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溶胶凝胶/高温氢还原法制备纳米Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末

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稀有金属 2021年第3期45卷 288-296页

作者：康蓉颜建辉李茂键湖南科技大学材料科学与工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学新能源储存与转换新进材料湖南省重点实验室湖南湘潭411201

纳米Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末是一种很有发展前景的粉末冶金材料。采用溶胶凝胶法制备前驱体复合粉末,并对得到的前驱体复合粉末采用高温氢还原工艺制备Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM... 详细信息

纳米Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末是一种很有发展前景的粉末冶金材料。采用溶胶凝胶法制备前驱体复合粉末,并对得到的前驱体复合粉末采用高温氢还原工艺制备Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)等分析检测技术对前驱体复合粉末的物相组成和微观结构进行表征,并分析不同的还原时间和温度对高温氢还原后Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末的物相组成及微观组织结构的影响。结果表明,在400-650℃下煅烧后的前驱体粉末物相均由MoO3组成;随着煅烧温度的升高,粉末形貌按照薄片状-片层状-长棒状规律演变;在保温3 h条件下,MoO3还原成Mo的起始温度为550℃;如果采用一步还原的方法,煅烧产物MoO3完全转换为Mo的还原温度必须高于650℃;溶胶凝胶结合高温氢还原能够制备纳米级别且纯度较高的Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合粉末,团聚的复合粉末由80-100 nm细小颗粒组成,ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))均匀地分布在Mo基体粉末中。

关键词： Mo-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3)) 纳米粉末溶胶凝胶高温还原

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纳米钼粉的微波烧结及致密化行为（英文）

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2019年第8期29卷 1705-1713页

作者：段柏华张钊王德志周涛中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083

为了满足冶金、机械、国防、航空航天等高技术领域应用对组织均匀细小的高性能钼粉的需要,对纳米钼粉的微波烧结工艺和致密化机理进行研究。在本实验中,纳米钼粉和微米钼粉分别在不同温度和不同时间下进行常规烧结和微波烧结。结果表明... 详细信息

为了满足冶金、机械、国防、航空航天等高技术领域应用对组织均匀细小的高性能钼粉的需要,对纳米钼粉的微波烧结工艺和致密化机理进行研究。在本实验中,纳米钼粉和微米钼粉分别在不同温度和不同时间下进行常规烧结和微波烧结。结果表明:随着烧结温度的升高,相对密度和硬度的增速先快速增加随后增速减缓,相对密度迅速达到95%,随后趋于稳定。采用微波烧结技术,在1873 K下烧结30 min获得相对密度为98.03%、平均晶粒尺寸为3.6μm的纳米钼粉。对纳米钼粉的微波烧结动力学进行研究,发现其致密化是体积扩散机制和晶界扩散机制共同作用的结果。计算得到的纳米钼粉的微波烧结激活能为203.65 kJ/mol,远低于常规烧结方式的激活能,证明微波烧结有利于增强粉末的原子扩散性能和致密化过程。结果表明,微波烧结是制备高性能钼产品的一种经济可行的方法。

关键词：钼微波烧结纳米粉末致密化动力学扩散机制

纳米疏水性SiO_(2)协同作用抑制丁烷爆炸速度与压力的耦合分析

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爆炸与冲击 2021年第9期41卷 149-157页

作者：谢继标张嘉琪丁策王晓丽天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300384

为研究纳米疏水性SiO_(2)粉末作为阻燃剂和流动增强剂作用下丁烷爆炸速度与压力的耦合规律,在自行设计并搭建的基于LabVIEW控制系统的爆炸测试平台上开展了实验,通过休止角测试、SEM(scanning electron microscope)和EDS(energy dispers... 详细信息

为研究纳米疏水性SiO_(2)粉末作为阻燃剂和流动增强剂作用下丁烷爆炸速度与压力的耦合规律,在自行设计并搭建的基于LabVIEW控制系统的爆炸测试平台上开展了实验,通过休止角测试、SEM(scanning electron microscope)和EDS(energy dispersive spectrometer)分析了粉末团聚情况,分析了混合粉末抑制爆炸的机理,同时,实验了不同比例和不同浓度下纳米疏水性SiO_(2)改善CaCO_(3)粉末流动性并协同其抑制丁烷爆炸的效果,对爆炸火焰速度和压力的耦合关系进行了分析。结果表明,添加疏水性SiO_(2)可以使混合粉末的休止角降低,流动性增强,改善粉末的扩散效果和贮存能力,改变混合粉末的比例和浓度对燃烧反应有着显著的影响,在一定浓度范围内,粉末通过较大的比表面积和热解结合燃烧区域的自由基,使火焰传播速度和爆炸超压显著下降,但过大的粉末浓度会促进初期的爆炸,并且两种粉末协同对爆炸的抑制效果优于单一粉末。在混合粉末的抑制作用下,爆炸压力达到最大值时速度几乎降至最低,压力波形由持续上升变为单峰曲线。此外,在SiO_(2)和CaCO_(3)两种粉末质量比为1∶1混合、粉末质量浓度为106 g/m^(3)时,对丁烷体积分数为4.20%的丁烷-空气混合气体爆炸的抑制效果最佳,火焰传播平均速度和最大爆炸超压的衰减率分别为85.5%和59.6%。

关键词：疏水性纳米粉末爆炸协同抑制传播速度超压

高温合金GH3039表面ZrO_2-CeO_2/Al_2O_3复合陶瓷涂层抗热震性能

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复合材料学报 2018年第11期35卷 3122-3129页

作者：尹春生姚正军方超杜文博南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106 面向苛刻环境的材料制备与防护技术工业和信息化部重点实验室南京211106

基于溶胶-凝胶技术制备Al_2O_3溶胶及ZrO_2和CeO_2陶瓷粉末,将ZrO_2和CeO_2陶瓷粉末掺杂在Al_2O_3溶胶中形成复合浆料并在高温合金GH3039表面分别制备Al_2O_3、ZrO_2/Al_2O_3和ZrO_2-CeO_2/Al_2O_3复合陶瓷涂层,通过XRD、SEM、EDS、DSC等检测手段研究不同陶瓷粉末的加入对复合陶瓷涂层在900℃抗热震性能的影响。结果表明:未添加任何陶瓷粉末的纯Al_2O_3陶瓷涂层在烧结过程中会产生大量的宏观裂纹,涂层表面质量差且易剥落;在Al_2O_3溶胶中掺杂ZrO_2陶瓷粉末后,ZrO_2/Al_2O_3复合陶瓷涂层的结构致密无明显宏观裂纹且涂层与基体的附着力明显增加;当掺杂粉末为CeO_2∶ZrO_2=1∶10(摩尔比)时,CeO_2可稳定高温下易发生相变的ZrO_2,阻止其由t-ZrO_2向m-ZrO_2的转变,陶瓷颗粒在Al_2O_3网络膜中分散均匀并呈现出纳米Al_2O_3颗粒包覆ZrO_2-CeO_2大颗粒的结构,这种结构使ZrO_2-CeO_2/Al_2O_3涂层的抗热震性能和抗剥落较ZrO_2/Al_2O_3复合陶瓷涂层更优异。ZrO_2-CeO_2/Al_2O_3复合陶瓷涂层能够缓解纯Al_2O_3陶瓷涂层与基体之间热膨胀系数不匹配而造成易剥落的问题,从而延长了涂层寿命,进一步提高基体的抗热震性能。

关键词：溶胶-凝胶高温合金纳米粉末复合陶瓷涂层抗热震性

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纳米粉末溶解法制备粗晶WC-Co硬质合金

粉末冶金材料科学与工程 2012年第4期17卷 501-507页

作者：白英龙吴冲浒杨霞徐猛果世驹北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 平壤机械工业大学材料工程学院复合材料教研室朝鲜平壤国家钨材料工程技术研究中心厦门361009

特粗晶硬质合金是一类发展中的先进矿业用硬质合金。采用纳米粉末溶解法制备特粗晶硬质合金,得到WC平均晶粒尺寸为8~9μm的特粗WC-Co硬质合金,研究发现纳米粉末可通过扩散机制控制小晶粒粗化。此方法不仅使WC平均晶粒尺寸增加,而且使WC... 详细信息

特粗晶硬质合金是一类发展中的先进矿业用硬质合金。采用纳米粉末溶解法制备特粗晶硬质合金,得到WC平均晶粒尺寸为8~9μm的特粗WC-Co硬质合金,研究发现纳米粉末可通过扩散机制控制小晶粒粗化。此方法不仅使WC平均晶粒尺寸增加,而且使WC-Co硬质合金的WC晶粒尺寸分布的均匀性得到提高;同时复杂形状晶粒明显减少,晶粒发育得到改善。

关键词： WC-Co 特粗硬质合金纳米粉末溶解析出晶粒生长

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影响硅橡胶涂层疏水性的因素

表面技术 2020年第3期49卷 119-123页

作者：王崇鑫刘利国周雯刘玥孙达云路宽江南大学机械学院江苏无锡214122

目的寻找影响硅橡胶涂层疏水性的因素,并找到相应的提升改进方法。方法以液体硅橡胶为基体,通过燃烧橡胶条熏附、添加纳米SiO2粉末混合和喷洒纳米SiO2粉末附着这三种不同方式,来制备超疏水表面涂层。通过改变纳米粉末的加入方式、加入质... 详细信息

目的寻找影响硅橡胶涂层疏水性的因素,并找到相应的提升改进方法。方法以液体硅橡胶为基体,通过燃烧橡胶条熏附、添加纳米SiO2粉末混合和喷洒纳米SiO2粉末附着这三种不同方式,来制备超疏水表面涂层。通过改变纳米粉末的加入方式、加入质量,研究疏水性的最佳条件。并通过光学显微镜测量静态接触角评价表面疏水性能,寻找影响其疏水性的因素。结果最佳的方法为熏烧的烟尘附于液体硅橡胶涂层表面,大多数试验样本出现超疏水特性,静态接触角最高可达159°,平均值150°,静态接触角提高40°以上;次之为均匀喷洒纳米SiO2粉末,部分试验样本出现超疏水特性,静态接触角最高为145°,平均值135.5°,静态接触角提高30°~40°;简单搅拌混合的提升效果最差,没有试验样本出现超疏水特性,静态接触角最高可达124°,平均值108.5°,静态接触角只提高5°~15°。结论构建超疏水涂层的关键在于能否成功构建出微纳米的二级微观结构,简单的物理混合、搅拌会使纳米粉末被覆盖掉,无法表现出其特性。涂层的疏水能力与接触周围的实际微观长度有关。

关键词：硅橡胶纳米粉末超疏水涂层微观结构无量纲常数

海口海湾相淤泥质土改良后力学特性及微观机理研究

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海口海湾相淤泥质土改良后力学特性及微观机理研究

作者：任军昊海南大学

学位级别：硕士

海湾相淤泥质土广泛分布于海南岛,呈灰黑、灰褐色,含较多细砂粒,切口略有光泽,韧性高,稍微有刺激性气味。随着自由贸易港的加速推动,基建需求也愈大,为解决海湾相淤泥质土带来的施工现场极难成桩和复合地基失效等问题,海湾相淤泥质土加... 详细信息

海湾相淤泥质土广泛分布于海南岛,呈灰黑、灰褐色,含较多细砂粒,切口略有光泽,韧性高,稍微有刺激性气味。随着自由贸易港的加速推动,基建需求也愈大,为解决海湾相淤泥质土带来的施工现场极难成桩和复合地基失效等问题,海湾相淤泥质土加固方式研究成为新的研究热点。本文以海口海湾相淤泥质土(海口湾和铺前湾)为研究对象,通过室内试验以及数值模拟等研究手段,探究海口海湾相淤泥质土的工程特性,找出适合两种海湾相淤泥质土的加固方式。选取工程中常用的水泥作为主要加固材料,选用纳米粉末做增强材料,利用无侧限抗压试验、PFC颗粒流数值模拟、扫描电镜试验等方法探究改良淤泥质土的力学性能和改良机理。主要研究内容与结论如下:(1)两种淤泥质土的强度均随着水泥掺量的增加而增加,随着养护龄期的增长而增加。增长幅度基本呈线性增长,在7d到14d增速较明显,其中PCS(铺前湾水泥改性淤泥质土)的峰值应力比HCS(海口湾水泥改性淤泥质土)峰值应力大14%～45%;通过线性拟合,得到不同水泥掺量下HCS与PCS随龄期变化的公式,通过拟合公式得出15%水泥掺量的变化最显著。(2)通过正交试验设计,纳米粉末可以提高HCS、PCS的抗压强度。本文选取的纳米粉末掺量1.5%,2%,2.5%对淤泥质土强度影响是先增大后减小。通过极差分析可知HNCS(海口湾水泥-纳米粉末改良淤泥质土)与PNCS(铺前湾水泥-纳米粉末改良淤泥质土)的最优配比均为A-B-C,即20%水泥掺量-2%纳米粉末掺量-养护28d;水泥是影响强度最大的因素;通过指标估计得到最优配比下:HNCS的最大峰值应力为2196.33k Pa,PNCS最大峰值应力为2919.99k Pa。同一水泥掺量、养护龄期下,2%纳米粉末掺量下HNCS峰值应力比HCS高16%;2%纳米粉末掺量下PNCS峰值应力比PCS高24%。(3)依托已完成的无侧限抗压试验利用PFC进行颗粒流数值模拟研究水泥改良淤泥质土以及纳米粉末-水泥改良淤泥质土的力学性质,并确定了每个模型所需要的细观参数,分析了数值模拟与室内试验的关系,通过应力-应变曲线、峰值应力以及破坏模式等,均表明数值模拟与室内试验结果具有较高吻合度。对不固结不排水的三轴剪切试验进行模拟预测,并得出偏应力-应变曲线以及绘制强度包络线,并计算出粘聚力与内摩擦角:15%水泥掺量HCS的粘聚力(8为503.04k Pa,内摩擦角为25.33°;15%水泥掺量PCS的粘聚力(8为649.94k Pa,内摩擦角为21.96°;最优配比下HNCS的粘聚力(8为717.11k Pa,内摩擦角为21.05°;最优配比下PNCS的粘聚力(8为909.08k Pa,内摩擦角为22.48°。(4)对淤泥质土、15%水泥掺量的淤泥质土及不同纳米粉末掺量下的淤泥质土进行微观分析。主要结论有:海口湾淤泥质土颗粒分布不均匀,孔隙也略大,存在不均匀分布独立的颗粒,颗粒之间作用力较差。铺前湾的淤泥质土内部结构较为密实,孔洞较少。两者都是呈絮状结构,但PCS比HCS絮状结构更多也更稳固。纳米粉末与会加速水泥的水化反应,生成呈絮状的C-S-H和C-A-H系列的水化物,絮状纤维结构使得颗粒之间的连接更加紧密。当纳米粉末掺量1.5%时,块状大颗粒较多,絮状结构略少,强度略低;当纳米掺量2.5%时,絮状结构过多,大颗粒略少,强度同样略低。当纳米粉末掺量2%时,絮状结构与大颗粒相互连接,既能填充又起到一定的锚固作用,因此强度最高,加固效果最好。

关键词：淤泥质土纳米粉末峰值应力 PFC颗粒流模拟微观机理

稀土硼化物LaxCe1-xB6亚微米粉的制备及光吸收研究

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物理学报 2015年第9期64卷 445-449页

作者：包黎红朝洛蒙伟伟特古斯内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室内蒙古师范大学呼和浩特010022 沈阳材料科学国家实验室中国科学院金属研究所沈阳110016

以稀土氧化物La2O3和CeO2为稀土源,以NaBH4为硼源在真空环境中通过固相反应成功制备出了分散性好的单相三元LaxCe1xB6亚微米粉.系统研究了掺杂元素La对CeB6物相,微观结构及光吸收性能的影响.实验结果表明,La元素的掺杂没有改变CeB6的物... 详细信息

以稀土氧化物La2O3和CeO2为稀土源,以NaBH4为硼源在真空环境中通过固相反应成功制备出了分散性好的单相三元LaxCe1xB6亚微米粉.系统研究了掺杂元素La对CeB6物相,微观结构及光吸收性能的影响.实验结果表明,La元素的掺杂没有改变CeB6的物相和晶体结构,而是无序替代了Ce原子晶位.光吸收结果表明,随着La掺杂量的增加LaxCe1xB6分散液吸收谷波长从620 nm减小到610 nm出现了蓝移现象.

关键词：稀土六硼化物纳米粉末光吸收

纳米粉末对轴向等离子喷涂TiB2-Al2O3复合涂层的影响

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焊接学报 2008年第1期29卷 40-44页

作者：程汉池栗卓新史耀武李其连李淑青北京工业大学材料学院北京100022 北京航空制造工程研究所北京100024

采用三阴极轴向送粉等离子喷涂制备TiB2/Al2O3陶瓷复合涂层,其中一种喷涂粉末是自蔓延高温合成的常规微米级TiB2/Al2O3复合粉末,另一种是由TiB2/Al2O3复合粉掺杂质量分数10%的纳米Al2O3粉经喷雾干燥造粒制备的纳微米结构喂料。比较研究... 详细信息

采用三阴极轴向送粉等离子喷涂制备TiB2/Al2O3陶瓷复合涂层,其中一种喷涂粉末是自蔓延高温合成的常规微米级TiB2/Al2O3复合粉末,另一种是由TiB2/Al2O3复合粉掺杂质量分数10%的纳米Al2O3粉经喷雾干燥造粒制备的纳微米结构喂料。比较研究两种涂层的微观组织、耐磨性能,探讨纳米粉末对涂层的影响:扫描电镜、X射线衍射分析涂层微观结构和物相组成;转盘磨损试验测试涂层的耐磨性能。结果显示两种涂层表面洛氏硬度相当,纳米掺杂涂层组织致密性、耐磨性明显高于常规粉末涂层,以及TiB2的氧化产物TiO2含量低于常规粉末涂层。

关键词：二硼化钛-氧化铝纳米粉末轴向等离子喷涂微观组织耐磨性能