一、浸渗时间对铁基渗铜烧结合金机械性能和组织结构的影响(论文文献综述)
徐航[1](2021)在《铜基金刚石散热材料的粉末冶金制备技术研究》文中认为随着现代微电子器件、航空航天、国防科技等众多领域的高速发展,电子器件集成技术日益广泛,但高集成度的电子器件在使用过程中会产生过多的热量而使器件的温度升高,易对器件造成损害,存在着安全隐患。同时,散热能力不足也严重阻碍了电子器件性能的进一步提升。为了提高电子器件的使用安全及使用寿命,必须改良电子器件的散热功能,提高运转器件的散热效率。然而,目前在电子器件领域最常用的铝、铜等金属散热材料已无法满足新型电子器件高散热的需要。因此,开发具有较低热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)以及较高导热系数(thermal conductivity,TC)的散热材料是目前半导体散热材料领域的一个研发重点。金刚石作为一种半导体,在固体中具有最高的导热系数,其导热系数为2000 W/m·K,远远超过各种金属,金刚石膜是作为散热材料的最佳选择。但由于金刚石膜的生产效率低、成本高,极大的限制了其应用范围。金刚石单晶颗粒自身的散热性能良好,但无法单独用于散热领域中,然而却可与铝、铜等金属结合制备成金属基复合散热材料。金刚石-铝复合材料界面产生的碳化铝相容易发生水解,使其应用受限。近年来,由于铜具有较高的导热系数和良好的化学稳定性,铜-金刚石复合散热材料得到了广泛的重视与开发。目前可行的技术手段是采用气压浸渗制备方法来制备铜-金刚石复合材料,虽然为大功率器件的高效散热提供了较佳的解决方案,但生产成本较高,所制备的散热材料较厚(约4 mm),不能应用在一些小器件上,应用不够广泛。而大量的小型化和集成化电子器件则非常需要适用的薄片散热体,因而,采用粉末冶金技术来开发制备厚度小的薄片状散热基材,是目前的工程应用急需,具有极大的发展潜力。因此,本文设计了一种铜基金刚石散热材料的粉末冶金制备工艺,从“材料-冶金-工艺”方面进行了全方位的研究,系统的考察了原材料质量、铜基体合金化、铜-金刚石界面金属化、烧结工艺参数(温度-压力-时间)及二次真空高温烧结对复合散热材料烧结组织、散热性能的影响。研究发现,原料铜粉氧含量对烧结基体的组织与性能影响极大,当铜粉氧含量从858 ppm将至116 ppm时,粉末烧结活性增强,烧结组织性能大幅度提升,其热导率则从121 W/m·K提高至328 W/m·K。采用还原处理铜粉与镀钛金刚石(体积浓度为80%)进行混合烧结制备散热样品,其热导率可达417 W/m·K。热压烧结时,随着烧结温度、压力及高温保温时间的延长,铜-金刚石复合烧结体的致密度及热导率均有不同程度的增加,但均存在着适宜的参数范围。为了增强铜基体的合金化能力,在基体中以青铜粉形式引入少量低熔点锡元素,可在一定程度上提高样品的烧结致密度。对热压烧结后的铜-金刚石复合烧结体进行真空高温烧结处理后,可在一定程度上增加铜基体组织的晶界融合长大,减少晶界数量,改善热传导性能。
吉超超[2](2021)在《气门座孔材料表面耐磨抗氧化镀层组织与性能研究》文中指出气门座圈为发动机的重要零部件,它镶嵌在气缸盖与气门接触的位置上,配合气门形成密闭空间保护缸盖。气门座圈的性能严重影响发动机输出功率和使用寿命。近年来随着工业化程度不断提高,气门座圈所处工况愈加恶劣。每年全世界由于磨损、高温氧化而损耗的气门座圈量约占该年度钢总产量的10%;据统计因气门座圈失效而导致的发动机故障不安全事故逐年递增,因此对气门座圈进行表面改性研究十分必要。本文采用多弧离子镀技术在蠕墨铸铁气门座圈材料表面沉积CrAlTiN镀层,并系统研究Al和Ti元素对镀层组织及力学性能、摩擦学性能、高温氧化性能的影响。本文采用扫描电子显微电镜(SEM)、白光干涉仪对镀层表面组织及三维立体形貌进行表征;采用透射电子显微镜(TEM)对镀层内部微观结构进行分析观察;采用(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等现代分析技术对镀层组织结构及相成份进行检测,完成了镀层定性、定量分析;采用纳米压痕仪对镀层纳米硬度和弹性模量进行测试;采用高温摩擦磨损试验机、镀层附着力自动划痕仪对镀层摩擦系数及膜基结合力进行测定;采用高温氧化炉进行高温氧化实验。研究结果表明:(1)采用多弧离子镀技术制备的CrN镀层。其晶粒尺寸和表面粗糙度随Cr靶电流增大而逐渐长大,镀层生长方式为柱状生长,当Cr靶电流50A时,镀层表面组织均匀,粗糙度最小为18.46nm;镀层是由Cr单质、典型的NaCl面心立方结构的CrN和六方结构的Cr2N相;镀层连续致密,分为基体、过渡层Cr和工作层CrN;镀层膜基结合力、纳米硬度、杨氏模量随Cr靶电流上升先增大后减小;在Cr靶电流65A时,镀层结合力有最大值49.2N,摩擦系数为0.5,纳米硬度最大值为18.844GPa,杨氏模量为254.289GPa;镀层氧化增重曲线符合幂指数函数,氧化后的主要产物Cr2O3、Fe2O3;镀层0-450h氧化速率为 0.0049 mg·cm-2·h-1,450-500h 氧化速率为 0.0021mg·cm-2·h-1。CrN 镀层耐磨性和抗氧化性不足。(2)采用多弧离子镀技术制备的CrAlN镀层。其晶粒尺寸、致密度和表面粗糙度与Al靶电流成正比,当Al靶电流60A时,镀层表面晶粒尺寸均匀,粗糙度为1.139μm,镀层厚度为2.81μm;镀层由CrN、AlN、CrAlN、Al2O3和Cr2O3相,随Al靶电流增大,CrN峰强逐渐减弱;镀层连续致密,分层明显,规律性较强;膜基结合力随Al靶电流增大先增大后减小,在Al靶电流60A时,膜基结合力有最大值54.1N,摩擦系数为0.48,磨损机制为磨粒磨损;镀层纳米硬度、杨氏模量与Al靶电流成正比,当Al靶电流65A时,纳米硬度和杨氏模量可达最大分别为22.1116GPa和320.1217GPa;氧化增重曲线符合幂指数函数,氧化后的主要产物Cr2O3、Al2O3,氧化0-450h镀层氧化速率0.003 mg·cm-2·h-1,氧化450-500h镀层氧化速率0.000064mg·cm-2·h-1。掺Al后显着提高CrN镀层的抗氧化性能,但其摩擦系数依然较大。(3)采用多弧离子镀制备的CrAlTiN的镀层。其晶粒尺寸和表面粗糙度随Ti靶电流增大而增加,当Ti靶电流65A时,镀层组织较好,致密度较高,表面粗糙度为1.25μm,镀层厚度为3.41μm;镀层主由CrN、AlN、TiN、CrAlTiN、Cr2O3和Al2O3相;镀层规律性较强,镀层层状与岛状交替存在,有一定程度上的晶格畸变;镀层膜基结合力、纳米硬度和杨氏模量随Ti靶电流上升先增大后减小,当Ti靶电流65A时,结合力最大为65.1N,纳米硬度和杨氏模量为23.477GPa和331.141GPa;镀层摩擦系数随Ti靶电流上升先减小后增大,当Ti靶电流65A时,镀层摩擦系数最小为0.38,其磨损机制为磨粒磨损;镀层氧化增重曲线符合幂指数函数,氧化后的主要产物Cr2O3、Al2O3、TiO,氧化0-450h镀层氧化速率为 0.0027 mg·cm-2·h-1,450-500h 镀层氧化速率为-0.00005 mg·cm-2·h-1。掺Ti后CrAlN镀层的耐磨性明显改善,硬度及结合力显着提高。
敖红梅[3](2020)在《碳纳米管增强锌基复合材料的制备与性能研究》文中研究指明与镁合金相比,锌合金具有良好的可加工性和适宜的降解性能,并且在降解过程中不会产生气体。而且,锌在骨组织的生长和矿化中起着重要的作用,被认为是一类新型的可降解生物植入材料。由于锌的电极电位介于镁、铁之间,锌具有更合适的降解速率,有望成为镁、铁可降解植入材料的替代品。本课题利用金属基复合材料的方法来改善纯锌的力学性能。本文以纯锌为基体,以多壁碳纳米管(MWCNTs)为增强材料,结合化学镀铜(Electroless copper coating),放电等离子烧结(Spark plasma sintering,SPS)以及热轧技术制备CNTs/Zn复合材料。研究化学镀铜、烧结方式、不同CNTs含量对复合材料的微观结构、致密度、界面及力学性能的影响。评价复合材料的降解性能及细胞毒性。(1)预处理过程中CNTs表面形成了更多的亲水性基团-OH、-COOH,提高了CNTs的分散性。并且CNTs与CNTs表面的纳米镀铜层之间形成了紧密结合的界面。此外,CNTs表面缺陷的减少,提高了CNTs的完整程度。由O介导的C-O-Zn的键合为CNTs与锌基体之间的紧密结合提供了有利条件。铜包覆的CNTs/Zn复合材料的力学性能均比未镀铜的要高,CNTs含量为2 wt%的铜包覆CNTs/Zn复合材料的强度与硬度比未镀铜的分别提高了34%、4%,CNTs含量为3 wt%的铜包覆CNTs/Zn复合材料的强度与硬度比未镀铜的分别提高了25%、5%。(2)对真空热压烧结与放电等离子烧结试样的烧结工艺、致密度进行了对比,放电等离子烧结试样的致密性优于真空热压烧结,但采用两种烧结方式烧结的复合材料硬度值差别不大。热轧后复合材料的致密度进一步提高,随着CNTs含量的增加,CNTs/Zn复合材料的晶粒逐渐细化,并且CNTs均匀地分散在锌基体中。然而,当CNTs大于1.5 wt%时,部分的CNTs发生了明显团聚,并且团聚范围随着含量的增加而扩大。随着CNTs含量的增加,CNTs/Zn复合材料的力学性能相比纯锌均有不同程度的提高,3 wt%铜包覆的CNTs/Zn复合材料表现出优异的力学性能,极限抗拉强度和硬度分别为281 MPa、89 HV,与纯锌相比分别提高了127%、37%。CNTs/Zn复合材料的主要强化机制为载荷传递效应与细晶强化,并且载荷传递效应是复合材料的主要强化方式。(3)CNTs的加入提高了纯锌的降解速率,0.5 wt.%CNTs/Zn复合材料具有适宜的降解速率。细胞毒性实验表明,0.5 wt.%CNTs/Zn复合材料的生物相容性优于其他成分。
夏莲森[4](2020)在《硼-二氧化铈共渗强化铁基材料组织及性能研究》文中认为粉末冶金技术凭借其优越的经济性、环保、改善零件使用性能以及材料利用率高的优势已经广泛应用于机械、电子、交通、船舶制造、航空航天等制造业领域。其中粉末冶金技术在汽车制造业应用最为广泛,汽车工业的快速发展极大地推动了粉末冶金在汽车零部件制备中的应用,使汽车行业成为粉末冶金零部件的最大应用领域之一。在此基础上渗硼工艺可以显着提高粉末冶金零件表面的摩擦性能,耐腐蚀性能以及较高的硬度,这使粉末冶金技术外加渗硼工艺可以应用于新能源电动汽车刹车盘零件制备上。本文基于这一背景,通过金属粉末压制成型铁基材料随后进行硼-二氧化铈共渗强化处理,在一定温度烧结乃至保温一定时间的条件下,期望可以改进铁基材料表面的综合性能。本研究基于固体颗粒渗硼铁基材料,运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(DES)、X射线衍射仪(XRD)等一系列表征分析手段对铁基表面共渗层组织结构进行了探究,并对其进行了Rockwell-C粘结力试验,常温和高温环境下的摩擦磨损性能测试。具体结论如下:1、铁基试样经不同温度和时间的固体颗粒渗硼处理后表面形成了不同的共渗层,经SEM、XRD物相表征结果显示在850℃,900℃,950℃渗硼处理后得到的是呈锯齿状的单相Fe2B共渗层,继续升高温度至1050℃会得到双相共渗层(Fe2B+FeB),FeB层很薄且微量,说明温度过高不利于单相Fe2B的生成。2、经渗硼处理后试样表面共渗层根据其形态和特征可分为三个区域:均匀致密的单相Fe2B层区、过渡区域、基体区域;铁基共渗层的厚度随温度的升高不断增加,渗硼温度一定,共渗层厚度随渗硼时间的延长而增加,共渗层厚度的增加在前5h 比较显着,之后的5 h至10h厚度增加相对缓慢,诸多缺陷如裂纹孔洞增多,性能不佳,共渗层最高厚度可达156 μm,但存在一个最佳渗硼温度和时间,在950 ℃× 5 h参数下得到致密共渗层平均厚度为96.58 μm。3、与未经渗硼处理试样相比,渗硼处理后的试样在常温环境下磨损机制主要表现为裂纹萌生以及表面共渗层局部脱落的疲劳磨损和轻微程度的氧化磨损,高温(500℃)环境中氧化磨损进一步加剧,磨损轨迹周围共渗层出现局部脱落,表现为高温疲劳磨损机理;但在950 ℃×5 h渗硼处理的试样磨损损失最小,表面层保存较其他完整,摩擦系数较其他参数下最低,耐磨性较好,Rockwell-C粘结力试验也显示经950 ℃×5 h处理过的试样粘结性能最好与摩擦实验结果相吻合。4、当在渗硼剂中添加不同含量稀土 CeO2)(0wt.%、2wt.%、4wt.%)时共渗层厚度发生了变化,稀土含量为2wt.%时共渗层厚度在1050℃×10 h达到最厚208.04μm,厚度较无稀土情况下增加了约30%,催化效果明显,但此时共渗层质量不佳,孔洞区域较多;在950℃×5 h时共渗层厚度适宜,质量最佳呈齿状明显嵌入基体,随稀土的添加试样粗糙度明显增加,4wt.%稀土渗硼试样表面粗糙度发生突变为Ra=3.536,二维轮廓曲线和三维轮廓云图显示此时峰谷波动幅度加大,表面凸起不均。5、在稀土催渗状态下整个共渗层区域较无稀土催渗下多了一个疏松多孔区域,且当稀土过量时(4wt.%CeO2)特别明显,稀土渗硼试样表面共渗层物相只存在Fe2B,在稀土含量为2wt.%时单峰衍射相组成单一;稀土原子Ce对活性硼在试样表面的吸附与聚集具有明显的促进作用,稀土扩散进入基体后能起到细化硼化物晶粒,净化基体表面的作用。6、在Rockwell-C粘结力测试中,当稀土添加量为2wt.%工艺参数为950℃×5 h的试样经压痕测试后表面结合紧密,其他参数下缺陷主要表现为环形裂纹和不同程度的渗层剥落;在稀土渗硼常温摩擦磨损实验中各试样的磨损机制主要是疲劳磨损机理,高温(500℃)环境下磨损机制转变为较严重的氧化磨损和疲劳磨损;2wt.%稀土渗硼试样磨损后渗层表面保存较为平整,磨痕轨迹宽度最窄,耐磨性最好,高温环境中磨损表面氧化物磨粒分布较少,具有一定抗高温氧化能力。进一步的塑性变形分析中,2wt.%稀土渗硼试样磨痕截面共渗层保存较为完整,未添加稀土的试样共渗层保存较少,据共渗层弯曲程度判断发生了明显的塑性变形,且共渗层保存部分大小不一裂纹分布较广,这可归因于共渗层与基体的结合能力不强。
李润丰[5](2019)在《铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料的制备与性能研究》文中指出钢铁生产中产生的铁尾矿是一种工业废弃物,其中泥状细颗粒铁尾矿是尾矿中目前基本无法利用的部分,大多筑坝堆存,造成了经济、环境和健康等多方面的问题。本论文以北京密云地区泥状细颗粒铁尾矿为原料制备多孔陶瓷,再以其为载体,成功制备了铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料以及添加石墨烯的导热增强型复合相变储能材料,并对相变储能材料的制备工艺、力学性能、热物理性能及传热过程等应用基础问题进行了深入的研究。全文分七章分别阐述了尾矿资源化利用现况和相变储能材料的研究背景与发展现状、实验材料及方法、铁尾矿的烧结过程及机理、铁尾矿多孔陶瓷的制备及性能测试、铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料的制备及其热物理性能分析、添加石墨烯的导热增强型复合相变储能材料的制备与性能研究以及全文总结。以铁尾矿为原料制备高性能相变储能材料对于节能环保、减少工业污染具有重要的意义。本文通过X射线衍射分析、扫描电镜等手段探究了北京密云地区细颗粒铁尾矿的化学成分、物相组成、粒度分布以及高温下的物相变化过程与机理。结果表明,密云细颗粒铁尾矿的物相组成十分复杂,其主晶相为石英,其余包括黏土矿物相蒙脱石、斜绿泥石、伊利石以及少量的长石、方解石等。在低于963℃的烧结前期,α-石英转变为β-石英,黏土矿物绿泥石、伊利石转变为非晶态,蒙脱石分解;900℃时有正长石、微斜长石和赤铁矿生成;在963℃以上的烧结阶段,正长石、微斜长石与石英、铝硅酸盐首先形成低共熔液相,促进坯体的烧结致密化,在1000℃~1120℃区间生成透辉石、普通辉石、钙长石等新相,石英相含量则随烧结温度升高而减少。该铁尾矿适宜的烧结温度区间为1070℃-1120℃。以泥状细颗粒铁尾矿为原料,采用泡沫注凝成型技术,制备出孔隙率可控、机械强度高的铁尾矿多孔陶瓷,并研究了制备工艺对铁尾矿多孔陶瓷物相组成、微观结构和力学性能的影响。结果表明,烧结温度、球磨时间和保温时间对多孔陶瓷的孔隙率、抗压强度和微观结构有显着影响,且在较低的烧结温度下延长保温时间可在保持相同孔隙率的同时有效提高多孔陶瓷的抗压强度。另外,本文建立了可准确描述铁尾矿多孔陶瓷孔隙率与热导率之间相互关系的通用模型。以铁尾矿多孔陶瓷为载体,研制了一种可用于能量存储的铁尾矿多孔陶瓷/石蜡新型复合相变材料(Composite Phase Change Materials,CPCMs),并采用 XRD、SEM和DSC对CPCMs的物相组成、微观结构和稳定性进行了分析。结果表明,铁尾矿多孔陶瓷与熔融石蜡之间具有良好的润湿性和化学相容性,且多孔载体能有效地防止熔融石蜡的泄漏。CPCMs的导热率随载体孔隙率不同在0.30~0.45 W/(m·K)范围内变化,明显高于石蜡材料的热导率0.23W/(m·K),且实测导热率与通用模型预测结果吻合较好;新型复合相变材料的储能密度可在71~123 kJ/kg的范围内调节,100次熔化/凝固循环后其熔化潜热仅下降约4%并趋于稳定,具有良好的应用前景。在石蜡中添加高导热石墨烯,采用熔融自发浸渗工艺将混有石墨烯的石蜡液渗入铁尾矿多孔陶瓷载体,开发了一种导热增强型铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变材料(Nanoparticle-enhanced Composite Phase Change Materials,NCPCMs)。通过调整制备工艺参数,获得了导热率为0.40~0.60 W/(m·K)、潜热为69.5~121.3 kJ/kg的复合相变储能材料。经过25次熔融/凝固循环后,石墨烯在NCPCMs中仍保持良好的分散性,且当多孔载体孔隙率<85%时,复合相变材料的质量损失小于2%,表明复合相变材料具有良好的稳定性。导热增强型复合相变储能材料具有优异的热物理性能、化学稳定性以及在热能储存系统中快速充能/释能的特点。本文首次探索以大宗工业废弃物中目前基本无法利用的泥状细颗粒铁尾矿为原料制备孔隙率可调、力学性能优良的铁尾矿多孔陶瓷,并以其为载体研发了一种可应用于室内太阳能热水地板采暖系统的复合相变储能材料,开辟了铁尾矿资源化利用的新技术和新方向,在建筑节能等领域有着广阔的应用前景。
蒋守席[6](2019)在《基于铜-铁载氧体解耦的煤化学链燃烧特性研究》文中指出我国能源资源的特点决定了在未来的很长一段时间内,我国的能源消耗仍以煤炭为主。然而,煤炭资源的利用不可避免的带来CO2的大量排放,加剧了温室效应,从而导致了一系列的生态环境问题。煤化学链燃烧技术是解决能源利用和温室气体排放矛盾的一个重要手段:在煤炭资源利用的同时不需要耗费额外的能量能够有效的捕集CO2,减少CO2的排放。但是,煤化学链燃烧技术的发展受到多个方面的限制,如较低的燃料转化率和较大的床料循环量。载氧体是突破这些限制的一个关键要素。铜-铁载氧体具有低成本,高活性,贫氧状态下释氧和还原过程中放热的特性对于煤化学链燃烧技术的发展具有重大的意义。本文系统的研究分析了铜-铁载氧体的氧化还原反应特性和基于铜-铁载氧体的煤化学链燃烧特性以及氮元素的迁移转化行为。首先,依据HSC软件的计算结果,本文系统的分析了基于铜-铁载氧体的燃料化学链转化特性。相比于铁基载氧体,铜基载氧体的引入大大提高了载氧体与可燃气体氧化还原反应的平衡常数且大大减小了燃料完全转化对于载氧体的需求。铜-铁载氧体中的CuO和Fe2O3在高温条件下会发生固固反应生成新的物质,固溶物CuFe2O4。相比于铜基载氧体,铜-铁载氧体依然具有较强的释氧功能且释氧启动温度有所降低。TPR分析结果证明:当铜-铁载氧体以CuFe2O4的形式存在时产生一定的协同作用,从而CuFe2O4表现出比CuO和Fe2O3更高的反应活性。另外,在固定床反应器上进一步探究了铜/铁基载氧体之间的相互作用:铜基载氧体的存在能够有效的提高铜-铁载氧体的反应活性,有效的促进了燃料的转化,尤其是固体燃料;铁基载氧体的存在能够有效抑制铜基载氧体的烧结,从而提高了铜-铁载氧体的活性。载体Al2O3和SiO2的存在能够有效地改善铜-铁载氧体循环反应的稳定性。控制载氧体制备过程中的煅烧温度,煅烧时间和冷却方式有利于控制载氧体反应活性。其次,为保证载氧体能够在化学链反应器之间的进行循环反应,载氧体应具有一定粒度以保证其流化特性。因此,基于Al2O3/SiO2载体采用浸渍法和机械混合法制备了铜-铁载氧体颗粒并在批次流化床上进行了化学链燃烧特性的实验,主要考察了反应温度和气化介质等参数对基于铜-铁载氧体化学链燃烧特性的影响。研究结果表明:(1)浸渍法制备的铜-铁载氧体表现出较为稳定的反应活性,但其稳定性随着CuO比重的增加而有所下降;(2)机械混合制备的铜-铁载氧体具有较高的氧化还原反应活性,但机械强度较低,寿命较短;(3)铜-铁载氧体对于煤的热解和气化过程具较强的促进作用且促进作用的大小主要取决于载氧体与燃料的质量比和反应温度;(4)水蒸气对于燃料的转化具有较大的促进作用,但水煤比大小的影响较小;(5)反应动力学分析表明,在高温反应条件下,质量传递控制燃料后期的转化速率且随机核化模型较好地揭示了基于铜-铁载氧体的煤化学链转化过程中的动力学特性。再次,为了提高有效载氧体与燃料的质量比以促进煤化学链燃烧过程中燃料的转化,采用反应活性稳定的赤铁矿石作为载体制备了铜-铁载氧体。在批次鼓泡流化床上,对基于赤铁矿采用浸渍法和机械混合法制备的铜-铁载氧体的氧化还原特性和煤化学链燃烧特性进行了实验研究。实验结果表明:(1)在铁矿石作为载体时,铜的存在有效的促进了铁矿石中晶格氧的释放,从而铜-铁载氧体表现出极高的氧化还原性能;(2)浸渍法和机械混合法制备的铜-铁载氧体具有相似的反应活性;(3)CuO在铁矿石表面的均匀分布且以CuFe2O4的形式存在从而使得载氧体能够保持较好的循环稳定性;(4)铜-铁载氧体对于固定碳的转化,挥发分的释放和气化产物的转化具有较大的促进作用且促进作用的大小主要取决于反应温度;(5)基于铜-铁载氧体的煤化学链转化过程符合随机核化模型。然后,由于在煤化学链燃烧过程中,铜-铁载氧体的释氧特性和高氧化还原特性对于NO的释放具有较大的影响。因此,在固定和批次流化床上考察了基于铜-铁载氧体煤化学链过程中的NO释放特性。实验结果表明:CuO的存在导致更多的燃料N被转化为NO且CuO的释氧特性进一步的促进了NO的产生。针对准东煤中存在较多的碱金属问题,在批次流化床上进一步研究了基于铜-铁载氧体的煤化学链燃烧过程中水溶性的碱金属对于燃料转化活性和NO的生成的影响。研究结果表明:水溶性的碱金属对于煤的转化具有一定的抑制作用,然而水溶性的碱金属对于NO的生成具有一定的促进作用。最后,在串行流化床上进行了基于铜-铁载氧体的煤化学链燃烧特性的实验研究。化学链系统中燃料反应器通常为鼓泡流化床,但在鼓泡流化床中,气泡的存在会抑制还原气体与载氧体充分接触从而造成部分还原气体的逃逸。本文设计了一种新型化学链燃烧反应器:在反应器的内部增设内构件改善反应器内的气固接触以促进气固反应,从而促进还原气体的转化。针对新型的串行流化床反应器进行了冷态和热态实验研究。冷态实验结果表明:串行流化床能够连续稳定的运行且隔离器能够有效隔离两个反应器之间的串混。而后在串行流化床上,考察了基于铜-铁载氧体的煤化学链燃烧特性,实验结果表明:在燃料反应器中,还原性气体可以得到有效的转化且燃料反应器的温度对于燃料的转化具有较大的促进作用。
李浩浩[7](2019)在《润滑剂及工艺条件对温压Fe基粉末冶金材料组织与性能的影响》文中研究表明粉末冶金温压成形技术是将金属粉末加热到一定温度下进行压制以制造高致密度粉末冶金零件的技术,而润滑剂和加热工艺是温压成形技术的关键。本文采用微波工艺加热温压Fe-Ni-Mo-Cu-C系粉末冶金材料,采用差示扫描量热法(DSC)、粉末性能测试、生坯和烧结试样密度测试、金相显微组织观察、扫描电子显微镜观察及附带的能谱分析和力学性能测试等手段研究了不同润滑剂和工艺条件粉末、压坯及烧结试样组织和性能的影响规律,得到主要结论如下:随着聚酰胺蜡含量的增加,复合润滑剂的玻璃化转变温度升高,同时润滑剂的粒径明显减小。粉末的流速和表观密度分别为33-39 s/50g和3.196-3.257 g/cm3。随着复合润滑剂中聚酰胺蜡含量的增加,样品在120℃压制时的生坯密度和抗弯强度先增大后减小,而脱模力则相反。聚酰胺蜡含量为50 wt%的A3试样的生坯密度、生坯强度和脱模力分别达到7.11 g/cm3、18.785MPa、3.6 kN。温压试样的生坯断裂形貌中,孔隙的数量和大小以及粉末间的颗粒互锁情况减小。与室温压制试样的不同,温压试样的生坯断裂过程更受颗粒与润滑剂之间的界面控制。在120℃压制时添加复合润滑剂A3试样的烧结密度出现明显的提高达到7.21 g/cm3,比室温压制的密度提高了0.23 g/cm3。与添加聚酰胺蜡/聚乙烯蜡/硬脂酸酰胺复合润滑剂A3的Fe基粉末相比,常温下添加聚氧乙烯的复合润滑剂B1的Fe基粉末流动性增加达到33.4 s/50g,随着加热温度的升高Fe基粉末的流动性下降。微波加热过程中质量越小的Fe基粉末升温速率越快,随着质量的增加升温速率曲线呈现逐渐变小的趋势。在相同的加热温度下,微波加热的试样生坯密度提高了0.036 g/cm3。随着压制压力的增加生坯密度逐渐增加,在650 Mpa压制压力下,微波加热120℃时添加聚酰胺蜡复合润滑剂试样的生坯密度和烧结密度最高达到7.21 g/cm3和7.417 g/cm3。Fe基粉末冶金试样的生坯密度随润滑剂含量的增加而先增加后减少,当润滑剂加入量为0.6wt.%时达到最高性能。温压工艺提高了Fe基粉末冶金材料的性能,聚酰胺蜡复合润滑剂对Fe基粉末冶金试样硬度和抗弯强度的提高的最明显,达到了65 HRB和851.8 MPa。
巨朝飞[8](2018)在《蒸发结晶法制备Mo-20Cu复合材料的组织及性能研究》文中研究指明本论文采用化学合成-蒸发结晶法制备了 Mo-20Cu复合粉末,在试验中将四钼酸铵和硝酸铜粉末配置成溶液,在蒸发结晶器中通过优化工艺参数制备出钼铜复合前驱体粉末。再将前驱体通过干燥、煅烧、还原完成钼铜复合粉体的制备。研究了蒸发结晶工艺对钼铜前驱体的物相、形貌和粒度大小的影响规律。此外探讨了热压烧结和H2气氛无压烧结对钼铜复合材料组织和性能的影响。蒸发结晶工艺研究结果表明:硝酸铜溶液pH值对钼铜前驱体的物相组成和形貌有很大影响,搅拌速率和加热功率对前驱体物相没有影响,但对粉体形貌影响较大。随着加热功率的增加,前驱体颗粒增大且形貌变得无规则生长,搅拌速率的增大会导致颗粒细化,粉体出现团聚现象。综合考虑,pH值为3,搅拌速率为500r/min,加热功率为0.3kw时制备出的前驱体粉末颗粒形貌规则,大小分布均匀,呈棒条状分布,前驱体物相除了(NH4)2Cu(MoO4)2,CuMoO4N0.42H1.26.2.4H2O 外,还有少量的(NH4)4MOSO26。前驱体在500℃煅烧后粉末由CuMoO4和Mo03组成,分别在500℃和900℃下H2气氛下二段还原后得到平均粒度为300mm的超细Mo-Cu复合粉末,并且钼铜两相分布均匀,在结构上呈“包覆型”粉末,该粉末具有良好的烧结性能。将制备出的复合粉末采用热压烧结和H2气氛无压烧结。随着烧结温度的增大,液相铜数量增多,组织中铜网的连续性较好,,晶粒尺寸也随之增大。1100℃热压烧结3.5h,复合材料的密度,硬度,抗弯强度,压缩屈服强度达到最好分别为:95.7%,235.7HV,816MPa,770MPa。在1350℃ H2气氛无压烧结2h,复合材料的密度,硬度,抗弯强度,压缩屈服强度达到最好分别为92.87%,198.5HV,964MPa,482MPa。在这两种烧结方式中,材料导电性相差不大,分别为18.72MS/m和17.9MS/m。但是在相同烧结工艺下加入0.7%Fe,烧结体组织和性能均有所改善,因为Fe和Mo形成固溶体,固溶强化引起材料强度增大。硬度、抗弯强度和压缩强度分别为223.5HV,1074MPa,614MPa,但是Fe的加入使Mo和Cu电子散射产生的电阻增大,从而导致电导率下降为16.5MS/m。
肖清[9](2016)在《三维网络SiC陶瓷/Al复合材料的制备与性能研究》文中认为三维网络陶瓷/金属复合材料是一种新型的复合材料,它以独特结构和优异性能受到了广泛的关注。本文先用有机泡沫浸渍法制备了三维网络SiC陶瓷,其孔隙率80%,强度达3.42MPa,可用于制备复合材料。随后,采用原位反应无压浸渗法制备了三维网络SiC陶瓷/Al复合材料,研究了粉末配比和浸渗条件对复合材料制备的影响,并用金相显微镜、维氏硬度计、XRD衍射分析、扫描显微镜、压力实验机等仪器研究了其结构、界面结合和硬度和抗压强度。研究发现,Mg的掺入影响材料的浸渗深度,当其含量少于5%时,浸渗效果差,8%的加入量比较适宜。Si粉的加入能控制复合材料的界面反应,可抑制界面上Al4C3的生成。浸渗温度影响浸渗效果,低于800℃时,金属与陶瓷的润湿性差。800℃时,界面上开始发生化学反应,陶瓷与金属间出现界面相。当保温时间低于2小时,金属并未浸渗入陶瓷中。随着浸渗温度的提高,材料的致密度提高。通过对这些实验条件的调控,制备了界面结合良好的三维网络SiC陶瓷/Al复合材料,密度最高能达到2.784 g/cm3,导热系数为165.38 W/m·K,抗压强度达到832MPa。
胡慧东[10](2016)在《耐高温金属—陶瓷复合材料的制备及其特性研究》文中研究表明耐高温金属复合材料在航空领域有着重要的应用前景。本文主要研究了 NbMo基金属陶瓷复合材料以及TiC增强Ti基金属陶瓷复合材料的组织特性与力学性能。本文采用用热压烧结法制备出高致密度的ZrB2/SiC增强的NbMo基金属陶瓷复合材料,利用SEM(扫描电子显微镜)、EDS(能谱仪)、XRD(X射线衍射仪)分析了烧结样品的显微结构和相组成,利用显微硬度测试仪测得几种材料的硬度,利用阿基米德排水法得到材料的致密度,用压痕法测试了材料的断裂韧性,用拉伸试验机测试材料的抗压强度。结果表明,Nb和Mo形成了良好的固溶,少量的ZrB2和SiC陶瓷颗粒均匀的分布在固溶体中,陶瓷颗粒的大小为1—2μm。几种样品的微观形貌基本一致,均由深灰色的富Nb固溶体,浅灰色的富Mo固溶体以及黑色细小的ZrB2颗粒组成,富铌区与富钼区分布均匀,结合样品的致密度、硬度以及抗压强度来看,相比于纯的NbMo或者ZrB2陶瓷,四种材料的强度都有了很大的提高,这是多种强化机制共同作用的结果。针对本文而言,主要是固溶强化和颗粒强化的作用。其中A2样品的致密度最大为95%,同时它的抗压强度也最大为1974.17MPa,可见对于金属陶瓷复合材料来说,得到较高的致密度也是提高材料强度的关键。为了研究TiC增强的Ti基金属陶瓷复合材料的性能,本文利用激光熔覆方法在TC4板上制备了厚度为2mm熔覆层,熔覆层中添加了纯的Ti粉、C粉、以及Ti40Ni20Zr20Cu20非晶粉末。熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,涂层内部存在少许的微小空洞,是熔池凝固时气体逸出不及时所致。对样品进行XRD、SEM分析,结果显示,熔覆层内Ti粉和C粉通过原位反应生成了硬质陶瓷相TiC,Ti基非晶粉一部分晶化形成了 Ni、Ti、Cu、Zr元素的金属间化合物,一部分仍以非晶形式存在。样品为两相组织,针状、树枝状与颗粒状TiCx晶粒分布于富Ti的金属间化合物的基体上。硬度测试结果显示熔覆层的硬度最高达到1200HV,是基体的5-6倍,有明显的提高。
二、浸渗时间对铁基渗铜烧结合金机械性能和组织结构的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浸渗时间对铁基渗铜烧结合金机械性能和组织结构的影响(论文提纲范文)
(1)铜基金刚石散热材料的粉末冶金制备技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 超硬材料 |
1.2 金刚石简介 |
1.2.1 金刚石的力学性质 |
1.2.2 金刚石的物理性质 |
1.2.3 金刚石的化学性质 |
1.2.4 金刚石的应用 |
1.3 散热材料简介 |
1.4 金刚石散热材料的研究进展 |
1.5 粉末冶金技术简介 |
1.6 选题的目的及意义 |
1.6.1 课题的研究目的 |
1.6.2 课题的研究意义 |
第二章 实验方法与测试技术 |
2.1 实验方案设计 |
2.1.1 原料处理及冷压制坯 |
2.1.2 还原坯体的初始热压致密化 |
2.1.3 热压片体的真空致密化烧结 |
2.1.4 烧结成品表面净化处理 |
2.1.5 热导系数测试 |
2.1.6 基体热膨胀系数测试 |
2.1.7 样品的制备与分析 |
第三章 铜基金刚石散热材料的粉冶制备及组织性能分析 |
3.1 铜的基本特性简介 |
3.1.1 锡青铜简介 |
3.1.2 金刚石的导热机制 |
3.1.3 铜-金刚石复合材料的导热影响因素 |
3.2 热压烧结温度对原始粉末烧结致密度及热导率的影响 |
3.2.1 温度对原始电解铜粉烧结致密度的影响 |
3.2.2 不同致密度的原粉烧结体的热导率变化 |
3.3 还原温度对电解铜粉氧含量的影响 |
3.4 还原坯体氧含量对烧结致密度/组织状态及热导率的影响 |
3.5 烧结压力对烧结致密度及热导率的影响 |
3.5.1 烧结压力对不含金刚石的还原铜粉烧结致密度的影响 |
3.5.2 烧结压力对含有金刚石烧结样品的致密度及热导率的影响 |
3.6 高温保温时间的影响 |
3.7 金属基体合金化对烧结致密度及热导率的影响 |
3.8 金刚石表面金属化对复合烧结体热导率的影响 |
3.8.1 镀Ni金刚石 |
3.8.2 镀Ti金刚石 |
3.9 金刚石浓度及粒度对热导率的影响 |
3.9.1 金刚石浓度对热导率的影响 |
3.9.2 金刚石粒度对热导率的影响 |
3.10 真空二次烧结致密化对热导率的影响 |
3.11 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的科研成果 |
致谢 |
(2)气门座孔材料表面耐磨抗氧化镀层组织与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 气门座圈概述 |
1.3 常用的气门座圈材料 |
1.3.1 铸铁气门座圈材料 |
1.3.2 锻造气门座圈材料 |
1.3.3 冶金(粉末)类气门座圈材料 |
1.3.4 陶瓷类气门座圈材料 |
1.4 气门座圈的工况 |
1.5 气门座圈失效形式 |
1.5.1 气门座圈的防护 |
1.6 氮化物薄膜制备方法 |
1.6.1 物理气相沉积 |
1.6.2 化学气相沉积 |
1.7 气门座圈涂层研究现状 |
1.7.1 金属氮化物保护膜的研究现状 |
1.7.2 CrN、CrAlN、CrAlTiN的发展现状 |
1.8 课题研究意义及内容 |
2 实验内容及研究方法 |
2.1 试验技术路线 |
2.2 实验材料 |
2.3 表面镀层制备 |
2.3.1 CrN镀层制备工艺 |
2.3.2 CrAlN镀层制备工艺 |
2.3.3 CrAlTiN镀层制备工艺 |
2.4 镀层组织及形貌表征 |
2.4.1 表面组织观察 |
2.4.2 微观组织分析 |
2.4.3 三维形貌观察 |
2.4.4 物相分析 |
2.4.5 物相定性 |
2.5 镀层力学性能表征 |
2.5.1 纳米硬度测试 |
2.5.2 结合力测试 |
2.5.3 摩擦系数测定 |
2.6 镀层抗氧化性测试 |
2.6.1 高温氧化测试 |
2.6.2 质量测定 |
3 CrN镀层组织与性能研究 |
3.1 镀层微观形貌结构表征 |
3.1.1 镀层表面貌分析 |
3.1.2 CrN镀层截面分析 |
3.1.3 CrN镀层表面三维形貌 |
3.1.4 CrN镀层物相分析 |
3.1.5 CrN镀层元素含量 |
3.2 镀层力学性能分析 |
3.2.1 CrN镀层纳米压痕测试 |
3.2.2 CrN镀层摩擦学性能分析 |
3.2.3 CrN镀层磨痕形貌 |
3.2.4 CrN镀层膜基结合力 |
3.3 镀层氧化机理分析 |
3.3.1 CrN涂层氧化动力学分析 |
3.3.2 CrN镀层氧化形貌分析 |
3.4 本章小结 |
4 Al掺杂对CrN镀层组织及性能的影响 |
4.1 镀层微观形貌结构表征 |
4.1.1 CrAlN镀层表面貌分析 |
4.1.2 CrAlN镀层截面形貌 |
4.1.3 CrAlN镀层表面三维形貌 |
4.1.4 CrAlN镀层物相组成分析 |
4.1.5 CrAlN镀层元素含量 |
4.2 镀层力学性能分析 |
4.2.1 CrAlN纳米硬度测定 |
4.2.2 CrAlN镀层摩擦学性能分析 |
4.2.3 CrAlN镀层磨痕形貌 |
4.2.4 CrAlN镀层膜基结合力测定 |
4.3 CrAlN镀层氧化机理分析 |
4.3.1 CrAlN镀层氧化形貌分析 |
4.3.2 CrAlN镀层氧化动力学分析 |
4.4 本章小结 |
5 Ti掺杂对CrAlN镀层组织及性能的影响 |
5.1 镀层微观形貌结构表征 |
5.1.1 CrAlTiN镀层表面貌分析 |
5.1.2 CrAlTiN镀层表面及截面形貌 |
5.1.3 CrAlTiN镀层三维形貌 |
5.1.4 CrAlTiN镀层物相分析 |
5.1.5 CrAlTiN镀层元素含量 |
5.2 镀层力学性能分析 |
5.2.1 CrAlTiN纳米硬度测定 |
5.2.2 CrAlTiN镀层摩擦学性能分析 |
5.2.3 镀层磨痕形貌 |
5.2.4 CrAlTiN镀层膜基结合力 |
5.3 CrAlTiN镀层氧化机理分析 |
5.3.1 CrAlTiN镀层氧化形貌分析 |
5.3.2 CrAlTiN镀层物相组成分析 |
5.3.3 CrAlTiN镀层氧化动力学分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
致谢 |
(3)碳纳米管增强锌基复合材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 可降解医用合金的研究现状 |
1.2.1 可降解医用铁合金研究现状 |
1.2.2 可降解医用镁合金研究现状 |
1.2.3 可降解医用锌合金的研究现状 |
1.3 碳纳米管在金属基复合材料中的应用 |
1.3.1 碳纳米管的概述 |
1.3.2 碳纳米管的性质 |
1.3.3 碳纳米管在金属基复合材料中的应用 |
1.3.4 镀铜碳纳米管对金属基复合材料微观结构及性能的影响 |
1.3.5 碳纳米管增强金属基复合材料的制备方法 |
1.4 课题研究目的和内容 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.3 实验仪器 |
2.4 CNTs/Zn复合材料的制备工艺 |
2.4.1 成分设计 |
2.4.2 球磨工艺 |
2.4.3 烧结工艺 |
2.4.4 轧制工艺 |
2.5 CNTs/Zn复合材料的显微组织和结构表征 |
2.5.1 致密度测试 |
2.5.2 光学(OM)和扫描电镜(SEM)观察 |
2.5.3 透射电镜(TEM)观察 |
2.6 CNTs/Zn复合材料的力学性能测试 |
2.6.1 硬度测试 |
2.6.2 拉伸性能测试 |
2.6.3 降解性能测试 |
2.6.4 细胞毒性测试 |
第三章 CNTs表面化学镀铜 |
3.1 引言 |
3.2 CNTs化学镀铜原理 |
3.3 CNTs化学镀铜工艺 |
3.3.1 CNTs表面预处理 |
3.3.2 镀液的成分 |
3.3.3 化学镀铜 |
3.4 酸化、镀铜处理对CNTs的结构及形貌影响 |
3.4.1 CNTs的拉曼光谱分析 |
3.4.2 CNTs的傅里叶光谱分析 |
3.4.3 CNTs的 XPS分析 |
3.4.4 CNTs的 XRD分析 |
3.4.5 CNTs的形貌变化 |
3.5 本章小结 |
第四章 CNTs/Zn复合材料微观结构及力学性能分析 |
4.1 引言 |
4.2 不同CNTs含量的CNTs/Zn复合粉末形貌分析 |
4.3 烧结方式对CNTs/Zn复合材料显微组织及硬度的影响 |
4.3.1 烧结工艺 |
4.3.2 烧结试样的致密度 |
4.3.3 烧结试样的金相组织 |
4.3.4 烧结试样的硬度 |
4.4 不同CNTs含量对CNTs/Zn复合材料微观结构的影响 |
4.4.1 CNTs/Zn复合材料的金相组织分析 |
4.4.2 CNTs/Zn复合材料的SEM形貌分析 |
4.4.3 CNTs/Zn复合材料的TEM形貌分析 |
4.5 镀铜与CNTs含量对CNTs/Zn复合材料的力学性能影响 |
4.5.1 镀铜、CNTs含量对CNTs/Zn复合材料硬度的影响 |
4.5.2 镀铜、CNTs含量对CNTs/Zn复合材料抗拉强度的影响 |
4.6 镀铜、CNTs含量对CNTs/Zn复合材料位错密度的影响 |
4.7 本章小结 |
第五章 CNTs/Zn复合材料的主要强化机制分析 |
5.1 引言 |
5.2 CNTs/Zn复合材料的主要强化机制分析 |
5.2.1 O原子的分布及其对CNTs/Zn复合材料力学性能的影响 |
5.2.2 载荷传递对CNTs/Zn复合材料力学性能的影响 |
5.2.3 晶粒尺寸对CNTs/Zn复合材料力学性能的影响 |
5.3 本章小结 |
第六章 CNTs/Zn复合材料的降解性能与细胞毒性评价 |
6.1 引言 |
6.2 CNTs/Zn复合材料的电化学性能研究 |
6.2.1 CNTs/Zn复合材料的极化曲线 |
6.2.2 CNTs/Zn复合材料的电化学阻抗谱 |
6.3 细胞实验前期准备 |
6.3.1 实验试剂 |
6.3.2 浸提液制备 |
6.3.3 PBS缓冲液的配制 |
6.3.4 MTT溶液的配制 |
6.4 细胞毒性测试 |
6.4.1 细胞传代 |
6.4.2 实验分组 |
6.4.3 MTT法测细胞活性 |
6.4.4 细胞毒性分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 本文的主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(4)硼-二氧化铈共渗强化铁基材料组织及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 粉末冶金技术概述 |
1.2.1 粉末冶金烧结工艺研究现状 |
1.2.2 粉末冶金应用前景与展望 |
1.3 粉末冶金的铁基材料表面共渗强化 |
1.3.1 材料表面渗硼技术分类及现状 |
1.3.2 硼化物层相组成分类及相关性能 |
1.4 本课题主要研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原材料准备 |
2.1.1 实验所用基体材料 |
2.1.2 渗硼剂配方 |
2.2 实验流程 |
2.2.1 实验工艺参数设计 |
2.2.2 实验技术路线 |
2.3 样品表征 |
2.3.1 金相组织的观察及共渗层厚度测量 |
2.3.2 试样表面三维形貌及磨损后轮廓的测量 |
2.3.3 试样表面形貌观察及能谱分析 |
2.3.4 X 射线衍射物相表征 |
2.4 性能测试 |
2.4.1 Daimler-Benz Rockwell-C粘结力测试 |
2.4.2 摩擦磨损性能测试 |
第3章 工艺参数对铁基共渗层组织及性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 渗硼温度和渗硼时间对铁基共渗层厚度的影响 |
3.3 渗硼温度和渗硼时间对铁基共渗层显微组织的影响 |
3.3.1 铁基共渗层组织及物相组成分析 |
3.3.2 共渗层物相组成分析 |
3.3.3 共渗层EDS分析 |
3.3.4 渗硼温度和时间对铁基共渗层显微形貌的影响 |
3.4 Daimler-Benz Rockwell-C粘结力测试 |
3.5 铁基共渗层摩擦磨损性能测试 |
3.5.1 常温摩擦磨损性能分析 |
3.5.2 高温摩擦磨损性能分析 |
3.6 共渗层塑性变形分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 稀土对铁基共渗层组织及摩擦磨损性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 稀土对铁基共渗层的影响 |
4.2.1 稀土添加量对共渗层厚度的影响 |
4.2.2 稀土催渗下的共渗层表面粗糙度及三维形貌变化 |
4.2.3 稀土催渗下的共渗层显微组织分析 |
4.2.4 共渗层物相分析 |
4.2.5 共渗层EDS分析 |
4.3 稀土催渗下的铁基共渗层性能检测 |
4.3.1 Daimler-Benz Rockwell-C粘结力测试 |
4.3.2 稀土催渗下的常温环境中摩擦磨损性能分析 |
4.3.3 稀土催渗下的高温环境中摩擦磨损性能分析 |
4.3.4 磨损后的塑性变形分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
致谢 |
(5)铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
序 |
第一章 绪论 |
1.1 铁尾矿概述及其研究现状 |
1.1.1 北京密云地区尾矿堆量和危害 |
1.1.2 铁尾矿国内综合利用研究现状 |
1.1.3 铁尾矿国外综合利用的研究现状 |
1.2 相变储能材料(PCMs)概述 |
1.2.1 无机类相变储能材料 |
1.2.2 有机类相变储能材料 |
1.3 复合相变储能材料 |
1.3.1 相变储能材料的传热强化方法 |
1.3.2 陶瓷基复合相变储能材料的研究现状 |
1.3.3 陶瓷基复合相变储能材料的制备工艺 |
1.3.4 陶瓷基复合相变储能材料的应用 |
1.4 研究目标、研究内容和研究意义 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 研究意义 |
第二章 实验原料及实验方法 |
2.1 材料的制备 |
2.1.1 原料 |
2.1.2 尾矿致密样品制备 |
2.1.3 尾矿多孔陶瓷的制备 |
2.1.4 铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料的制备 |
2.1.5 导热增强型铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料的制备 |
2.2 材料化学成分、物相组成及物相变化分析 |
2.3 材料微观结构及元素分布分析 |
2.4 多孔陶瓷基本性能测试 |
2.4.1 铁尾矿粒度测试 |
2.4.2 多孔陶瓷的孔隙率、体积密度测试 |
2.4.3 多孔陶瓷的孔径结构 |
2.4.4 维氏硬度及抗压强度测试 |
2.5 复合相变储能材料性能测试 |
2.5.1 石蜡浸渗百分比测量 |
2.5.2 石蜡浸渗效果测试 |
2.5.3 热物理性能测试 |
2.5.4 性能稳定性测试 |
2.5.5 复合相变材料传热过程 |
2.6 不确定度分析 |
第三章 细颗粒铁尾矿烧结过程与烧结机理研究 |
3.1 铁尾矿原料粒径、成分及物相的表征 |
3.2 铁尾矿坯体的烧结过程及其性能变化 |
3.3 铁尾矿的烧结机理分析 |
3.4 铁尾矿烧结样品的微观分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 铁尾矿多孔陶瓷制备工艺及性能研究 |
4.1 铁尾矿原料特性 |
4.2 工艺参数对多孔陶瓷孔隙率的影响 |
4.2.1 烧结温度的影响 |
4.2.2 保温时间的影响 |
4.2.3 原料球磨时间的影响 |
4.3 铁尾矿多孔陶瓷的微观结构 |
4.4 铁尾矿多孔陶瓷的抗压强度测试 |
4.4.1 工艺参数对抗压强度的影响 |
4.4.2 多孔陶瓷孔隙率与抗压强度的关系 |
4.5 铁尾矿多孔陶瓷的热物理性能 |
4.6 本章小结 |
第五章 复合相变储能材料的制备工艺及性能研究 |
5.1 石蜡对多孔载体的自发浸渗 |
5.2 复合相变材料密度及相变材料填充率 |
5.3 复合相变材料的物相组成及微观结构 |
5.4 复合相变材料的物理稳定性 |
5.5 复合相变材料的热物理性能 |
5.5.1 复合相变材料的导热率 |
5.5.2 复合相变材料的熔化潜热 |
5.5.3 复合相变材料的热学稳定性 |
5.6 复合相变储能材料传热过程研究 |
5.6.1 石蜡熔化/凝固传热过程研究 |
5.6.2 铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料传热速率研究 |
5.7 本章小结 |
第六章 导热增强型复合相变储能材料的制备与性能研究 |
6.1 载体孔隙率对导热增强型复合相变材料性能的影响 |
6.2 导热增强型复合相变储能材料的物相组成与微观结构 |
6.2.1 导热增强型复合相变储能材料的物相组成 |
6.2.2 导热增强型复合相变储能材料的微观结构 |
6.3 导热增强型复合相变储能材料的稳定性测试 |
6.3.1 石墨烯分散稳定性 |
6.3.2 导热增强型复合相变材料的物理稳定性测试 |
6.4 导热增强型复合相变材料的热物理性能及其稳定性 |
6.4.1 导热增强型复合相变材料的热物理性能 |
6.4.2 导热增强型复合相变材料的热学稳定性 |
6.4.3 复合相变储能材料热物理性能的比较性研究 |
6.5 导热增强型复合相变材料传热速率研究 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)基于铜-铁载氧体解耦的煤化学链燃烧特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 温室效应和CO_2减排 |
1.2 化学链技术 |
1.2.1 化学链燃烧技术 |
1.2.2 化学链反应器 |
1.2.3 载氧体 |
1.3 氮氧化物 |
1.4 本文研究目的及内容 |
第二章 铜-铁载氧体的协同特性及载体的影响 |
2.1 引言 |
2.2 理论分析 |
2.2.1 气体燃料 |
2.2.2 固体燃料 |
2.3 实验系统 |
2.3.1 实验装置 |
2.3.2 载氧体和煤 |
2.3.3 数据处理 |
2.4 实验结果与讨论 |
2.4.1 CuO比重对铜铁载氧体活性的影响 |
2.4.2 循环次数的影响 |
2.4.3 反应温度的影响 |
2.4.4 CuO比重对固体燃料转化的影响 |
2.4.5 Al_2O_3的影响 |
2.4.6 SiO_2的影响 |
2.4.7 煅烧时间/温度和冷却方式的影响 |
2.5 本章小节 |
第三章 基于SiO_2/Al_2O_3-CuFe载氧体煤化学链燃烧特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 载氧体的制备 |
3.2.2 实验装置 |
3.2.3 数据处理 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 基于Al_2O_3-CuFe载氧体的CO化学链燃烧特性 |
3.3.2 基于SiO_2-CuFe载氧体的CO化学链燃烧特性 |
3.3.3 基于Al_2O_3/CuFe载氧体的CO化学链燃烧特性 |
3.3.4 基于石英砂煤气化特性 |
3.3.5 基于SiO_2-CuFe载氧体的煤化学链燃烧特性 |
3.3.6 基于Al_2O_3-CuFe载氧体的煤化学链燃烧特性 |
3.3.7 反应动力学模型 |
3.3.8 反应后SiO_2-CuFe载氧体的表征分析 |
3.4 结论 |
第四章 基于铁矿石-铜铁载氧体的煤化学链燃烧特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 载氧体的制备 |
4.2.2 实验装置 |
4.2.3 数据处理 |
4.3 实验结果和讨论 |
4.3.1 基于铁矿石-CuFe载氧体的CO化学链燃烧特性 |
4.3.1.1 循环次数的影响 |
4.3.1.2 铜铁质量比的影响 |
4.3.1.3 反应温度的影响 |
4.3.1.4 载氧体的物相 |
4.3.2 基于铁矿石-Cu载氧体的CO化学链燃烧特性 |
4.3.3 基于铁矿石载氧体的煤化学链燃烧特 |
4.3.4 基于铁矿石-CuFe载氧体的煤化学链燃烧特性 |
4.3.5 基于铁矿石-Cu载氧体的煤化学链燃烧特性 |
4.3.6 煤燃烧模型 |
4.3.7 煤种的影响 |
4.3.8 连续反应后铁矿石-Cu载氧体的表征分析 |
4.4 结论 |
第五章 煤化学链燃烧过程中氮氧化物的释放 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 煤 |
5.2.2 床料 |
5.2.3 实验装置 |
5.2.4 数据处理 |
5.3 氮氧化物的释放特性 |
5.3.1 CuO比重的影响 |
5.3.2 碱金属对NO释放特性的影响 |
5.4 结论 |
第六章 基于串行流化床的煤化学链燃烧特性的研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验 |
6.2.1 实验装置 |
6.2.2 数据处理 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 冷态运行特性 |
6.3.2 基于串行流化床的煤化学链燃烧特性 |
6.4 结论 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士研究生期间的学术成果 |
(7)润滑剂及工艺条件对温压Fe基粉末冶金材料组织与性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 温压Fe基粉末冶金材料的研究与应用 |
1.2.1 温压工艺对Fe基粉末材料的影响与研究现状 |
1.2.2 温压工艺使用润滑剂的研究现状 |
1.3 微波加热特性与应用 |
1.3.1 微波加热原理与特点 |
1.3.2 微波与材料相互作用与应用 |
1.3.3 微波加热金属粉末原理 |
1.4 研究背景及内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设计 |
2.3 实验设备 |
2.4 实验流程 |
2.5 试样制备 |
2.5.1 Fe基粉末冶金试样的制备 |
2.5.2 微波加热Fe基粉末冶金试样的制备 |
2.6 显微组织和物相分析 |
2.6.1 孔隙形貌和金相组织分析 |
2.6.2 扫描电镜和能谱分析 |
2.7 性能测试 |
2.7.1 润滑剂的DSC测试 |
2.7.2 粉末流速和松装密度测试 |
2.7.3 生坯密度和烧结密度测试 |
2.7.4 抗弯强度测试 |
2.7.5 表观硬度测试 |
2.7.6 脱模力测试 |
第三章 聚酰胺蜡复合润滑剂对温压Fe基粉末冶金材料性能的影响 |
3.1 聚酰胺蜡复合润滑剂对Fe基粉末性能的影响 |
3.1.1 聚酰胺蜡含量对润滑剂玻璃化转变及形貌的影响 |
3.1.2 复合润滑剂组分对Fe基粉末性能的影响 |
3.2 润滑剂组分对温压Fe基粉末冶金材料生坯试样性能的影响 |
3.3 润滑剂组分对Fe基粉末冶金材料烧结试样性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 微波加热温压铁基粉末冶金材料的组织与性能 |
4.1 常温下不同复合润滑剂的Fe基粉末性能 |
4.2 微波加热Fe基粉末及生坯性能 |
4.3 工艺条件对微波加热温压Fe基粉末冶金材料生坯性能的影响 |
4.4 工艺条件对微波加热温压Fe基粉末冶金材料烧结试样组织与性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间的研究成果及发表的学术论文 |
(8)蒸发结晶法制备Mo-20Cu复合材料的组织及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 钼铜复合材料的性质 |
1.1.1 钼和铜的性质 |
1.1.2 钼铜复合材料的性质 |
1.2 钼铜复合材料的应用 |
1.3 钼铜复合粉体制备工艺 |
1.3.1 传统制备工艺 |
1.3.2 新型制备工艺 |
1.3.3 活化元素烧结 |
1.4 钼铜复合材料制备方法 |
1.4.1 熔渗法 |
1.4.2 等静压成形技术 |
1.4.3 真空热压烧结 |
1.4.4 放电等离子烧结 |
1.5 研究目的和研究内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
2 钼铜复合材料制备及试验方法 |
2.1 蒸发结晶制备Mo-20Cu复合粉末 |
2.1.1 钼铜前驱体的制备 |
2.1.2 CuMoO_4+MoO_3粉体的制备 |
2.1.3 氢气还原制备Mo-20Cu复合粉末 |
2.2 钼铜复合粉末的烧结 |
2.3 钼铜复合粉末表征和烧结体显微组织观察 |
2.3.1 差热-热重分析 |
2.3.2 X射线衍射(XRD)分析 |
2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)观察 |
2.3.4 透射电子显微镜(TEM)观察 |
2.4 钼铜复合材料密度及压坏收缩率测试 |
2.4.1 钼铜烧结体密度的测试 |
2.4.2 钼铜烧结体收缩率的测试 |
2.5 钼铜复合材料力学和电学性能测试 |
2.5.1 显微维氏硬度测试 |
2.5.2 室温压缩实验 |
2.5.3 室温弯曲实验 |
2.5.4 烧结体导电率测试 |
2.6 研究技术路线图 |
3 蒸发结晶法制备钼铜复合粉末工艺分析 |
3.1 硝酸铜溶液pH值对钼铜前驱体粉末的影响 |
3.1.1 XRD物相分析 |
3.1.2 前驱体粉末形貌分析 |
3.2 加热功率对钼铜前驱体粉末的影响 |
3.2.1 XRD物相分析 |
3.2.2 前驱体粉末形貌分析 |
3.3 搅拌速率对前驱体粉末的影响 |
3.3.1 XRD物相分析 |
3.3.2 前驱体粉末形貌分析 |
3.4 煅烧过程分析 |
3.4.1 钼铜前驱体粉末的差热-热重分析 |
3.4.2 不同温度下煅烧产物的物相和形貌分析 |
3.5 氢气还原钼铜氧化物复合粉末的物相与形貌分析 |
3.5.1 钼铜复合粉末XRD分析 |
3.5.2 钼铜复合粉体SEM形貌分析 |
3.5.3 钼铜复合粉体TEM分析 |
3.6 本章小结 |
4 不同烧结方式制备钼铜复合材料显微组织和成分分析 |
4.1 烧结体表面显微组织 |
4.1.1 热压烧结工艺参数对烧结体表面显微组织的影响 |
4.1.2 无压烧结温度对烧结体表面显微组织的影响 |
4.2 烧结体断口形貌和成分分析 |
4.2.1 热压烧结工艺参数对断口形貌的影响 |
4.2.2 无压烧结温度对断口形貌的影响 |
4.3 本章小结 |
5 不同烧结方式下烧结体力学及电学性能分析 |
5.1 烧结体密度和硬度实验结果与分析 |
5.1.1 热压烧结 |
5.1.2 氢气气氛无压烧结 |
5.2 烧结体室温压缩实验结果与分析 |
5.2.1 热压烧结 |
5.2.2 氢气气氛无压烧结 |
5.3 烧结体室温抗弯强度实验结果与分析 |
5.3.1 热压烧结 |
5.3.2 氢气气氛无压烧结 |
5.4 烧结体导电性实验结果与分析 |
5.4.1 热压烧结 |
5.4.2 氢气气氛无压烧结 |
5.5 不同烧结方式下制备的钼铜复合材料性能对比讨论 |
5.6 本章小结 |
6 结论 |
致谢 |
参考文献 |
(9)三维网络SiC陶瓷/Al复合材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 陶瓷-金属复合材料 |
1.2 三维连续网络陶瓷增强金属基复合材料 |
1.3 三维连续网络陶瓷增强金属基复合材料的制备 |
1.3.1 三维网络陶瓷的制备 |
1.3.2 三维连续网络陶瓷增强金属基复合材料的制备 |
1.4 三维连续网络陶瓷增强金属基复合材料性能 |
1.5 三维连续网络陶瓷增强金属基复合材料的应用 |
1.6 三维网络陶瓷增强金属基复合材料国内外研究进展 |
1.7 研究意义 |
1.8 研究内容和研究方法 |
第2章 三维网络SiC陶瓷的制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 实验原料与设备 |
2.2.2 实验工艺 |
2.2.3 性能表征 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 SiC陶瓷浆料研究 |
2.3.2 三维网络SiC多孔陶瓷制备 |
2.3.3 三维网络SiC陶瓷的结构控制 |
2.4 小结 |
第3章 三维网络SiC陶瓷/Al复合材料的制备 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 原料与设备 |
3.2.2 实验装置 |
3.2.3 实验步骤 |
3.2.4 三维网络SiC陶瓷/Al复合材料的测试及方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 三维网络SiC陶瓷/Al复合材料制备影响因素研究 |
3.3.2 三维网络SiC陶瓷/Al复合材料制备研究 |
3.4 小结 |
第4章 三维网络SiC陶瓷/Al复合材料的性能研究 |
4.1 铝合金粉组成对三维网络SiC陶瓷/Al复合材料性能的影响 |
4.1.1 Mg含量影响 |
4.1.2 Si含量影响 |
4.2 浸渗工艺对三维网络SiC陶瓷/Al复合材料性能的影响 |
4.2.1 浸渗温度影响 |
4.2.2 保温时间影响 |
4.3 小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(10)耐高温金属—陶瓷复合材料的制备及其特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 超高温材料特性的研究现状 |
1.2.1 陶瓷—金属复合材料分类 |
1.2.2 超高温金属陶瓷复合材料的研究现状 |
1.2.3 超高温金属陶瓷材料的制备方法研究现状 |
1.3 激光熔覆工艺概述 |
1.3.1 激光熔覆的特点 |
1.3.2 激光熔覆的供料方式 |
1.3.3 激光熔覆材料的分类及特点 |
1.4 钛基陶瓷-金属复合材料熔覆层的国内外研究现状 |
1.5 本论文主要研究内容 |
第2章 实验过程部分 |
2.1 热压烧结NbMo基复合材料 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 微观组织观察和X-射线衍射分析 |
2.1.3 显微硬度测定 |
2.1.4 相对致密度的测量 |
2.1.5 断裂韧性的测量 |
2.1.6 抗压强度的测量 |
2.2 TiC增强Ti基非晶熔覆层 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.1.1 实验基材 |
2.2.1.2 熔覆材料 |
2.2.1.3 粘结剂 |
2.2.2 半导体激光器 |
2.2.3 陶瓷-金属复合熔覆层的制备 |
2.2.4 陶瓷-金属复合熔覆层成分及微观组织分析 |
2.2.5 陶瓷-金属复合熔覆层显微硬度测试 |
第3章 NbMo金属陶瓷复合材料的性能分析 |
3.1 引言 |
3.2 热压烧结金属陶瓷复合材料的相组成 |
3.3 SEM电镜分析和EDS能谱分析 |
3.4 复合材料的密度 |
3.5 复合材料的硬度 |
3.5.1 显微硬度测试原理 |
3.5.2 显微硬度分析结果 |
3.6 复合材料的断裂韧性 |
3.6.1 测试方法 |
3.6.2 结果与分析 |
3.7 压缩试验相关分析 |
3.8 本章小结 |
第4章 Ti基金属陶瓷复合材料的性能 |
4.1 XRD分析 |
4.2 SEM与EDS分析 |
4.3 Ti基熔覆层的显微硬度分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
四、浸渗时间对铁基渗铜烧结合金机械性能和组织结构的影响(论文参考文献)
- [1]铜基金刚石散热材料的粉末冶金制备技术研究[D]. 徐航. 吉林大学, 2021(01)
- [2]气门座孔材料表面耐磨抗氧化镀层组织与性能研究[D]. 吉超超. 西安工业大学, 2021
- [3]碳纳米管增强锌基复合材料的制备与性能研究[D]. 敖红梅. 贵州大学, 2020
- [4]硼-二氧化铈共渗强化铁基材料组织及性能研究[D]. 夏莲森. 安徽工程大学, 2020(04)
- [5]铁尾矿多孔陶瓷/石蜡复合相变储能材料的制备与性能研究[D]. 李润丰. 北京交通大学, 2019(01)
- [6]基于铜-铁载氧体解耦的煤化学链燃烧特性研究[D]. 蒋守席. 东南大学, 2019
- [7]润滑剂及工艺条件对温压Fe基粉末冶金材料组织与性能的影响[D]. 李浩浩. 南京航空航天大学, 2019
- [8]蒸发结晶法制备Mo-20Cu复合材料的组织及性能研究[D]. 巨朝飞. 西安理工大学, 2018(11)
- [9]三维网络SiC陶瓷/Al复合材料的制备与性能研究[D]. 肖清. 上海应用技术大学, 2016(02)
- [10]耐高温金属—陶瓷复合材料的制备及其特性研究[D]. 胡慧东. 华北电力大学(北京), 2016(04)