晶态结构,在280℃以下热处理时没有改变非晶态结构:在300℃开始晶化,析出亚稳相Ni5P2和Ni12P5;在320℃开始析出稳定相Ni和Ni3P;温度升高到400℃时,亚稳相消失.采用Kissinger公式计算出该合金粉体的晶化激活能为291.76kJ·mol-1

在大方坯连铸中,经常出现的缺陷是表面网状裂纹.由于铸坯表面存在网状裂纹导致轧制过程中出现严重的纵裂纹.通过微观检测、热模拟等手段分析了表面网状裂纹产生的原因及机理,由实验结果可以看出,表面网状裂纹沿异常粗大的奥氏体晶粒开裂,其实质是奥氏体晶间裂纹;异常粗大的奥氏体晶粒、残余元素Cu的富集以及AlN、BN等氮化物和先共析铁素体薄膜的析出是导致该钢种产生晶间裂纹的主要原因;大的奥氏体晶粒是残余元素富集以及氮化物和先共析铁素体薄膜析出的先决条件,因此表面网状裂纹是第Ⅱ和第Ⅲ脆性区间相互作用的结果,经常出现在存在凹陷和鼓肚的部位;异常粗大的奥氏体晶粒产生的主要原因是高的过热度和不均匀冷却

通过考察不同条件下烧结对Cu-Zn和Fe-Cr催化剂变换反应性能的影响,并结合催化剂的化学吸附表征手段,探讨了用Cu-Zn系催化剂替代Fe-Cr系催化剂作为高变催化剂的可行性.活性评价结果表明,从初期活性来看,Cu-Zn系催化剂不仅在低变温度,而且在高变温度下也优于Fe-Cr系催化剂;从催化剂的烧结特性来看,Cu-Zn系催化剂虽然在450℃的高温烧结条件下于初期阶段烧结明显,但500h之后逐渐趋于稳定,稳定后的活性仍优于Fe-Cr系催化剂.活性评价结果与CO化学吸附量测试结果相吻合.据此提出了不使用Fe-Cr系催化剂,在高、低温变换过程均使用Cu-Zn系催化剂的CO变换工艺,可将入口体积分数10%的CO去除到1%以下

应用高温拉伸实验研究了氢对Ti-6Al-4V合金超塑变形行为的影响,借助于OM、SEM、TEM和XRD等分析手段,分析了氢对钛合金组织演变的影响.结果表明:氢可促进合金中β相数量的增加,氢质量分数达到0.2%时合金出现马氏体组织,并随着氢含量的增加而逐渐粗化;适量的氢可以改善钛合金超塑变形行为,如降低流动应力和超塑变形温度、提高应变速率敏感指数m值;Ti-6Al-4V合金加入质量分数0.1%的氢,其峰值流动应力降低53%,变形温度降低约60℃,且由于氢的加入,使得超塑变形后的位错密度减少,说明氢促进了位错的运动

针对高温含水条件下非氧化物材料经常面临的性能失效问题,以六方BN粉体(平均粒度为1.2μm)为研究对象,利用高温热重分析、X射线衍射以及扫描电镜等手段,考察了BN粉体在不同温度(1273-1373K)含水条件下f水和空气的体积比为3:7)的反应行为,并与其在干燥空气下的反应行为进行对比.BN粉体在含水条件下的反应有如下特点:在反应初期,试样质量增加率快速增加;在反应后期,试样质量增加率变缓.结合热力学分析探讨了BN材料在高温含水条件下的反应机理:质量快速增加阶段主要发生BN与O2之间的氧化反应,试样质量增加率变缓阶段主要是由于氧化产物B2O3与H2O反应生成了挥发性产物.随着温度的升高,两反应阶段试样的质量增加率均有所提高.利用周模型对BN材料在高温含水条件下的反应动力学进行了较为精确且定量的拟合,结果与实验数据吻合良好

采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射分析技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等实验手段,研究了不同淬火-回火热处理工艺制度对X80管件钢组织性能的影响.结果表明:一次930℃淬火后,随着回火温度的升高,实验钢屈服强度先升高后降低,在630℃达到最大值588MPa;抗拉强度随回火温度升高持续下降,680℃时降至630MPa.二次两相区淬火,经630℃回火后,X80管件钢有最佳的综合力学性能,-50℃冲击韧性显著提高,Ak达到210J.这是由于二次淬火温度在860℃两相区时,组织中奥氏体晶粒大幅细化,经630℃回火后,细晶马氏体组织中出现位错亚结构的回复软化、板条边界钝化和块状M-A组元分解产生的析出强化机制综合作用的结果

运用差示扫描量热法、采用XRD检测等手段探讨研究了Fe-Ni-O-C体系中Fe、Ni的还原行为,样品主要包括NiO+C、Fe2O3+C、NiFe2O4+C、NiO+Fe2O3+C和Ni+Fe2O3+C等5种体系.结果表明:NiO+Fe2O3体系中由于NiFe2O4及Fe-Ni合金的生成使得该体系被还原的反应开始温度高于纯NiO,且最大反应速率对应的温度及还原反应结束温度均高于纯NiO但低于纯Fe2O3物质;相对于NiO+Fe2O3,NiFe2O4被C还原的开始及结束温度均更高,且还原速率更小;Fe2O3被C还原可分为三个阶段,金属Ni的存在能够明显促进铁氧化物的还原,主要是促进了Fe的各种氧化物形式(Fe2O3、Fe3O4和FeO)直接向金属Fe形式的转换;数据显示C还原NiFe2O4的过程也基本可分为三个阶段,不同阶段中产物的形态和种类均存在一定差别

参照标准HB5258-2000中的增重法对不同铈含量的Cr12铁素体不锈钢的抗高温氧化性能进行测试,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术等实验手段进行氧化形貌观察和氧化物物相分析,并对氧化物的生成热力学进行了计算.实验结果表明:氧化物的分析结果与热力学计算结果相吻合.在600℃、700℃及800℃较低温度时生成的氧化产物为具有尖晶石结构的M3O4型氧化物,具有良好的保护性,铈的添加可促进这种氧化膜的形成,降低氧化速率;在900℃时生成的氧化产物类型主要为M2O3型,保护性差,晶粒细的含铈钢初期氧化速率快,但是铈可改善氧化膜与基体的黏附性,在氧化后期阻止实验钢进一步的剧烈氧化.利用反应元素效应和晶粒尺寸效应可以较好地解释该氧化动力学机制