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低碳钢表面氧化效应对加热面朝下CHF的影响

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2023年第4期62卷 102-107页

作者：叶伟杰李松蔚王来顺吴帅李孝佳鄢炳火中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519082 中国核动力研究设计院四川成都610213

先进压水堆压力容器下封头采用材料为低碳钢SA508,其表面容易氧化,可能对堆内熔融物滞留(IVR,in-vessel retention)策略临界热流密度(CHF,critical heat flux)产生显著影响,从而影响该策略安全余量。针对这一问题,本文首先研究了低碳钢S... 详细信息

先进压水堆压力容器下封头采用材料为低碳钢SA508,其表面容易氧化,可能对堆内熔融物滞留(IVR,in-vessel retention)策略临界热流密度(CHF,critical heat flux)产生显著影响,从而影响该策略安全余量。针对这一问题,本文首先研究了低碳钢SA508不同程度表面氧化对加热面朝下CHF的影响,其次研究了在低碳钢表面氧化情况下纳米流体强化CHF效果。结果发现,低碳钢SA508表面氧化对加热面朝下池式沸腾CHF具有显著影响,随着氧化程度的加深,CHF快速增长并最终达到稳定,表面完全氧化情况下CHF稳定值是表面轻微氧化情况下的2倍左右;将完全氧化低碳钢表面放入纳米流体中进行沸腾实验,发现纳米流体可以继续提高完全氧化表面CHF但效果大幅减弱,CHF增强原因在于表面纳米颗粒沉积层具有很强的吸水性。

关键词： IVR(in-vessel retention)策略表面氧化纳米流体 CHF(critical heat flux)增强效应

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钨丝表面氧化行为的研究及改进措施

稀有金属与硬质合金 2022年第5期50卷 40-46页

作者：黄灿鑫厦门虹鹭钨钼有限公司福建厦门361021

表面氧化是拉拔钨丝的主要缺陷之一。本文通过对钨丝表面氧化的形成规律、机理进行综合分析,建立了钨丝表面层结构模型和表面质量评价指标,并提出了相应的改进措施。钨丝表面氧化形貌主要有表面沟槽和石墨乳层脱落两种类型,形成的主要... 详细信息

表面氧化是拉拔钨丝的主要缺陷之一。本文通过对钨丝表面氧化的形成规律、机理进行综合分析,建立了钨丝表面层结构模型和表面质量评价指标,并提出了相应的改进措施。钨丝表面氧化形貌主要有表面沟槽和石墨乳层脱落两种类型,形成的主要原因在于钨丝表面碳层的均匀性和完整性遭到破坏。提升钨丝表面质量的核心在于形成均匀、完整的碳层,提高表面层的有效碳含量。通过控制石墨乳的粒度和黏度,制定合理的道次压缩比、石墨乳涂覆次数和加工温度等工艺参数,可有效地杜绝润滑层的破坏,构建理想的表面层,提升钨丝的表面质量。

关键词：钨丝表面氧化表面沟槽石墨乳润滑层可量化指标改进措施

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高密度柔性集成电路基板的表面氧化缺陷检测

计算机集成制造系统 2020年第9期26卷 2379-2387页

作者：胡跃明李璐罗家祥华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640 精密电子制造装备教育部工程研究中心/广东省高端芯片智能封测装备工程实验室广东广州510640

针对高密度超薄柔性集成电路基板精密检测需求,提出一种基于颜色特征的氧化缺陷检测算法。设计了一种基于局部直方图自适应阈值的铜箔表面快速分割方法,并给出一种基于单高斯模型(SGM)的二维颜色分割的氧化缺陷检测方法,提取氧化缺陷基... 详细信息

针对高密度超薄柔性集成电路基板精密检测需求,提出一种基于颜色特征的氧化缺陷检测算法。设计了一种基于局部直方图自适应阈值的铜箔表面快速分割方法,并给出一种基于单高斯模型(SGM)的二维颜色分割的氧化缺陷检测方法,提取氧化缺陷基于RGB、HSV与分块策略的8维颜色特征,输入有向无环图支持向量机(DAG-SVMS)分类器对氧化缺陷进行分级。实验表明,所提方法精度达到微米级别,最小可检测区域为15μm^2。为高密度超薄柔性集成电路基板制造过程提供了精密的表面缺陷检测系统,解决了铜箔表面氧化缺陷的自动检测难题。

关键词：柔性集成电路基板颜色特征表面氧化缺陷检测

煤油助燃剂燃烧气氛对低碳钢表面氧化层的影响

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表面技术 2020年第1期49卷 87-93页

作者：洪昊谢冬柏多树旺江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室南昌330013 南通理工学院机械工程学院江苏南通226002 南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063

目的为解决复杂火灾现场中助燃剂易污染、氧化、难寻找等问题,通过对低碳钢在煤油燃烧环境气氛中氧化行为的研究,得出其表面氧化层特点及与火场助燃剂之间的关系,以期为火场物证检验提供一种新的途径。方法使用模拟装置获得煤油燃烧气氛... 详细信息

目的为解决复杂火灾现场中助燃剂易污染、氧化、难寻找等问题,通过对低碳钢在煤油燃烧环境气氛中氧化行为的研究,得出其表面氧化层特点及与火场助燃剂之间的关系,以期为火场物证检验提供一种新的途径。方法使用模拟装置获得煤油燃烧气氛,并在不同温度下对其中的低碳钢进行氧化。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析氧化层的形貌,用SEM自带的能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析氧化层的相组成,用精密分析天平研究试样的氧化动力学。结果火场中的燃油燃烧气氛促进了低碳钢氧化层的形成,并且氧化层中没有检测到FeO相。每组氧化时间下的样品表面均沉积了10%~20%的碳。近似抛物线规律的氧化动力学曲线说明氧化层在后期的氧化趋于稳定。结论在燃烧环境气氛中,反应初始阶段,通过化学吸附显著加快了氧化层的形成,在该实验温度和强氧化性气氛存在的情况下,不利于FeO的形成。煤油的不完全燃烧造成了样品表面的碳沉积,并且碳含量的多少与助燃剂的碳链长度有关,这可为火场中是否有煤油助燃剂的存在提供参考。

关键词：表面氧化助燃剂煤油低碳钢火灾调查

SiCp/Al化学机械抛光的表面氧化机理及材料去除机制研究

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SiCp/Al化学机械抛光的表面氧化机理及材料去除机制研究

作者：郭冬芳吉林大学

学位级别：硕士

随着光学精密仪器、航空航天、汽车制造等领域的迅速发展,碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)因其耐高温、耐磨、低热膨胀系数、高热传导系数、高比模量等诸多优点,在上述领域中获得了广泛应用。由于SiCp/Al中SiC相和Al相的硬度差异较... 详细信息

随着光学精密仪器、航空航天、汽车制造等领域的迅速发展,碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)因其耐高温、耐磨、低热膨胀系数、高热传导系数、高比模量等诸多优点,在上述领域中获得了广泛应用。由于SiCp/Al中SiC相和Al相的硬度差异较大,利用传统加工方法得到的表面会有百纳米深度的离散微观凹陷区域,无法获得优质表面。化学机械抛光(CMP)技术利用化学与机械的协同作用可以提高该材料的加工效率并获得优异的表面质量,因此采用化学机械抛光技术加工SiCp/Al是解决其难加工问题的方法之一。化学机械抛光技术利用化学手段氧化SiCp/Al的表面,生成表面氧化层,再采用抛光磨粒去除氧化层以获得优质表面。本文着重针对SiCp/Al表面氧化机理和材料去除机制开展深入研究。本文的主要研究内容如下:(1)建立SiCp/Al两相材料表面氧化反应速率模型。基于双向扩散原理与经典Deal-Grove氧化模型,建立SiCp/Al中Al相和SiC相在Fenton氧化体系中的氧化模型,计算氧化速率,探究Fenton反应类型、氧化剂浓度以及温度等参数对SiCp/Al表面氧化反应速率的影响趋势。(2)研究SiCp/Al表面氧化机理。开展基于Fenton氧化体系的SiCp/Al氧化试验,通过评估一定时间内SiCp/Al表面的氧化层厚度来判断氧化反应速率的大小,分析氧化参数对Fenton反应中羟基自由基浓度的影响规律,探究Fenton反应类型、氧化剂浓度以及氧化液温度对SiCp/Al氧化层厚度的影响趋势。借助SEM和EDS分析氧化前后SiCp/Al表面形貌及氧化层元素含量,探究氧化剂浓度对氧化层中O元素含量的影响规律;借助XPS分析表面化学键的断裂与生成规律,确定氧化层的化学成分。(3)SiCp/Al化学机械抛光的材料去除率建模研究。根据氧化过程的化学反应原理推导氧化层厚度表达式,考虑磨粒机械去除过程建立单颗磨粒压入工件的深度模型。在此基础上,综合考虑化学和机械的协同作用,建立化学机械抛光中SiCp/Al的材料去除率模型,分析所建立的模型中主要化学参数和机械参数对材料去除率的影响规律。(4)SiCp/Al材料去除试验研究。开展化学机械抛光试验,通过试验研究氧化剂浓度、抛光压力、速度、磨粒粒径和磨粒浓度等参数对SiCp/Al的表面质量和材料去除率的影响趋势,探究化学作用、机械作用和化学机械协同作用等不同试验条件下SiCp/Al的抛光质量和材料去除率。优化CMP工艺参数,获得SiCp/Al化学机械抛光中既有利于提高材料去除率又有利于获得较优表面质量的工艺参数组合。

关键词： SiCp/Al 化学机械抛光表面氧化材料去除机制 Fenton反应

表面氧化/氮化法制备高性能核壳结构软磁复合材料

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表面氧化/氮化法制备高性能核壳结构软磁复合材料

作者：唐星浙江大学

学位级别：硕士

随着现代信息技术和计算机行业的飞速发展,磁性器件向高频应用发展。软磁复合材料因具有较高的电阻率和饱和磁感应强度,广泛应用于电力电子领域。良好的绝缘包覆能够有效降低涡流损耗,对材料在高频下的应用至关重要。表面化学热处理工... 详细信息

随着现代信息技术和计算机行业的飞速发展,磁性器件向高频应用发展。软磁复合材料因具有较高的电阻率和饱和磁感应强度,广泛应用于电力电子领域。良好的绝缘包覆能够有效降低涡流损耗,对材料在高频下的应用至关重要。表面化学热处理工艺通过对金属制件综合地施以热作用和化学作用,可以改变表层成分和组织,对软磁粉末进行绝缘包覆。本文采取表面氧化和表面氮化方法,制备出了铁、铁硅、铁硅铝三种体系的核壳结构软磁复合材料,并通过X射线衍射、SEM、EDS、XPS、FTIR等方法对壳层微观结构进行了表征,建立了氧化和氮化壳层与磁学性能之间的联系。具体结论如下:1)制备出了 Fe/（Fe203,Fe304）,FeSi/（Fe2O3,Si02）和 FeSiAl/（Fe203,Si02,A1203）核壳结构软磁粉末。铁粉氧化膜为双层结构,主要由外层Fe203和内层Fe304氧化膜构成;铁硅粉400℃低温氧化时表面平整,700℃高温氧化后在光滑的Si02膜上出现1～5μm的Fe203颗粒团簇;铁硅铝粉氧化膜平整光滑,其中,A1203和Fe203相对含量较多。2)对比了表面氧化法和传统磷酸钝化法的直流和交流磁性能。直流性能方面,氧化铁、铁硅、铁硅铝粉的饱和磁感应强度分别为216.8 emu/g、169.5 emu/g和119.1 emu/g,对应的磷酸钝化粉末分别为190.5emu/g、173.4 emu/g和118.9 emu/g。交流性能方面,表面氧化法磁损耗和磷酸钝化处于同一水平,磁导率因体系不同存在差异。氧化铁、铁硅、铁硅铝磁粉芯磁导率分别为116.3、72.5和167.4,而对应的磷酸钝化磁粉芯分别为84.8、107.5和139.1。3)研究了氧化温度对磁学性能的影响。随着氧化温度的升高,铁和铁硅粉氧化壳层厚度增加明显,磁导率单调下降;相比而言,铁硅铝磁粉芯在300～500℃范围内磁导率稳定在165左右,未出现下降趋势。铁粉芯在200℃磁损耗最低,为804.8 mW/cm3（50 mT,100 kHz）;铁硅磁粉芯700℃磁损耗最低,为616.9 mW/cm3（50mT,100kHz）。氧化温度太低引入绝缘物质少,温度太高导致Fe203颗粒团簇的增长,都将提高磁损耗;铁硅铝磁粉芯在500℃磁损耗最低,为224.3mW/cm3（100 mT,50 kHz）。4)制备出了 Fe/Fe4N核壳结构软磁粉末。400℃氮化后,粉末的饱和磁感应强度为225.1 emu/g,相对于纯铁粉小幅度提升;450℃氮化后,电阻率从0.57Ω·cm提高到 1.45Ω·cm,磁损耗仅为 158.6mW/cm3（10mT,450kHz）,比未氮化磁粉芯降低了 40.0mW/cm3。

关键词：软磁复合材料核壳结构表面氧化表面氮化软磁性能

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含锰冷轧钢板表面氧化物的形成规律

金属热处理 2019年第12期44卷 54-59页

作者：江晓亮周锦程胥俊秦子威汪宏斌上海大学材料科学与工程学院

在连续退火过程中,保护气氛中的水汽在高温下分解为H2与O2,冷轧板表面的Mn等合金元素会与分解的O2发生氧化反应生成氧化物颗粒。本文采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和辉光放电光谱仪(GDS)等检测手段研究了在连续退火工艺下钢中Mn... 详细信息

在连续退火过程中,保护气氛中的水汽在高温下分解为H2与O2,冷轧板表面的Mn等合金元素会与分解的O2发生氧化反应生成氧化物颗粒。本文采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和辉光放电光谱仪(GDS)等检测手段研究了在连续退火工艺下钢中Mn元素含量对冷轧钢板表面氧化程度的影响以及Mn元素在冷轧板表面富集情况。结果表明,在连续退火过程中,Mn元素含量相对较高的冷轧钢板随着气氛露点的升高,钢板表面氧化形式由外氧化转变为内氧化,因此,冷轧板表面氧化程度以及Mn元素在冷轧板表面的富集程度随着气氛露点的升高呈现先增大后减小的趋势;而Mn元素含量相对较低的冷轧钢板在连续退火过程中发生内氧化,因此,冷轧板表面氧化程度以及Mn元素在冷轧板表面的富集程度随着气氛露点的升高逐渐减小。

关键词：冷轧钢板连续退火表面氧化锰表面富集露点

MFC负载铁离子催化对纸浆纤维的芬顿表面氧化作用研究

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中国造纸学报 2020年第3期35卷 34-39页

作者：刘蓉蓉李群段林娟天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室天津300457

将富含铁离子的微纤化纤维素(MFC-铁离子)吸附于漂白硫酸盐针叶木浆纤维表面,然后对纸浆纤维表面进行芬顿氧化;通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)间接检测纤维上芬顿反应产生的羟基自由基(·OH),使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)检... 详细信息

将富含铁离子的微纤化纤维素(MFC-铁离子)吸附于漂白硫酸盐针叶木浆纤维表面,然后对纸浆纤维表面进行芬顿氧化;通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)间接检测纤维上芬顿反应产生的羟基自由基(·OH),使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)检测纤维上铁元素的分布;评价了在相同打浆转数下,芬顿表面氧化处理对纤维素平均聚合度(DP)、纤维形态及成纸抗张指数和撕裂指数的影响。结果表明,芬顿表面氧化预处理产生的·OH主要分布在纸浆纤维表面,并且基本保留了纤维平均长度;与原浆相比,芬顿表面氧化浆的纤维素平均DP仅下降约4.9%,打浆转数8000转时,成纸抗张指数和撕裂指数较原浆成纸分别提高了20.9%和25.7%。

关键词：漂白硫酸盐针叶木浆微纤化纤维素表面氧化芬顿反应

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表面氧化镍钛形状记忆合金的细胞毒性

中国组织工程研究与临床康复 2009年第34期13卷 6645-6649页

作者：张雪张扬冯翠娟王强中国医科大学口腔医学院正畸科辽宁省沈阳市110002 中国医科大学口腔医学院口腔材料教研室辽宁省沈阳市110002

背景:对镍钛形状记忆合金进行表面改性可以减少镍离子的析出,达到提高生物相容性的目的。目的:在镍钛形状记忆合金表面制备氧化涂层,评价表面氧化镍钛形状记忆合金对细胞毒性的影响。设计、时间及地点:材料-细胞学体外实验,于2008-11/1... 详细信息

背景:对镍钛形状记忆合金进行表面改性可以减少镍离子的析出,达到提高生物相容性的目的。目的:在镍钛形状记忆合金表面制备氧化涂层,评价表面氧化镍钛形状记忆合金对细胞毒性的影响。设计、时间及地点:材料-细胞学体外实验,于2008-11/12在中国医科大学口腔医学院中心实验室完成。材料:L-929细胞由中国医科大学中心实验室提供。镍钛形状记忆合金板材为北京有研亿金新材料股份有限公司产品。方法:将镍钛形状记忆合金板材制备成半径10mm、厚度3mm的圆形合金试件,分为2组:氧化组合金表面进行氧化处理,即酸洗,丙酮中超声波清洗,空气干燥,在沸腾的H2O2溶液中氧化2h,取出后去离子水超声波清洗;非氧化组合金表面不进行氧化处理。合金浸提液的制备按2组合金试件表面积与培养液之比为3cm2/mL加入RPMI-1640培养液,置于37℃培养箱内96h,微孔滤膜除菌后备用。并设立阳性对照组,加入6.4%苯酚培养液;空白对照组,加入1640培养液。主要观察指标:倒置相差显微镜观察L-929细胞在合金浸提液中的生长情况,通过MTT试验得出细胞在培养第24,48h的吸光度值,对表面氧化镍钛形状记忆合金做出细胞毒性评价。结果:①培养24h,阳性对照组细胞形态异常;氧化组、非氧化组、空白对照组细胞贴壁生长状态良好。培养48h,阳性对照组许多细胞呈中毒形态;氧化组、空白对照组细胞形态正常,生长旺盛;非氧化组少量细胞核固缩。②与空白对照组比较,随培养时间延长氧化组、非氧化组吸光度值均相应增加(P氧化组增加幅度高于非氧化组(P氧化组合金在培养24,48h时细胞毒性均为0级,表现出轻微的细胞毒性;非氧化组合金培养24h时细胞毒性为0级,48h时细胞毒性为1级,表现出较明显的细胞毒性;空白对照组无细胞毒性。结论:镍钛形状记忆合金经过表面氧化处理后细胞毒性降低,符合口腔正畸材料的临床应用要求。

关键词：镍钛形状记忆合金表面氧化细胞毒性