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以石墨为助剂反应合成ZnO晶体

梁宝岩 , 张艳丽 , 张旺玺 , 王艳芝 , 王俊和 , 闫帅帅 ,

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.06.013

用微米ZnO粉为原料,添加适量石墨助剂,采用高温热蒸发法合成ZnO纳米晶体材料,研究了不同温度对反应合成ZnO晶体形貌的影响,用XRD、SEM和EDS分析了产物的物相组成与显微形貌.研究结果表明,1000℃时可形成锯片状ZnO晶体,锯齿状晶粒长约100~200μm,宽度约4μm左右.锯齿的直径约0.3μm,长度约3~4μm.此外还有一些ZnO晶体呈六棱柱状生长,长约6~10μm,边长约1μm.1100℃时形成了大量ZnO棱柱晶粒,长约几百μm,比较粗大的晶粒达1mm.粗大的ZnO晶粒上生长着许多细小的ZnO四脚晶粒,长度约4~6μm,边长约1~2μm.

关键词: 热蒸发法 , 氧化锌 , 微波合成

热处理在金刚石表面热蒸镀覆SiO2/SiC晶体复合涂层

梁宝岩 , 张旺玺 , 王艳芝 , 徐世帅 , 闫帅帅 , 王俊和 ,

材料热处理学报

采用高温热蒸镀方法处理在金刚石表面镀覆上了SiO2/SiC晶粒复合涂层,同时研究了热处理温度和Al助剂对金刚石表面形成SiO2/SiC晶粒复合涂层的影响.研究结果表明,在较低温度(1400℃),金刚石表面形成许多SiC和SiO2和SiC颗粒.当温度升高到1450℃时,金刚石表面镀覆了良好的SiO2/SiC复合涂层,形成了许多SiO2和SiC颗粒、微米棒与晶须.Si粉中添加适量的Al(5 mass%)就会促进Si的蒸发,在1400℃时金刚石表面就会形成大量的SiO2和SiC颗粒、微米棒与晶须.

关键词: 热镀覆处理 , 金刚石 , 二氧化硅/碳化硅复合涂层晶体 ,

反应烧结碳材料表面异质外延生长SiO2晶体的研究

张旺玺 , 梁宝岩 , 王艳芝 , 张艳丽 , 孙玉周 ,

人工晶体学报

利用高温反应烧结在不同结构碳材料表面热蒸发进行二氧化硅(SiO2)晶体的外延生长.采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子能谱仪(EDS)分析和研究了碳材料表面生成物的物相组成与显微形貌,探讨了SiO2晶体的外延生长机理.研究结果表明,不同结构碳材料表面能外延生长SiO2晶体,但形态不同.在碳纤维表面形成颗粒和短晶须状SiO2晶体,在石墨片上形成凸起团聚状SiO2晶体,而在金刚石表面首先形成了Si-O涂层,然后在Si-O涂层上生长棒状SiO2体.碳材料外延生长SiO2晶体是首先通过热蒸发法使Si沉积到碳材料表面,然后Si与体系中的O反应形成SiO2晶核,在不同结构碳材料表面生长SiO2晶体.

关键词: 热蒸发法 , 碳材料 , 二氧化硅 , 异质外延生长

自蔓延高温合成法制备Ni-Al基金刚石复相材料

, 韩警贤 , 郭基凤 , 刘嘉霖 , 张旺玺

人工晶体学报

利用自蔓延高温合成法,以Ni粉、Al粉和金刚石为原料,制备Ni-Al基金刚石复相材料.利用XRD、SEM、DSC表征手段,分析研究自蔓延反应产物的物相、组织结构以及微观反应过程.研究表明:试样在600℃、700℃、800℃能够被引燃发生自蔓延反应;当Ni、Al摩尔比为1∶1时,NiAl为其SHS反应产物;当Ni、Al摩尔比为3∶1时,其SHS反应产物为Ni3Al、NiAl.适量的金刚石对两种配比的Ni-Al体系反应放热存在一定减缓作用,但不影响最终产物.不同配比的Ni-Al体系生成的主晶相—NiAl基体、Ni3Al基体能够与金刚石紧密结合.

关键词: Ni-Al , 金刚石 , 自蔓延高温合成

铜锡铅锌合金的摩擦磨损性能

樊平 , , 刘玲玲 , 岳学庆

机械工程材料

利用MMU-200型摩擦磨损试验机研究了铜锡铅锌合金与GCr15钢对磨时的摩擦磨损特性,利用扫描电子显微镜对合金的磨损表面形貌进行了观察.结果表明:铜锡铅锌合金的磨损率随栽荷和摩擦速度的增加而增大;其摩擦因数随摩擦速度的增加而减小,随栽荷的增加先增大后减小;其磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损;合金中的铅相起到了润滑作用,有利于提高合金的耐磨性能.

关键词: 铜锡铅锌合金 , 摩擦磨损 , 载荷 , 摩擦速度

Cu-Sn-Cr真空钎焊金刚石界面微结构分析

卢金斌 , 贺亚勋 , , 赵彬 , 王志新

人工晶体学报

为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,开发了一种适于钎焊金刚石的混合金属粉Cu-Sn-Cr作为钎料,并对金刚石磨粒进行了钎焊实验.采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构进行了分析.结果表明:适合钎焊金刚石的活性成分为Cu76Sn19Cr5,该钎料能够实现金刚石的高强度连接.在金刚石与钎料界面处有碳化物生成,钎料组织主要由α-Cu固溶体、Cu41Sn11.金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状Cr7C3.

关键词: 真空钎焊 , 金刚石 , Cu-Sn-Cr , 碳化物

微波烧结制备Ti3SiC2-金刚石复合材料的显微形貌及界面反应机理

梁宝岩 , 张旺玺 , 王艳芝 , 徐世帅 ,

硅酸盐通报

采用Ti3SiC2粉体和金刚石粉体为原料,通过微波烧结制备Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,研究金刚石的含量和粒度对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响.结果表明,通过高温微波烧结Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,金刚石表面会形成不同的涂层,从而与基体结合剂结合良好.金刚石的粒度和含量对复合材料中基体组成和金刚石的表面涂层状态有显著影响.烧结过程中,金刚石会不同程度的影响Ti3SiC2的分解.Ti3SiC2分解后生成Si与TiC.当金刚石含量相同(10%)、粒度较粗(30/40)时,金刚石表面会形成钛硅相与SiC涂层组织;基体的主相为Ti3SiC2、钛硅相与SiC.当金刚石粒度较细(W20)时,金刚石表面的C元素充分地与Si反应生成SiC涂层,基体主相变成TiC和Ti3SiC2.当金刚石粒度适中(120/140目与170/200目)时,基体的主相为Ti3SiC2.选取金刚石粒度为170/200目、金刚石含量较低时(5%与10%),基体的组成为Ti3SiC2与少量的SiC.金刚石含量较高时(20%与30%),基体的组成为Ti3SiC2与少量的TiC和SiC.各试样中金刚石表面都会形成钛硅相与SiC涂层组织.

关键词: Ti3SiC2 , 金刚石 , 微波烧结

金刚石表面形成Ti3SiC2的反应机理

, 梁宝岩 , 郭基凤

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11804

采用Ti、Si、TiC、金刚石磨料为原料, 通过放电等离子烧结(SPS), 制备了Ti3SiC2陶瓷结合剂金刚石材料. 研究结果表明, Ti-Si-2TiC试样经SPS加热的过程中位移、位移率和真空度在1200℃时发生明显变化, 表明试样发生了物理化学变化. XRD分析结果表明1200℃时试样发生化学反应生成了Ti3SiC2. 随着温度升高, 试样中Ti3SiC2含量逐渐增加. 当烧结温度为1200℃、1300℃、1400℃和1500℃时, 产物中Ti3SiC2含量分别为65.9%、79.97%、87.5%和90.1%. 在Ti/Si/2TiC粉料中添加适量的金刚石5%和10%进行烧结, 并未抑制Ti3SiC2的反应合成. SEM观察表明, 金刚石与基体结合紧密, 同时其表面生长着发育良好的Ti3SiC2板条状晶粒. 提出了一种金刚石表面形成Ti3SiC2的机制, 即金刚石表面的碳原子首先与周围的Ti反应生成TiC, 然后TiC再与Ti-Si相发生化学反应, 生成Ti3SiC2.

关键词: Ti3SiC2; 金刚石; 反应机理

变形对铜锌铝合金在加热过程中有序无序转变的影响

樊平 , , 岳学庆

机械工程材料

采用热分析法测试了变形前后铜锌铝合金在加热过程中有序β'相向无序β相转变的相变温度和相变时间,计算了相变激活能,探讨了变形对合金有序β'相向无序β相转变的影响.结果表明:变形能降低该合金有序β'相向无序β相转变的相变温度和相变激活能,并缩短相变时间.

关键词: 铜锌铝合金 , 有序无序转变 , 变形

自蔓延高温合成Ti(C,N)材料

, 郭建 , 梁宝岩

人工晶体学报

采用Ti粉和一种CNx前驱物粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术,制备了单相Ti(C,N)材料.并研究了添加过量Ti对反应合成Ti(C,N)材料的影响.研究结果表明,自蔓延反应会产生很高的温度,温度达2782 K.燃烧产物组织均匀,Ti(C,N)颗粒平均大小约为3μm.当原料中Ti含量过量时,容易生成多种C和N配比不同种类的Ti(C,N)材料.最后,通过淬熄实验提出了一种自蔓延反应合成Ti(C,N)的机理.

关键词: Ti(C,N) , 自蔓延高温合成 , CNx前驱体

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