为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO2相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10-2mm3,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善

建立了钢铁企业CO2排放数学模型.以国内某钢铁企业为例,根据生产数据计算得到CO2年排放量,分析了能源结构和产品结构对CO2排放的影响.利用情景分析法对钢铁企业CO2减排的途径和策略进行了分析,假设天然气取代动力煤、短流程取代长流程、考虑先进工序能耗水平和使用余热回收技术四种情景.分析对比结果表明:余热回收技术的采用对CO2减排效果较小,约为3.39%;用短流程取代长流程的CO2减排效果最好,约为45.07%,若考虑电炉用电产生的间接CO2排放,仍可实现减排24.30%

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉细粉、水合氧化铝、Si粉和Al2O3微粉为基质,通过原位氮化反应制备了Sialon结合刚玉浇注料.研究了Sialon生成量对材料的常规物理性能、高温强度和抗热震性能的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随Sialon生成量的增加,成型所需加水量增加,Sialon结合刚玉浇注料的常温抗折强度、体积密度下降,显气孔率略有增加,线变化率从微收缩到微膨胀;材料的高温抗折强度和抗热震性能明显提高,热震后的残余强度保持率从不含Sialon的纯刚玉浇注料的16%左右提高到50%左右

在不同Na2SiO3含量的电解液体系下对Ti6Al4V合金进行微弧氧化.采用SEM和AFM分析氧化膜表面形貌及粗糙度,研究电解液中Na2SiO3含量对氧化膜厚度及表面形貌的影响.结果表明:随着电解液中Na2SiO3质量浓度从12 g·L-1增加到28 g·L-1,临界正向起弧电压逐渐降低,微弧氧化膜的厚度由31μm增加至88μm;氧化膜表面均匀分布着尺寸不等的微孔,并且随着Na2SiO3质量浓度的增加,微孔的数目增多,粗糙度增加.XRD分析显示氧化膜的相组成为锐钛矿以及金红石

以煅烧硅藻土和α-Fe2O3为原料,利用机械力化学法在湿法研磨体系中制备了煅烧硅藻土/α-Fe2O3复合粉体(简称CD/α-F).通过扫描电镜、能谱分析、遮盖力及吸油量测试表征了复合粉体的颗粒形貌和颜料性能,并利用X射线衍射和傅氏转换红外线光谱分析了复合颗粒的反应机理.结果表明,机械力化学作用促使煅烧硅藻土与α-Fe2O3颗粒表面进一步羟基化,从而促进两者间发生羟基脱水缩合作用并形成了以弱作用力为连接键的Si…O…Fe形式的键合.在实验设定条件下制得了颜料性能与纯α-Fe2O3相近的核-壳型CD/α-F复合粉体

采用凝胶溶胶法制备TiO2以及摩尔比分别为1:1和4:1的TiO2-ZrO2三种载体,然后浸渍负载一定量的活性组分MnOx制备相应催化剂.通过X射线衍射和扫描电镜对载体和催化剂进行表征,并进行氨气低温选择性催化还原NO(NH3-SCR)实验来考察催化剂的活性.三种载体中TiO2-ZrO2(4:1)的颗粒粒径最小且高度分散,加入氧化锆后,Zr4+离子取代Ti4+离子掺杂进入TiO2晶格内,引起TiO2晶格畸变,抑制TiO2晶型转变,并促进载体上活性组分Mn的均匀分布,从而提高催化剂的低温选择性催化还原活性.TiO2-ZrO2(4:1)加入质量分数10%的Mn后催化剂的活性最高,在130℃采用该催化剂催化时NO的转化率达到92.6%;150℃时通入体积分数10%的水蒸气会降低10%Mn/TiO2-ZrO2(4:1)催化剂的活性,撤消后活性可逐渐恢复;而200℃时10%Mn/TiO2-ZrO2(4:1)的活性基本不受水蒸气的影响

在气体循环条件下采用H2、CH4和Ar的混合气体,利用100kW直流电弧等离子喷射CVD系统,在850和950℃下在Mo衬底上沉积了不同厚度的金刚石膜;并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱对膜的形貌、品质、取向和残余应力进行了分析.结果表明:在850℃下,随着金刚石膜厚度的增加,膜的品质不断提高,残余应力逐渐减小,且残余应力为拉应力,膜的生长稳定性很好;在反应气体流速不变的条件下,相比950℃沉积的厚度为120μm的金刚石膜,在850℃下沉积的厚度为110μm的金刚石膜有更好的生长稳定性,膜的品质更高,残余应力更小

对比分析了两种低碳微合金钢中夹杂物对焊接热影响区组织相变的影响.对实验钢中夹杂物的分布和尺寸进行观察并在透射电镜下分析了夹杂物的选区衍射斑图样.采用热膨胀法结合金相分析建立了实验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)和等温转变曲线(TTT曲线).研究发现,Ti脱氧钢中夹杂物以尺寸小于3μm的TixO-MnS型球状复合夹杂为主,其中TixO核心有两种类型(Ti2O3和Ti3O5).这类夹杂物具有诱导晶内针状铁素体形核的能力,针状铁素体优先在TixO-MnS型复合夹杂界面上形核,从而导致Ti脱氧钢相对于Al脱氧钢的贝氏体相变开始温度升高,相变时间也明显提前

以酚醛树脂为基体,加入B4C作为改性填料制备出高温粘结剂,并对Si3N4陶瓷进行粘接。在300~800℃温度范围内对Si3N4陶瓷粘接试样进行热处理,并测试了不同温度热处理后的室温剪切强度。结果表明,经过700~800℃热处理后,粘结剂表现出较为理想的粘接性能,剪切强度测试结果为Si3N4陶瓷基体破坏。利用扫描电镜研究了粘接试样的断面形貌及胶层结构特征。研究表明,在高温热处理过程中,B4C改性填料发生了复杂的物理、化学变化,通过B4C与树脂挥发分之间的改性反应,有效提高了酚醛树脂热解后的残炭值,进而改善了粘接胶层结构的高温稳定性;纤维状物质的形成与B2O3颗粒的细化,有助于提高粘接胶层的连接强度

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