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Growth kinetics of titanium boride layers on the surface of Ti6Al4V

Fenghua LI

金属学报(英文版)

Dual titanium boride layers consisting of continuous TiB2  top-layer and TiB whisker sub- layer were formed on the surface of Ti6Al4V alloy using powder-pack boriding technique. An iso-thickness diagram of the whole boride layer was fitted with the data of thickness of the coating, treatment time and process temperature using Sigma Plot10.0 software. Growth kinetics of the titanium boride layer were analyzed by measuring the extent of penetration of  TiB2 and TiB whisker as a function of boriding time in the range of 5-20 h and boriding temperature in the range of 1000 - 1100 ℃. By the linear regression analysis of growth kinetics of titanium boride layer, the diffusivity K and average diffusion activation energy (Q) of boron atoms in Ti6Al4V alloy were calculated, respectively.

关键词: Boriding , 固体粉末法 , Ti6Al4V合金 , 动力学 , 扩散

纳米复相锌铁氧体的隧道结构与相变动力学分析

张栋杰 , 都有为

无机材料学报

采用sol-gel方法制备了ZnFe2O4/Fe2O3纳米复相铁氧体.利用X射线衍射,高分辨电镜(HREM)对样品的结构进行了分析.结果表明,复相锌铁氧体是形成隧道结构的必要条件;伏安曲线和磁电阻效应等从性能上说明复相锌铁氧体具有隧道磁电阻的特性;HREM直接观测到复相锌铁氧体形成隧道结构,其中绝缘层α-Fe2O3位于晶界处,从相变动力学分析中,也证实了α-Fe2O3是由ZnFe2O4晶界或表面控制的析晶,位于晶界处.

关键词: 铁氧体 , tunneling structure , dynamics , ZnFe2O4

梯度硬质合金梯度层形成的计算机模拟及验证

张伟彬沙春生杜勇温光华谢文王社权

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00151

建立了多组元梯度硬质合金W-C-Co-Ti-Ta-Nb-N体系的热力学和扩散动力学数据库, 采用Thermo-Calc相图热力学计算软件描述了梯度烧结过程中出现的各相及其成分,并采用DICTRA扩散动力学软件对WC-Ti(C, N)-Co, WC-Ti(C, N)-TaC-Co和WC-Ti(C, N)-NbC-Co合金梯度层的各相体积分数及各组元成分随距离的分布进行了计算机模拟, 模拟结果与实验结果吻合良好. 在热力学和扩散动力学数据库基础上制备了WC-(Ti, W)C-Ti(C, N)-(Ta, Nb)C-Co合金, 采用SEM观察梯度层的显微结构, 利用EDS分析合金组元分布, 并对合金梯度层的形成进行了计算模拟, 模拟结果与实验结果吻合良好.

关键词: 梯度硬质合金 , thermodynamis , kinetics , phase diagram calculation , simulation

外应力对NiTi合金中共格Ni4Ti3沉淀相长大行为影响的相场法模拟

柯常波马骁张新平

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00027

运用相场模型模拟了外加应力对NiTi形状记忆合金中Ni4Ti3沉淀相组织形貌及长大行为的影响。无外加应力作用的时效过程中,4组Ni4Ti3变体均沿着各自对应的(111)B2惯习面从NiTi基体相中析出;而在<111>B2方向施加压应力时,则只有一组Ni4Ti3变体从NiTi基体相中析出,其惯习面法线方向平行于外加应力方向;单轴压应力作用下时效时, Ni4Ti3形核数量明显增加。外加单轴压应力可促进Ni4Ti3变体的形核和长大,但并不改变变体的面积分数、长度、宽度以及长度-宽度比等参数随时效时间变化的趋势;相同时刻,压应力增大使变体长度及宽度均略微增加,但均小于无应力作用下的情形;而相同时刻,变体的面积分数随外加应力的增大而增加。相场模拟结果与实验观察能较好地吻合。

关键词: NiTi形状记忆合金 , Ni4Ti3 precipitate , kinetics , phase field approach , applied external stress

LiNiO2热分解反应动力学研究

田彦文 , 高虹 , 翟玉春 , 张新

无机材料学报

用DTA和XRD研究了LiNiO在空气中的热分解过程为:LiNiO2(s)→(650~720℃)LiNi10(s)+4Li(s)+O2(g)→(850~950℃)Li(s)+8NiO(s)+1/2O2(g) →(1000~1150℃)NiO(s)+Li(g)用 Doyle-Ozawa法和 Kissinger法计算了各反应阶段的表观活化能分别为 747.18±1.0 kJ·mol-1、932.46±1.0 kJ·mol-1和 1126.97±1.0 kJ·mol-1.用 Kissinger法确定了反应级数和频率因子,确定了三个阶段的动力学方程分别为 dα/dt=1.736x1039e-90000/(1-α)1.057; dα/d=1806×1039-111500/(1-α)0.844;dα/d=4.262×1042e-135000/(1-α)1.275

关键词: LiNiO2 , decomposition , kinetics , activation energ

高炉喷吹混合煤的燃烧特性及动力学分析

孔德文,张建良,林祥海,白亚楠,吴小兵

钢铁研究学报

利用热重分析天平,研究非等温燃烧条件下无烟煤、贫煤与高挥发分烟煤的混合煤试样的燃烧特性及其反应动力学参数。考察了不同配比混合煤试样的挥发分初析温度、着火温度、最大燃烧速率和燃尽特性等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A。研究结果表明:随着烟煤配入量的增加,混合煤的挥发分初析温度、着火温度和燃尽温度逐渐降低;当掺混比为1∶1(质量比,下同)时,混合煤的最大燃烧速率处于最小值,存在分级燃烧现象;活化能和指前因子均随混合煤中烟煤比例的增加而降低,存在“动力学补偿效应”;烟煤的配入量对无烟煤混合煤的挥发分析出阶段起作用,对固定碳的燃烧阶段作用很小,而对贫煤混合煤的两个阶段均有显著影响。

关键词: 高炉 , blended coal , combustion , thermo-gravimetric analysis , kinetics

云母微晶玻璃等温转变动力学的研究

程慷果 , 万菊林 , 梁开明

无机材料学报

本文对以TiO2为晶核剂的云母微晶玻璃等温析品转变进行了研究,发现玻璃的差热分析(DTA)曲线上出现了两个析晶放热峰,X光衍射分析(XRD)表明,在这两个析晶峰温度下从玻璃中分别析出了钛酸镁(MgTi2O5)和云母(KMg3AlSi3O10F2)晶体.用差热分析测定了玻璃等温析晶活化能和晶体的生长指数.玻璃析出钛酸镁和云母的活化能分别为242kJ/mol和265kJ/mol.云母晶体以二维方式生长,生长过程受界面过程控制.

关键词: 云母 , glass , crystalization , kinetics , phase separation , growth mechanism

载替考拉宁治疗骨髓炎症的硼酸盐生物玻璃药物载体的研究

张欣 , 贾伟涛 , 顾刈非 , 张长青 , 黄文旵 , 王德平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00293

本实验制备了用于治疗骨髓炎的以硼酸盐生物活性玻璃为基体负载抗菌素的药物载体系统. 此药物载体系统的固相为硼酸盐生物玻璃, 其组成为6Na2O-8K2O-8MgO-22CaO-54B2O3-2P2O5(mol%); 液相为壳聚糖/柠檬酸/葡萄糖溶液; 所载药物为水溶性药物替考拉宁. 在体外的磷酸盐缓冲溶液(PBS)的浸泡实验中, 对载体系统中的药物释放、机械性能以及玻璃基体的生物降解性进行了测试, 通过高效液相色谱仪测定浸泡溶液中替考拉宁的含量. 实验表明, 这种硼酸盐生物活性玻璃基药物载体系统中的药物缓释可持续30d; 其中, 在缓释的第一周内药物缓释量仅达到72%. 通过Peppas模型对药物缓释行为进行模拟, 证明药物的释放过程符合Fick扩散定律. 实验结果还表明, 经XRD物相分析证实, 这种硼酸盐生物玻璃基体在药物释放的过程中转化为羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA), 显示出药物载体系统的体外生物活性. 在以兔子为动物模型的体内实验中, 药物载体系统治愈了兔子胫骨中的骨髓炎, 而且又促进骨创伤处新骨的生成. 实验证明, 硼酸盐生物活性玻璃是一种既能负载抗菌素药物治疗骨髓炎, 又能促进骨修复的优良的生物材料.

关键词: 硼酸盐玻璃 , drug carrier , teicoplanin , kinetics , hydroxyapatite

水热合成的纳米γ-AlOOH的热分解动力学

杨琪 , 胡文彬

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00096

以氯化铝、氢氧化钠为原料, 在水热条件下制备的纳米γ-AlOOH为宽度10~30nm、 长度100~300nm、 长径比5~15的条状物. 由于纳米γ-AlOOH比表面积很大, 表面羟基的作用不能忽略不计, 因此纳米γ-AlOOH的热分解过程表现出不同的特征, 表面羟基即化学吸附水脱出过程应作为单独的过程对待. 纳米γ-AlOOH的热分解过程分为4个阶段:物理吸附水的脱出; 化学吸附水的脱出; 结构水脱出并转变为氧化铝中间相; 氧化铝中间相中残留羟基的脱出. 4个阶段的激活能E分别为:-1.21、-16.57、-167.62和-7.61kJ/mol.

关键词: 薄姆石 , thermal decomposition , kinetics , activation energy

疏水性光催化剂的制备及其催化动力学

胡学斌 , 徐璇 , 吉芳英 , 范子红

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01115

采用十二烷基硫酸钠(SDS)为改性剂对TiO2进行了疏水改性, FTIR表征表明催化剂表面具有CC和CH烷基疏水基团. 同时采用CuO对催化剂进行了可见光响应改性, UV-Vis表征表明催化剂具有良好的可见光响应性能, 吸收边红移至830nm以上. 三维荧光扫描发现随着CuO和SDS的加入,催化剂的空穴电子分离效果迅速提高. 以硝基苯为处理对象, 考察了体系pH值、污染物初始浓度、催化剂用量和光照强度对光催化反应过程的影响, 建立了动力学模型. 低浓度条件下, 通过模型计算的动力学常数相对误差范围为-16.5%~-4.5%; 高浓度条件下为-11.3%~4.6%.

关键词: 光催化 , hydrophobic , kinetic , nitrobenzene

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