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超声处理对Mg-9Al-1si合金第二相形貌及力学性能的影响

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有色金属工程 2024年

作者：任广笑赵占军曹喜娟王红霞赵庆刘良智牛晓峰山西江淮重工有限责任公司山西省轻金属及其复合材料研发及结构化应用中试基地太原理工大学材料科学与工程学院先进镁基材料山西省重点实验室

利用铜质金属型重力铸造制备了Mg-9Al-1si合金，通过凝固前施加不同时间超声处理调控合金组织形貌。利用OM、XRD、SEM、拉伸实验等方法研究了在不同超声处理时间作用下Mg-9Al-1si合金组织形貌演变及其对力学性能的影响。结果表明：未经... 详细信息

利用铜质金属型重力铸造制备了Mg-9Al-1si合金，通过凝固前施加不同时间超声处理调控合金组织形貌。利用OM、XRD、SEM、拉伸实验等方法研究了在不同超声处理时间作用下Mg-9Al-1si合金组织形貌演变及其对力学性能的影响。结果表明：未经超声处理时，α-Mg基体呈粗大的树枝晶，粗大汉字状Mg2si相有明显的团聚现象，β-Mg17Al12相以断续网状沿枝晶界分布；超声处理能显著细化合金微观组织，α-Mg基体晶粒尺寸减小由粗大的树枝状转变为团絮状，汉字状Mg2si相被细化，变为长条状或细线状，分布变得均匀；β-Mg17Al12相网状趋势弱化，边界处出现大量层片状β-Mg17Al12相。随着超声时间增加，超声的声空化和声流作用使合金组织明显改善，但作用时间太长反而减弱组织细化作用。因此，超声处理后Mg-9Al-1si合金力学性能得到明显改善，且随超声作用时间先增后降，其中超声处理20 min时提升最大，相较于未超声处理合金分别提高了72、74 MPa和2.31%。

关键词：超声处理 Mg-9Al-1si Mg si β-Mg Al 显微组织力学性能

Ti-si-Fe合金添加量对siN结合siC材料结构与性能的影响

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耐火材料 2024年

作者：姚路炎韩兵强张锦化柯昌明武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

为改善si3N4结合siC耐火材料的致密化，降低si粉氮化温度，以siC颗粒和细粉为主要原料，利用从高钛型高炉渣提取的Ti-si-Fe合金部分取代si粉，在埋碳气氛下于1 350 ℃反应烧结5 h，制备了si3N4结合siC耐火材料。研究了Ti-si-Fe合金添加... 详细信息

为改善si3N4结合siC耐火材料的致密化，降低si粉氮化温度，以siC颗粒和细粉为主要原料，利用从高钛型高炉渣提取的Ti-si-Fe合金部分取代si粉，在埋碳气氛下于1 350 ℃反应烧结5 h，制备了si3N4结合siC耐火材料。研究了Ti-si-Fe合金添加量(质量分数分别为0、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%)对si粉的氮化行为、材料力学性能和显微结构的影响，并探讨了氮化反应烧结机制。结果表明：1)随着Ti-si-Fe合金加入量增加，材料的力学性能和高温抗折强度明显改善，荷重软化温度均超过1 700 ℃，Ti-si-Fe合金加入量超过3.6%(w)后材料性能的增幅变缓；2)Ti-si-Fe合金促进了si粉在较低温度下的完全氮化和材料的反应烧结，Ti-si-Fe合金中各物相及si粉氮化反应的体积增加能够充填气孔，氮化产物改善骨料与基质、基质内部的结合状态，从而提高材料的致密化程度，改善力学性能；3)引入Ti-si-Fe合金后，反应体系中形成了富含Ti、si、N、Fe成分的液相，氮化物的形成除传统的VS、VLS机制外，溶解-沉淀机制在短柱状β-si3N4、粒状TiN的形成中起到主导作用，交错联结的α-si3N4晶须、短柱状β-si3N4、粒状TiN对材料的力学性能起到增强作用。

关键词： Ti-si-Fe合金反应烧结 si N 结合siC耐火材料致密化溶解-沉淀

Fe掺杂Ti-si系多孔膜材料的制备及表征

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热加工工艺 2024年

作者：苏毅刘忠军雷娟焦燕妮敖庆波西安石油大学材料科学与工程学院西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室

以Fe粉、Ti粉、si粉为原料，结合模压和真空烧结工艺，制备了以多孔钛为基体、Fe掺杂Ti-si金属间化合物为多孔膜层的复合多孔材料。通过SEM、XRD、XPS和孔径分析仪等表征手段，系统地研究了Fe掺杂量对多孔膜层微观结构、物相组成和孔隙... 详细信息

以Fe粉、Ti粉、si粉为原料，结合模压和真空烧结工艺，制备了以多孔钛为基体、Fe掺杂Ti-si金属间化合物为多孔膜层的复合多孔材料。通过SEM、XRD、XPS和孔径分析仪等表征手段，系统地研究了Fe掺杂量对多孔膜层微观结构、物相组成和孔隙性能的影响规律。结果表明：所制备的Fe掺杂Ti-si多孔膜层除主相Ti5si3以外，还有少量新相TiFesi和TiFesi2生成；同时，随着Fe掺杂量的增加，多孔膜层表面Ti5si3含量逐渐降低，而新相TiFesi和TiFesi2含量逐渐增加。最后，随着Fe掺杂量的增加，多孔膜层生成的Ti5si3颗粒尺寸逐渐变大，膜层致密度逐渐增加，导致所制备材料的相对透气系数和最大冒泡孔径逐渐降低。

关键词：多孔膜 Ti si 孔结构 Fe掺杂相对透气系数

碳热还原氮化硅藻土制备siNO/siC复合粉体

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硅酸盐通报 2024年

作者：万赣匡猛黄思源张琎珺王平张声洲深圳市标准技术研究院中国建筑材料科学研究总院有限公司江西理工大学材料科学与工程学院赣州职业技术学院材料工程学院

氧氮化硅(si2N2O)是性能优良的耐火材料和高温结构材料，具有优异的抗蠕变性、耐腐蚀性和抗氧化性等优点。。本工作利用硅藻土作为硅源，乙炔炭黑作为还原剂，通过碳热还原氮化法在硅藻土表面原位合成si2N2O/siC复合粉体。采用X射线衍射... 详细信息

氧氮化硅(si2N2O)是性能优良的耐火材料和高温结构材料，具有优异的抗蠕变性、耐腐蚀性和抗氧化性等优点。。本工作利用硅藻土作为硅源，乙炔炭黑作为还原剂，通过碳热还原氮化法在硅藻土表面原位合成si2N2O/siC复合粉体。采用X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附/脱附等温线对样品进行表征。结果表明，在原料配比m(硅藻土) : m(乙炔炭黑) = 1 : 1条件下，1450 ℃煅烧4 h后，siO2完全转变成si2N2O和β-siC物相，样品整体呈球状形貌，大颗粒周围分布大量片层状小颗粒，并存在介孔结构。si2N2O/siC复合粉体作为性能优良的高温结构材料，有望在结构复合材料中得到广泛的应用。

关键词： si N O/siC 硅藻土碳热还原氮化法多孔结构高温结构材料复合粉体

TiB添加量对siN-siC耐火材料性能的影响

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耐火材料 2024年

作者：李铁军邓军平廉晓庆曹会彦王龙庆华小虎邓丽荣 1.西安科技大学材料科学与工程学院 2.中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室西安科技大学材料科学与工程学院中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室

为改善反应烧结si3N4-siC耐火材料性能，以siC颗粒和细粉、si粉为原料，TiB2细粉为添加剂，采用反应烧结法经1 400 ℃保温2 h制备了si3N4-siC耐火材料。通过MIP、XRD、SEM等研究了TiB2高纯细粉添加量（加入质量分数分别为0、0.2%、0.4%... 详细信息

为改善反应烧结si3N4-siC耐火材料性能，以siC颗粒和细粉、si粉为原料，TiB2细粉为添加剂，采用反应烧结法经1 400 ℃保温2 h制备了si3N4-siC耐火材料。通过MIP、XRD、SEM等研究了TiB2高纯细粉添加量（加入质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%）对反应烧结si3N4-siC耐火材料致密性、高温抗折强度、物相组成和显微结构的影响，分析了致密化机制。结果表明：1)添加适量TiB2有助于提高试样致密性和高温抗折强度（1 200 ℃），增加≤1 μm小孔比例；2)随着TiB2添加量的增加，si2N2O杂相含量减小，si粉氮化率提高，α/β-si3N4相比例减小，si3N4开始为晶须状，后演变为发育良好的长棒状，最后异常长大；3)致密化机制为：添加少量TiB2可增加siO气相分压，促进si3N4晶须遵循气固机制生长；当TiB2添加量为0.6%（w）时，si3N4在适量高温液相作用下发育为长棒状，形成三维交叉网络结构，继续增加TiB2添加量至0.8%（w），试样中液相再次增多，棒状si3N4异常长大；4)当TiB2添加量为0.6%（w），热处理温度为1 400 ℃时，试样综合性能最佳，其体积密度为2.75 g·cm-3，显气孔率为11.6%，常温抗折强度为40.8 MPa，1 200 ℃高温抗折强度为52.5 MPa。

关键词： TiB si N -siC 致密化气固生长机制

钠离子陶瓷固态电解质NaYZrsiO的制备与性能探究

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陶瓷学报 2024年 711-719页

作者：徐瑶刘立敏周晓亮郭炜琳李婕郭心如西南石油大学化学化工学院

近年来，钠离子固态电池作为可充电电池的一员逐渐进入人们的视野。固态电池的优点在于避免使用液态电解质，从而可以规避电池泄漏和爆炸等风险。目前钠离子固态电解质的研究难点是如何提高室温下的离子电导率。为此，通过在固态电解质... 详细信息

近年来，钠离子固态电池作为可充电电池的一员逐渐进入人们的视野。固态电池的优点在于避免使用液态电解质，从而可以规避电池泄漏和爆炸等风险。目前钠离子固态电解质的研究难点是如何提高室温下的离子电导率。为此，通过在固态电解质材料Na5Ysi4O12（NYS）中引入高价离子Zr4+以提高其离子电导率。实验以NaNO3,YN3O9·6H2O,C8H20O4si和ZrO（NO3）2·x H2O为起始物质，采用新型溶液辅助的固相反应法（SASSR）制备了具有六方晶系结构的固态电解质Na5-xY1-xZrxsi4O12（x=0.04、0.06、0.08、0.10、0.12），着重研究了Na5-xY1-xZrxsi4O12（NYZS）中Zr4+的加入量和烧结温度与离子电导率之间的关系。研究发现，当x=0.08时，室温下离子电导率最高为2.13mS·cm-1，活化能较低仅为0.222 eV。相比于未掺杂Zr4+的Na5Ysi4O12（NYS）材料电导率得到较大的提升。其较高的电导率得益于高价Zr4+掺杂后出现的钠空位，增强了Na+传输浓度。此研究表明Na5-xY1-xZrxsi4O12是一种具有竞争力的钠离子固态电解质，有望成为新一代储能的研究热点。

关键词：钠离子电池固态电解质 Na Y Zr si O 离子电导率离子掺杂

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基于第一性原理研究CO在Csi上的吸附

原子与分子物理学报 2024年 28-32页

作者：张玲尹成斌杨蕾雷声马贝贝赵德永王远云南中烟工业有限责任公司技术中心西南林业大学机械与交通学院

通过密度泛函理论(DFT)计算研究了单个CO分子分别在C21si上的吸附.由于结构中含有21个C原子以及引入一个si原子,命名为(C21si).计算了体系中最稳定的几何结构、吸附能、吸附高度和态密度,研究了吸附的CO分子与基底之间的相互作用.研究发... 详细信息

通过密度泛函理论(DFT)计算研究了单个CO分子分别在C21si上的吸附.由于结构中含有21个C原子以及引入一个si原子,命名为(C21si).计算了体系中最稳定的几何结构、吸附能、吸附高度和态密度,研究了吸附的CO分子与基底之间的相互作用.研究发现,当CO放置在C21si上吸附时,C原子靠近吸附优于O原子靠近时的吸附,吸附能分别为-0.86 eV和-0.36 eV,当O原子靠近吸时二者之间的吸附反应较弱,为物理吸附. C原子靠近时的吸附高度小,吸附反应更强,为化学吸附.根据态密度轨道之间的杂化程度,说明二者之间存在吸附反应,相较于O原子靠近吸附,基底对C原子靠近时的吸附能力更强,敏感度更高.

关键词： C si 第一性原理 CO 吸附

Fe-VC超细晶激光熔覆层显微组织与性能改善及其机理研究

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Fe-VC超细晶激光熔覆层显微组织与性能改善及其机理研究

作者：陈恒齐鲁工业大学

学位级别：硕士

在海洋工程领域,海水环境中的氯离子会加速零件的腐蚀,因此对钢制零件的耐腐蚀性提出了更高的要求,然而,传统的Fe基合金很难进一步提升性能。与零件全部采用高性能耐蚀材料相比,在Fe基合金表面采用激光熔覆等表面改性技术制备高性能耐... 详细信息

在海洋工程领域,海水环境中的氯离子会加速零件的腐蚀,因此对钢制零件的耐腐蚀性提出了更高的要求,然而,传统的Fe基合金很难进一步提升性能。与零件全部采用高性能耐蚀材料相比,在Fe基合金表面采用激光熔覆等表面改性技术制备高性能耐腐蚀熔覆层,不仅能满足零件的需求,还可以降低能耗,是目前解决恶劣环境下零件腐蚀问题较为经济有效的手段之一。在激光熔覆技术中,合金元素的种类及其含量对熔覆层的微观组织和耐腐蚀性具有显著影响。前期研究表明,超细晶激光熔覆层具有优异的力学性能,因此,通过调整粉末成分进一步优化Fe基超细晶熔覆层的耐腐蚀性具有重要研究价值。本文基于Fe-V-C合金粉末体系,制备了不同si、Cu添加量的Fe-VC激光熔覆层,系统地研究了熔覆层的腐蚀行为,并分析了si和Cu添加比例对熔覆层耐腐蚀性能的影响机理。此外,还研究了水冷基材对Fe-VC超细晶合金化熔覆层微观组织与性能的影响。在Fe-V-C合金粉末中添加si元素可以有效改善熔覆层的耐腐蚀性能。当si添加量为2.0 wt.%时,熔覆层的综合性能最好,微观组织由柱状晶转变为细小等轴晶,Fe基体晶粒和碳化物颗粒的平均尺寸分别为0.77μm和76 nm,显微硬度为928 HV,是Q235钢基材硬度的5倍,耐腐蚀性是未添加si元素熔覆层的3.4倍。同样,添加适量Cu元素对Fe-VC熔覆层的微观组织和性能也带来了有益影响,相较于si元素,低熔点的Cu元素在细化晶粒方面的效果更为显著,当Cu添加量为1.5 wt.%时,Fe基体晶粒和碳化物颗粒的平均尺寸分别为0.63μm和54nm,显微硬度为906 HV,耐腐蚀性是未添加Cu元素熔覆层的4.5倍。当si和Cu同时添加时,1.25 wt.%Cu和0.75 wt.%si的配比使熔覆层达到最优性能,耐腐蚀性是未添加合金成分熔覆层的约4.4倍。在水冷基材条件下,Fe-VC激光熔覆层晶粒细化,细化的晶粒在腐蚀过程中促进了致密钝化膜的形成,阻碍了腐蚀介质的渗透,同时减弱了电偶腐蚀,水冷基材+1.5 wt.%Cu熔覆层耐腐蚀性最佳,是水冷基材未添加合金成分熔覆层的3.5倍。此外,水冷基材+1.5 wt.%Cu熔覆层的硬度优于Ni60A熔覆层,而在耐腐蚀性能和磨蚀磨损性能方面接近Ni60A熔覆层。

关键词：激光熔覆 si Cu 水冷基材耐腐蚀性

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si对碳钢耐大气腐蚀性能的影响

材料保护 2007年第8期40卷 21-23页

作者：张起生王向东于永泗江社明陈小平钢铁研究总院结构材料所北京100081 大连理工大学材料工程学院辽宁大连116024

通过周浸加速腐蚀试验,采用SEM观察腐蚀试样表面和截面形貌,X射线能潽(EDAX)对锈层截面进行分析,X射线衍射(XRD)测定腐蚀产物的物相组成,在利用废钢中残Cu、P的基础上,研究si对碳钢耐大气腐蚀性能的影响。结果表明,Cu、P能明显提高钢的... 详细信息

通过周浸加速腐蚀试验,采用SEM观察腐蚀试样表面和截面形貌,X射线能潽(EDAX)对锈层截面进行分析,X射线衍射(XRD)测定腐蚀产物的物相组成,在利用废钢中残Cu、P的基础上,研究si对碳钢耐大气腐蚀性能的影响。结果表明,Cu、P能明显提高钢的耐腐蚀性能,而在模拟工业大气条件下si的加入一定程度上减弱了钢的耐蚀性。

关键词： si 大气腐蚀加速腐蚀试验锈层

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