采用原子探針層析技術(APT)等測試手段分析了LT24鋁合金熱軋后合金元素的偏聚規律。結果表明: 熱軋態鋁合金晶粒內部有成分為Al0.5Mg(Si0.7Cu0.3)的析出相, 析出相與基體之間的界面處沒有元素偏聚。溶質原子Mg、Si、Cu在晶界處偏聚, 在晶界處的偏聚規律與晶粒內部的相反, Cu的偏聚傾向遠大于Si和Mg, 晶界處Cu的含量達到基體Cu含量的45倍左右?;趯嶒灲Y果, 討論了合金元素偏聚的規律及其對材料性能的影響。
研究了工業級規格噴射成形7055鋁合金經反向擠壓和T76熱處理后的金相顯微組織、力學性能和斷裂機理。結合OM、SEM、EDS、XRD和力學性能測試等分析方法, 研究了該工業級規格的7055鋁合金的初始組織、擠壓工藝及熱處理制度對顯微組織和力學性能的影響。結果表明: 噴射成形7055鋁合金錠坯的晶粒呈等軸狀, 尺寸均勻, 大小主要分布在20-40 μm, 沒有明顯宏觀偏析。噴射成形錠坯經反向擠壓和T76熱處理后變形晶粒發生部分再結晶, 組織致密, 工業級規格產品T76態縱向抗拉強度可達680 MPa, 延伸率為10%。
研究了Sr變質A319鑄造鋁合金在0.2%應變幅不同加載路徑條件下的疲勞性能, 包括循環應力響應特征及疲勞壽命, 并分析了失效試樣的斷口特征以及Si顆粒的破壞方式。結果表明: 在不同加載路徑下材料發生循環硬化程度和速率從大到小排序是: 圓形加載、比例加載和單軸加載, 疲勞壽命隨著加載路徑的變化與材料循環硬化程度和速率隨著加載路徑的變化相對應。斷口分析結果表明, 宏觀斷口在比例路徑下表現為“人”字形的兩條主裂紋, 且從單軸、比例到圓形路徑, 裂紋源區逐漸不明顯, 裂紋源區和穩定擴展區尺寸也變小, 在單軸加載條件下裂痕的斷面基本上與主軸平行, 而在多軸加載條件下裂痕的分布較為分散。
研究了擴散退火對碳鋼熱浸鍍鋁鍍層微觀組織的影響, 特別是在1000℃擴散退火后鍍鋁鋼的磨損性能, 并探討了磨損機理。結果表明, 在低于900℃的溫度下擴散退火后的鍍層均含脆性相Fe2Al5, 在1000℃退火后的鍍層其物相全部轉化為韌性相FeAl和Fe3Al, 且與基體具有良好的冶金結合。隨著溫度從室溫升高到200和400℃, 磨損率顯著下降, 達到一個極低的水平。在室溫下鍍鋁鋼的磨損率隨著載荷的增加快速升高, 在200℃磨損率幾乎不隨載荷變化, 平均磨損率為4.2×10-6 mg/mm, 在400℃、載荷50-200 N條件下磨損率略低于200℃對應載荷下的磨損率, 但在250 N時磨損率快速升高。這表明, 鍍鋁鋼在200-400℃具有優異的耐磨性。其高耐磨性源于在磨面形成了厚度為1-2 μm、含大量Al2O3和Fe2O3及少量W、Mo的氧化物的摩擦氧化層, 主要磨損機制為氧化輕微磨損。但是當載荷達250 N時摩擦層因不穩定而剝落, 導致鍍層剝落, 使基體發生塑性擠出。
在Ti40Zr10Cu36Pd14非晶合金基體中微添加β-Ti相穩定化元素Mo,使體系在凝固過程中原位析出塑性β-Ti相,制備出原位自生β-Ti相增強Ti基非晶復合材料。在這種復合材料的變形過程中塑性β-Ti相阻礙基體中主剪切帶的擴展,使其發生偏轉和增殖生成多重剪切帶,使其室溫力學性能顯著提高。其中(Ti0.4Zr0.1Cu0.36Pd0.14)95Mo5試樣的室溫強度達到2630 MPa,塑性應變達到7.3%,比基體分別提高了32.0%和508%。
先用腰果酚和十二胺制備苯并噁嗪(Cd-D),然后用水熱法和浸涂法依次將ZnO微/納米結構和Cd-D負載在三聚氰胺甲醛海綿(MS)表面,制備出超疏水MS(PCd-D/ZnO/MS)。當水熱反應中Zn(NO3)2濃度為0.03 mol/L、Zn(NO3)2與六次甲基四胺的摩爾比為1∶2、反應時間和溫度分別為4 h和95℃時,制備出的改性MS水接觸角(WCA)可達153.6°。PCd-D/ZnO/MS對有機溶劑和油類具有較高的吸附量(48.19~113.44 g/g)和極高的吸附速率。同時,聚苯并噁嗪、ZnO與MS之間產生的多種相互作用(氫鍵、配位鍵和化學鍵等)使表面改性結構牢固地粘附在MS骨架上,從而使PCd-D/ZnO/MS具有優異的重復使用性能。PCd-D/ZnO/MS循環使用30次后仍保持超疏水性和96.6%的吸附量,重復使用100次后其WCA可達147.3°、吸油量保持為92.6%。PCd-D/ZnO/MS在真空泵的輔助下可連續用于油水分離,分離效率高于90%。PCd-D/ZnO/MS還具有優異的耐酸、堿、鹽性能,在強堿溶液中浸泡30 d后仍保持超疏水性。
制備鈮酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉(1-x)K0.48Na0.52Nb0.96Sb0.04O3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3二元系無鉛壓電陶瓷并表征其結構和性能,研究了BNZ組分對其結構和性能的影響。結果表明,這種系列壓電陶瓷具有典型的鈣鈦礦結構。x =0.04的這種陶瓷最為致密,其相對密度為97.43%;壓電性能最優:d33 = 463 pC/N、kp = 0.55、Qm = 37。這種陶瓷材料在室溫下處于三方-四方(R-T)兩相共存狀態并具有納米疇結構,使其壓電性能優異。
先用濕法紡絲制備聚醚砜(PES)多孔纖維并進行濕法抄造制備出四種不同面密度的PES多孔纖維網紗(PESV),用真空輔助樹脂灌注成型(VARI)制備出聚醚砜多孔纖維網紗層間增韌碳纖維/環氧復合材料。研究了PES多孔纖維在環氧樹脂的溶解行為以及復合材料的Ⅰ型層間斷裂韌性(GIC)和Ⅱ型層間斷裂韌性(GⅡC)、層間剪切強度和彎曲性能,并分析了復合材料層間斷裂的微觀形貌。結果表明,固化溫度為180℃時,PES多孔纖維完全溶解在環氧樹脂中;PESV面密度為31.6 g/m2時CF/EP復合材料的GIC和GⅡC最佳,分別提高了54.4%和62.2%。其原因是,PES多孔纖維在環氧樹脂中溶解后相分離形成了PES/環氧樹脂的兩相結構,改善了層間韌性;PESV面密度為21.9 g/m2時,復合材料的層間剪切強度、彎曲強度和彎曲模量也分別提高了2.9%、4.0%和7.7%。
使用OM、SEM和EDS等手段,研究了第三代鎳基單晶高溫合金DD33不同V型缺口取向([100]、[210]和[110])片狀試樣從室溫到不同上限溫度(1000℃、1100℃和1200℃)的熱疲勞過程中裂紋的萌生和擴展行為。結果表明,在三種上限溫度,DD33合金的熱疲勞性能均出現明顯的各向異性。在三個上限溫度[100]取向試樣均表現出最好的熱疲勞性能;上限溫度為1000℃和1200℃[110]取向試樣的熱疲勞性能最差,上限溫度為1100℃[210]取向試樣的熱疲勞性能最差。不同取向試樣的熱疲勞裂紋的萌生和擴展行為,均呈現出一定的晶體學取向規律。熱應力、氧化以及滑移系的開動,導致不同取向試樣裂紋的擴展速率不同。
用選區激光熔融技術(SLM)制備Al-30Si合金,研究了去應力退火后樣品的顯微組織、力學性能和熱物理性能。結果表明:SLM成形的Al-30Si合金樣品經300℃/6 h退火后其室溫抗拉強度為254 ± 3 MPa,比鑄態加工的Al-30Si合金的抗拉強度提高53.5%,硬度為176.89 ± 8.5HV、比剛度為35.18 m2/s2。SLM成形樣品溫度為-100℃~200℃時的熱膨脹系數為13.8 × 10-6/℃~16.3 × 10-6/℃,平均熱導率為70.52 W·m-1·K-1??焖倮鋮s的特性能夠細化SLM成形樣品的初晶Si顆粒,使成形Al-30Si合金具有較好的綜合性能,其高比剛度和較低的熱膨脹系數有望使服役于特殊環境的光機結構件保持高度的尺寸穩定性。
采用超聲檢測和組織分析并將衰減系數量化研究了GH907合金機匣鍛環的組織對其超聲波衰減性能的影響,并闡述了超聲檢測中底波損失的原因。結果表明:超聲底波成像圖中衰減較大區域的形狀與GH907合金低倍組織中的黑晶區形狀一致;黑晶區的平均晶粒尺寸大于非黑晶區,并有大量呈魏氏組織形貌的ε相;大量ε相的析出使超聲衰減增大近40%。應該從細化晶粒、控制晶粒尺寸的均勻性和抑制ε相過量析出三方面優化鍛造工藝以提高產品的合格率。
以低碳鋼Q235為內管、以工業純鈦TA2為復管,用熱擠壓工藝制備了鈦/鋼復合管,使用金相顯微鏡、場發射掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀和納米壓痕等手段對其表征,研究了這種鈦/鋼復合管的力學性能與結合界面微觀組織的關系。結果表明,鈦/鋼復合管的外徑為22 mm,內外壁厚分別為2.8 mm和0.4 mm,復合界面結合良好,界面內的主要物相為α-Fe、α-Ti、TiC及Fe2Ti;高溫擠壓使鈦/鋼復合管結合界面處的位錯密度提高和晶粒明顯細化,復合管鈦側的晶粒細化程度比基材鋼側的高,界面晶粒的平均尺寸為1.5 μm。加工硬化和高溫熱擠壓使鈦/鋼結合界面的硬度提高,界面結合處的硬度最大。低溫退火削弱了鈦/鋼復合管的加工硬化程度,提高了界面材料的剛度,而對界面金屬間化合物生成的反應層的影響較小。
用重力鑄造法制備3種Mg97Y2-x Er x Ni1(x=0.5、1、1.5)合金,研究了其鑄態和(520℃,12 h)固溶態的組織和拉伸性能。結果表明:3種鑄態合金都由α-Mg基體和18R-LPSO相組成,其中Mg97Y1Er1Ni1晶粒最細,LPSO相的體積分數最高、尺寸最小且分布最為均勻,因此其室溫拉伸性能最佳。進行(520℃,12 h)固溶處理后,3種固溶態合金仍然由α-Mg基體和18R-LPSO相組成。固溶態Mg97Y1.5Er0.5Ni1合金晶內出現基面層錯,但是并不具有完整的堆垛周期性特征。與鑄態相比,3種固溶態合金的室溫拉伸性能均有所提高。
在VCoNi中熵合金中添加間隙碳(C)原子制備出(VCoNi)100-x C x (x=0,0.1,0.4,1和2.8),系統研究了C含量對其微觀組織、力學性能以及摩擦磨損性能的影響。結果表明,當C含量為0~1時,隨著C含量的提高,均勻態和再結晶態樣品的晶粒尺寸均減小,第二相顆粒的含量提高;均勻態樣品的織構逐漸向α取向線上聚集,而再結晶態織構均在α線上聚集,且織構最強點均在α取向線上。當C含量為1~2.8時,均勻態樣品中出現粗大的胞晶,第二相以棒狀和顆粒狀并存,退火孿晶減少,未出現典型的織構類型。當C含量為0.1時再結晶態樣品的強韌化性能最優,可歸因于細晶強化、間隙強化和第二相強化。加入C原子使再結晶樣品的摩擦磨損性能提高,可歸因于磨粒磨損減弱,而粘著磨損和氧化磨損增強。
研究了等離子體表面改性和等離子體接枝改性碳纖維/環氧樹脂基復合材料界面的不均勻性。層間剪切強度(ILSS)測量及其偏差評估的結果表明,在相同等離子體條件下,等離子體表面改性對ILSS的提升率只有8.6%,而等離子體接枝改性的提升率高達37%;但是,接枝改性ILSS的離散程度比較高。掃描電鏡、金相顯微鏡和紅外光譜分析的結果進一步表明,接枝改性可通過取代反應將較多的活性基團鍵接在碳纖維表面從而更容易實現界面提升,但是接枝層的不均勻及其產生的纖維粘連使ILSS的離散程度提高。
以對苯二甲酸和鈦酸異丙酯為原料制備金屬有機骨架化合物MIL125,然后用鹽溶液后浸漬法制備出系列堿金屬陽離子摻雜的M@MIL125-t(M: Li+,Na+,K+;t:6 h,9 h,12 h)。用傅立葉紅外光譜、X射線衍射和場發射掃描電鏡等手段表征其微觀結構和形貌,進行N2等溫吸脫附和CO2吸附測出其比表面積及CO2吸附量,研究了不同堿金屬鹽浸漬液和浸漬時間對MIL125的比表面積和CO2吸附能力的影響。結果表明,MIL125經堿金屬氯鹽溶液浸漬后其結構和晶型沒有明顯改變,浸漬液的表面腐蝕和孔道堵塞的共同作用使MIL125晶粒的比表面積均先增大后減??;與MIL125相比,摻雜Na+且浸漬9 h的比表面積(最高為2497 m2/g),提高了81.5%,CO2吸附量(為1.41 mmol/g)提高了72.0%。
基于電弧熔煉法將可燃毒物硼(B)元素添加到AlNbMoZr基難熔高熵合金(RHEA)中,制備出一種具有中子毒物特性的高強度新型核用RHEA材料。對其進行強度為4 MeV的Kr離子輻照實驗,研究了這種材料的Kr離子輻照損傷行為。室溫壓縮結果表明,AlNbMoZrB合金具有優異的力學性能,其壓縮屈服強度可達1180 MPa,壓縮強度約為1274 MPa,塑性約為4.8%。對輻照前后這種合金的相結構和顯微組織演化的分析結果表明,AlNbMoZrB合金具有典型的枝晶組織,其中枝晶區為無序BCC結構基體相,枝晶間區由FCC結構的Al-Zr相及α-Zr相組成,經Kr離子輻照后α-Zr相發生非晶化轉變,還產生了高密度<100>和1/2<111>型位錯環。在室溫輻照條件下位錯環的體積密度約為4.11×1022 m-3,尺寸為12~16 nm;在300℃輻照條件下位錯環的體積密度降低到約1.63×1022 m-3,尺寸增大到23~27 nm。
使用液相沉淀法和熱聚合法制備Bi2O3/g-C3N4復合催化劑,用SEM、XRD、XPS、FT-IR和紫外可見漫反射等手段對其微觀形貌、晶體結構和光催化性能進行了表征。結果表明,這種Bi2O3/g-C3N4復合光催化劑的形貌較好、分布均勻,具有較高的光催化性能;復合催化劑Bi2O3/g-C3N4-30%的光催化性能最好,用300 W模擬可見光氙燈照射2 h后對鹽酸四環素(TCH)的去除率為70%;捕獲實驗的結果表明,光催化降解鹽酸四環素(TCH)的主要活性物種為超氧自由基(·O2-)。
研究了納米晶CoNiCrFeMn高熵合金在拉伸過程中塑性變形產生的空洞裂紋的演化進程與其拉伸力學性能的相關性,比較了服役溫度和平均晶粒尺寸對納米晶CoNiCrFeMn高熵合金和納米晶Ni的拉伸力學性能、微結構演化以及位錯總長的影響。結果表明:服役溫度從低溫10 K升到高溫1000 K時多晶CoNiCrFeMn高熵合金比單晶CoNiCrFeMn高熵合金屈服應力的降幅分別為14.9%、13.1%和17.4%;多晶Ni比單晶Ni屈服應力的降幅分別為38.9%、30%和32.3%。同時,隨著服役溫度的提高,納米晶高熵合金和納米晶鎳的彈性模量和屈服強度呈線性下降趨勢。晶界缺陷誘導的內應力和空洞裂紋缺陷,使多晶鎳的屈服應力比單晶高熵合金百分比的降幅更大;空洞裂紋缺陷的產生和其外形尺寸改變是材料服役力學性能急劇下降以及納米晶高熵合金和納米晶鎳拉伸力學性能顯著差異的根本原因。拉伸載荷使多晶材料晶粒內先產生極多的內秉堆垛層錯,且隨著溫度的升高大晶粒易分化出細小晶粒并出現晶粒細化的納觀現象。同時,受內應力的誘導多晶高熵合金和多晶鎳更易在晶界邊緣產生新位錯,且位錯分布與內應力分布的趨勢一致;隨著溫度的升高熱脹冷縮使多晶材料的晶界范圍進一步擴張,使應力的分布區域比在低溫下更大。
用放電等離子燒結技術(SPS)制備鈦合金/不銹鋼復合板,模擬計算連接界面處的電流密度場、溫度場和應力場并分析了復合材料的微觀組織、界面微納力學行為和拉伸性能。結果表明:在高能脈沖電流的作用下發生短時尖端放電使連接界面處的溫度瞬間升高,連接界面相對平直并發生了明顯的Ti、Fe、Cr原子擴散,在界面處生成了少量的TiFe、TiFe2和FeCr等金屬間化合物。結合界面處金屬間化合物的硬度達到3.557 GPa,遠高于兩側金屬基體(鈦合金2.943 GPa,不銹鋼2.717 GPa)的硬度。鈦合金/不銹鋼復合板的拉伸強度可達385.7 MPa,分別為鈦合金母材和不銹鋼母材的72%和80%。在拉伸過程中,不銹鋼板解理斷裂后鈦合金板承載直至發生典型的韌性斷裂。
對75%變形量熱軋態Cu71Al18Mn11合金進行熱區溫度分別為800、850和900℃和抽拉速度分別為2、5和15 μm/s的正交定向再結晶實驗,研究工藝參數對熱軋態Cu71Al18Mn11合金的定向再結晶組織和超彈性性能的影響,并分析定向再結晶機理。結果表明:隨著抽拉速度的提高,定向再結晶的效果呈現先增強后減弱的趨勢。抽拉速度為2 μm/s時為粗大等軸晶中摻雜著少量柱狀晶的組織,抽拉速度提高到5 μm/s時可獲得大長徑比柱狀晶組織,但抽拉速度提高至15 μm/s時則定向再結晶組織為柱狀晶與等軸晶混合組織。大長徑比柱狀晶組織的合金其超彈性性能較好,900℃-5 μm/s定向再結晶合金的應變量為12%時殘余應變僅為1.1%,超彈性應變為9.05%。抽拉速度和熱區溫度影響定向再結晶過程中柱狀晶吞并其前端一次再結晶晶粒的速度,從而影響定向再結晶組織;當熱區移動的速度、柱狀晶吞并前端一次再結晶晶粒的速度和柱狀晶前端生成一次再結晶晶粒的速度三者達到平衡時柱狀晶界面持續向前推進,最終生成大長徑比的柱狀晶組織。
先用一步水熱法合成空心納米球,再將其作為量子點敏化太陽能電池(QDSSCs)光陽極的散射層材料用絲網印刷技術刮涂在TiO2基底上。組裝成的QDSSCs電池具有優異的電化學性能,表明SnO2的空心球結構有利于電解質的存儲,在保證電子高效傳輸速率的同時提高其化學穩定性,使循環反應更加有效。在QDSSCs的制備過程中,以ZnCuInSe量子點為敏化劑,進一步研究了吸附量子點后不同膜厚的光陽極對太陽能電池光電性能的影響。膜厚為9 μm的SnO2散射層其最高光電轉換效率值7.31%,可應用在QDSSCs中。
以石墨烯和正硅酸乙酯為原料用溶膠-凝膠法制備了Graphene/SiO2納米復合材料,用球盤式摩擦磨損試驗機評價其作為水基潤滑添加劑在不同載荷和濃度下的摩擦學性能。用掃描電鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)等手段表征了摩擦副的表面形貌和元素特征。結果表明:在15N載荷工況下,Graphene/SiO2納米復合材料作為添加劑在超純水中含量為0.2%(質量分數)時具有最佳的摩擦學性能 ,比超純水的摩擦系數降低了17.9%,鋼球磨損率降低了61.7%?;谀p表面分析提出的潤滑機制為:在摩擦過程中,Graphene/SiO2納米復合材料在磨損表面生成的物理吸附膜、Graphene的層狀剪切作用以及SiO2在磨損表面的修復作用和滾珠軸承作用,使超純水的摩擦學性能提高。
用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及X射線衍射分析(XRD)等手段表征不同厚度的冷軋態GH3536微米尺度帶箔材退火后的顯微組織和結構特征,研究這種材料的再結晶和晶粒長大的規律。結果表明,冷軋變形后的GH3536帶箔材的晶粒組織呈線條狀,其主相為γ相;建立了厚度為200、100和50 μm的GH3536帶箔材在1050~1150℃退火10~60 min的晶粒長大方程,得到晶粒長大的激活能分別為Q200 μm=800.34 kJ/mol,Q100 μm=609.50 kJ/mol,Q50 μm=314.79 kJ/mol。厚度較小的GH3536帶箔材其晶粒長大激活能也較小,晶粒更容易長大。影響晶粒長大的因素與變形程度和析出相顆粒有關。
采用電弧離子鍍在Ti65鈦合金板材表面涂覆一種NiCrAlSiY涂層,并對其進行650℃~800℃的循環氧化實驗,研究了這種涂層對板材抗氧化性能和室溫力學性能的影響。結果表明,經500次循環氧化后涂覆NiCrAlSiY涂層的Ti65板材由涂層、擴散層和基材區三個區域組成,涂層與板材的結合界面比較致密,達到了完全抗氧化級別;涂層表面的氧化物以Al2O3為主,循環氧化溫度升高到800℃在涂層表面開始出現TiO2氧化物。在循環氧化過程中涂層與板材間的元素擴散以Ni和Ti元素為主,循環氧化溫度升高到800℃發生少量Cr元素擴散;Ni與Ti元素的互擴散導致在涂層與板材的結合界面生成了Ti2Ni和TiNi。循環氧化后的板材其拉伸強度保持率高于90%,涂覆涂層板材的拉伸延伸率可達初始態板材延伸率的30%左右。供貨態板材氧化后塑性較低的原因,可能是在高溫下氧元素滲入板材表面產生了表面脆性。
研究了缺口應力集中系數不同的深海潛水器耐壓殼用TC4 ELI(Extra-low-interstitial) 合金板材在恒總應變幅控制下的低周疲勞行為。結果表明,在應變幅較低(0.7%以下)和應變幅較高(0.8%和0.9%)條件下的光滑試樣在循環初期分別發生了循環硬化和循環軟化,而缺口試樣在0.2%~0.7%應變幅條件下的循環初期均發生了循環硬化。通過循環載荷作用下材料滯回能的變化描述了TC4 ELI合金試樣低周疲勞的損傷程度,得到了缺口應力集中系數與低周疲勞性能參數之間的關系,建立了相對裂紋萌生壽命預測模型。利用該模型能較好地預測缺口應力集中系數較低的TC4 ELI合金在高應變幅條件下的相對疲勞裂紋萌生壽命。
采用EBSD、SEM等手段研究了固溶溫度對GH4742合金的微觀亞結構、力學性能和γ'相的影響。結果表明,固溶溫度為1080℃~1120℃時,隨著固溶溫度的提高基體發生靜態再結晶的比例提高,小角度晶界的比例由13.2%降低為3.2%;同時,晶粒顯著粗化,平均晶粒尺寸由11.0 μm增大到111.6 μm,Σ3孿晶界的比例由13.2%提高到58.6%。隨著固溶溫度的提高,基體內一次γ'相的體積分數顯著降低、尺寸增大,二次γ'相的體積分數和尺寸增加,三次γ'相的體積分數和尺寸變化較小。在不同固溶溫度下γ'相強化增量的變化較小,晶粒粗化是導致其強度降低的主要因素。隨著固溶溫度的提高GH4742合金的室溫強度顯著降低,而高溫強度提高和持久斷裂時間顯著增加。固溶溫度為1100℃時,GH4742合金的室溫和高溫力學性能良好。
使用熱膨脹儀等手段研究了稀土對Fe-C和Fe-C-Si-Mn低碳鋼連續冷卻過程奧氏體-鐵素體相變溫度和等溫過程相變動力學的影響。結果表明,添加微量的RE元素可顯著降低連續冷卻過程中先共析鐵素體相變的開始點溫度。同時,添加微量稀土還能改變等溫過程中的鐵素體相變動力學:RE元素通過抑制碳擴散減緩了Fe-C-(RE)合金整個相變過程的相變速率;而對于Fe-C-Si-Mn合金,RE通過抑制C元素擴散和改變晶界能的雙重作用,使其相變孕育期延長和相變初始階段速率降低,但是提高了相變中后期的速率。
MXene是一種新興的二維過渡金屬碳化物或碳氮化物,優異的金屬導電性、豐富的表面官能團和超薄二維結構使其在電化學儲能方面的應用有巨大的潛力。鋰硫電池的理論比容量較高,在新一代儲能器件中極具競爭力。二維MXene及其組裝的三維材料作為一種先進的硫載體可通過多種途徑克服鋰硫電池固有的導電性差和放電產物溶解嚴重的問題。本文綜述了目前二維和三維結構的MXene材料在鋰硫電池中的應用,分析了性能與結構之間的關系,總結了目前存在的挑戰和困難并對未來的設計方向提出一些看法。
用強度為2 MeV的Si2+離子對C/C-ZrC-SiC復合材料進行室溫輻照,使用掠入射X射線衍射、拉曼光譜、透射電子顯微分析、掃描電子顯微分析和納米壓痕等手段研究了輻照前后C/C-ZrC-SiC復合材料的晶體結構、晶格損傷、微觀組織結構、表面形貌及顯微力學性能的變化。結果表明:Si2+離子輻照后SiC晶格中產生的應力使晶格膨脹,而ZrC晶格未發生膨脹;輻照后SiC的拉曼峰寬化和偏移在Si-C區域形成新峰,離子輻照誘導ZrC出現的碳空位使其具有拉曼活性,從而出現特征峰;輻照后C/C-ZrC-SiC復合材料的表面形貌沒有顯著的變化,而ZrC和SiC中碳的原子含量分別提高了37.93%和13.03%;輻照使ZrC中出現大量的間隙缺陷團簇和SiC部分非晶化,且在ZrC與SiC晶粒的交界處出現完全非晶化區域;碳纖維中碳相的ID/IG值與石墨微晶的層面間距增大,熱解碳的層狀結構被破壞逐漸呈無序化;ZrC、SiC和碳纖維的納米硬度和彈性模量增大,ZrC的變化最小表明其具有更高的穩定性。
中冶有色為您提供最新的其他有色金屬理論與應用信息,涵蓋發明專利、權利要求、說明書、技術領域、背景技術、實用新型內容及具體實施方式等有色技術內容。打造最具專業性的有色金屬技術理論與應用平臺!