Si对Ti-Al-Si-N涂层微观结构及性能影响

在直径300mmsi片制备中,利用双面磨削技术能为后续加工提供高精度的表面,但si片损伤层厚度较大。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对si片表面及截面进行观察,得到了经不同粒径的砂轮磨削后的si片的表面及截面形貌、si片的表面及亚表面损伤层的厚度并进行了分析比较。结果表明,用粒度更小的3000#砂轮磨削,能够有效地降低si片表面及亚表面损伤层的厚度,为优化300mm单晶si片双面磨削工艺、提高si片表面磨削质量提供了清晰、量化的实验理论依据。

以工业si粉为原料,α-si3n4粉为稀释剂,聚乙烯醇为粘结剂,采用反应烧结工艺制备了si3n4陶瓷。研究了稀释剂量对反应烧结si3n4陶瓷的体积密度、开气孔率、相组成、微结构、弯曲强度和抗热震性的影响。结果表明,随稀释剂量的增加,si3n4陶瓷的体积密度从2.27g/cm3降至2.04g/cm3,开气孔率从23%升至33.8%。si3n4陶瓷由α-si3n4、β-si3n4和少量单质si组成。si3n4主要以针状晶形式存在,残留si呈不规则块体。随着稀释剂量的增加,4组si3n4陶瓷的三点抗弯强度分别为119mpa、112mpa、146mpa和113mpa;经50次800℃至室温空冷热震后,其强度保持率分别为81.5%、90.2%、87%和88.5%,表现出较好的抗热震性。

利用动态剪切流变仪、荧光显微镜等手段研究不同结构pe改性沥青的黏弹性能、微观结构、黏温特性等,从聚合物分子结构的角度阐述改性沥青性能的差别及原因。结果表明：改性沥青在相同温度下的储存模量g＇和损失模量g〞由大到小顺序为hdpe、ldpe、vpe,储存模量g＇随温度降低幅度大小顺序为vpe、ldpe、hdpe；相同温度下沥青质含量较低的zh沥青的储存模量g＇小于qhd沥青的；pe以不规则颗粒分散在沥青相中,ldpe分散最均匀,粒子为球状且直径约为20μm；hdpe的粒子形状不规则且粒径多数大于100μm；pe改性沥青微观结构及黏弹力学性能的差别是由于pe分子间距、分子柔顺性及结晶度的差异造成的；hdpe对沥青的黏弹力学性能和高温性能的提高效果最明显,hdpe合适的掺加量为4%~5%。

研究了不同温度下淬火对40ti-40v-10cr-10mn合金微观结构和储氢特性的影响。结果表明,未经淬火的样品为体心立方v基固溶体,具有两个位置相近的特征衍射峰,分别对应于bcc-1相和bcc-2相;经1473k淬火的样品仅由bcc-1相构成;经1573k和1673k淬火的样品均由bcc-1相、bcc-2相和c14型laves相(密排六方结构)构成。动力学机制研究表明,各样品吸氢反应均受化学反应控制,但动力学方程存在明显差异,故吸氢速度不同。随着淬火温度的升高,样品在室温下的吸氢量先减小后增大(1573k淬火样品最小,1673k淬火样品接近于未淬火样品),在室温下的放氢量、迟滞效应都得到逐步改善,在373k下的放氢量也是先减小后增大(1573k淬火样品最小,1673k淬火样品明显大于未淬火样品)。

为开辟建筑垃圾废砖再生利用新途径,将建筑垃圾废砖磨细成粉,即建筑垃圾砖粉(cwbp),与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(cwcpm).借助xrd,dsc-tg,sem及mip微观测试手段,研究了cwbp与cwcpm对水泥基材料水化产物数量、微观形貌及其孔结构的影响.研究结果表明:cwbp颗粒级配及形貌较差,活性较低;cwcpm可充分发挥各组成材料间的叠加效应,粒径较小的颗粒可填充于水泥颗粒间,有利于胶凝体系形成紧密堆积结构;cwcpm的二次水化反应降低了取向性较强、稳定性较差的ca(oh)2含量,改善了水泥基材料内部微观形貌,细化了混凝土孔结构,可有效改善混凝土孔径分布.

以茂名石化动力厂循环硫化床脱硫灰渣为研究对象,考察了不同掺量的改性脱硫灰渣对水泥物理性能及微观结构的影响.结果表明:水泥掺入质量分数为30％的改性脱硫灰渣后,水灰质量比从原来的0.3045降至0.2850,初凝、终凝时间明显加快,蒸压膨胀值由0.5248下降至0.2789;水泥胶砂的强度后期发展明显;水泥净浆试块水化3d和28d的sem图表明加入改性剂改性后的灰渣使得水泥水化进程加快,水化产物钙矾石的形成提前,水化28d后大块氢氧化钙消失,水化硅酸钙凝胶与钙矾石的结合更加紧密,水泥水化的密实度明显增加.

对al-12si-0.5in新型建筑储能材料进行了不同温度的热处理,并进行了力学性能和耐久性能的测试与分析。结果表明,随热处理温度从300℃提高至430℃,材料的力学性能和耐久性能均先提高后下降。与未经热处理的材料相比,380℃热处理的材料抗拉强度增加53mpa,屈服强度增加67mpa,断后伸长率增加8.1%,抗压强度增加140mpa在耐久试验后的质量变化率减小13.6%。al-12si-0.5in新型建筑储能材料的热处理温度优选为380℃。

采用扫描电镜(sem)研究了稀释剂(矿物油)粘度对热诱导相分离高密度聚乙烯(hdpe)微孔膜微孔结构的影响。结果表明,随着矿物油粘度的增加,在hdpe／矿物油体系冷却诱导相分离过程中,大量矿物油滞留在晶体内部,采用有机溶剂萃取后晶体问孔减小、减少。相比自然冷却,采用冰水混合物冷却得到的晶体间孔更小。最后从微孔膜加工性及微孔大小出发,认为具有中等粘度的稀释剂比较好。

为了研究煤的微观结构对自燃特性影响规律,利用镜质组反射率实验、红外光谱分析和低温液氮吸附实验对煤样进行实验研究。研究表明:虽然金川矿业长焰煤比东欢坨矿气煤变质程度要低,但是由于金川矿业长焰煤拥有更小比表面积以及煤分子活性基团数量均小于东欢坨气煤,导致金川矿业长焰煤自燃倾向性更低。由此可见,自燃特性判定不应该简单由变质程度决定,而更应该综合考虑煤的微观结构特性。

采用dsc和光学显微镜绘制了hdpe/矿物油共混体系的相图,采用带热台的偏光显微镜和扫描电镜研究了hdpe含量、冷却速率和冷却温度对微孔膜微观结构的影响。研究发现:随着共混体系中hdpe含量的减少,体系晶间孔和晶体内孔增多增大;随着冷却速率的增加,体系晶体内孔增多增大,晶间孔尺寸降低;冷却温度对微孔结构的影响较低。

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了bi-si-b-zn-al-o系玻璃粉,采用xrd、emax、sem、ir、dsc/tg及粒度分布仪等对粉体进行了表征,并初步探讨了在200～800℃温度范围内该玻璃粉微观结构的变化.结果表明,凝胶经干燥去除非玻璃组分后,可获得符合设计组分的玻璃粗粉,该粗粉经600℃热处理及球磨后,可得到粒径在0.1～1μm范围的超细近球形粉体;热处理温度在200～800℃范围内时,粉体均呈现玻璃态结构;经200℃干燥后玻璃粉主要以[sio4]四面体及部分[bo4]四面体形成主体网络空间,[bio3]三角体和剩余的[bo4]四面体以网络修饰体的形式分布在网络间隙,随着温度升高,修饰体中部分bi原子和b原子会加入到主体网络中,成为网络形成体.

采用点阵压入技术在不同压入荷载和保载时间下测试硬化水泥净浆的弹性模量、压痕硬度和微观徐变,用扫描电子显微镜分析压痕影响区域的微观结构组成,并分析微观结构组成对微观徐变及力学性质的影响。结果表明:对于0.5n和1.5n的压入荷载,压痕影响区域包含孔隙相、水化产物相和未水化水泥颗粒相,可反映硬化水泥净浆混合相的微观结构组成和微观徐变及力学性能;保载时间和最大荷载会影响硬化水泥净浆力学性能的测试,保载时间越长,则弹性模量和压痕硬度越小,其原因与硬化水泥净浆的徐变性质有关,但是减小幅度不大;当最大荷载由0.5n增大至1.5n,力学性能略微增大;采用1.5n、180s包含5×5压入点阵的试验制度可得到成熟硬化水泥净浆的微观徐变性质;接触徐变函数具有对数型函数的特征,保载时间越长,接触徐变函数越大,这与接触压痕半径随保载时间增长而增大有关,但最大荷载对接触徐变函数几乎无影响。对于0.3水灰比的硬化水泥净浆,徐变模量和特征时间分别为158~201gpa和0.43~0.59s。

研究了ti3al基合金真空钎焊及接头组织性能;分析了不同钎料对接头界面组织和剪切强度的影响,初步优选了钎料,优化了钎焊连接规范参数;利用电子探针、扫描电镜和x射线衍射等方法对接头进行了定性和定量分析。结果表明:采用nicrsib钎料连接时,在界面处有金属间化合物tial3、alni2ti和ni基固溶体生成,tial3和alni2ti的生成降低了接头的剪切强度;采用tizrnicu钎料连接时,在界面处有金属间化合物ti2ni、ti(cu,al)2和ti基固溶体生成,ti2ni和ti(cu,al)2的形成降低了接头的剪切强度;采用agcuzn钎料连接时,在界面处生成ticu、ti(cu,al)2和ag基固溶体,ticu和ti(cu,al)2的生成是降低接头剪切强度的主要原因;采用cup钎料连接时,在界面处生成了cu3p、ticu和cu基固溶体,cu3p和ticu使接头的剪切强度降低;对于nicrsib钎料,当连接温度为1373k,连接时间为5min时,接头的剪切强度最高为2196mpa;对于tizrnicu钎料,当连接温度为1323k,连接时间为5min时,接头的最高剪切强度为2596mpa;对于agcuzn钎料,当连接温度为1173k,连接时间为5min时,接头的最高剪切强度为1254mpa;对于cup钎料,当连接温度为1223k,连接时间为5min时,接头的最高剪切强度为986mpa;采用tizrnicu

试验采取了染色显微照相、sem和nmr方法研究压延工艺对面团微观结构和水分分布的影响。结果表明：切片染色显微照相和sem观察到,压延25次,面团内面筋充分延展交叠成稳定网络结构;压延次数过多或过少不利于面筋网格结构形成;单向压延,面筋成股平行延展,45°及90°压延面筋网络各方向均一排布;戗面不利于面筋结构的形成。nmr试验得到,压延15次,面团自由水、弱结合水较多,强结合水少;压延25次,面团强结合水增多,自由水、弱结合水减少;压延35次,强结合水更多,结合更强,自由水又重新释放增多。

考察了不同冷轧工艺生产的1050h19电站用空调箔的性能,并结合x射线织构分析和透射电镜微观结构分析结果,讨论了织构及微观结构对深冲性能的影响。结果表明:4种工艺中试样的变形织构均属于典型的cu型织构,不存在再结晶的r织构和立方织构组分,主要织构组分仍为cu织构,但取向密度不同,易开裂者cu织构的取向密度值达160,织构较强,并含有较难变形的织构组分p织构和戈斯织构。经分析可知,由于减少道次压下率和实施中间停留,使得铝箔消除了较难变形的织构组分,减小了cu取向织构的取向密度,宏观上表现为深冲开裂倾向的减小,从而改善了铝箔的深冲性能。

Si对双相不锈钢大型铸钢件性能的影响

通过填加4种不同的焊丝,在焊缝中加入不同含量的si,cu元素,进行了5a02铝合金和镀锌钢板之间异种金属的钨极氩弧焊(gtaw)搭接试验.试验发现cu元素含量高于一定值时,金属间化合物层厚度大于10μm,而当cu元素含量较低时,随着si元素加入量的增加,金属间化合物层的厚度减小,最小约为2μm.当si元素含量大于5%时,抗拉强度接近136mpa.但此时,制约焊缝性能的主要因素是焊缝根部出现的气孔聚集缺陷.另外,si元素的加入还可以改善焊缝与铝合金母材连接处柱状晶区的组织.

制备了sr及ti变质的al-si-zn钎料，并将其应用于6061铝合金的钎焊，研究sr及ti对al-si-zn钎料6061铝合金钎焊性能的影响。结果表明：锌的加入使得钎料熔点由铝硅共晶温度下降至520℃左右。添加少量改性元素sr及细化晶粒元素ti，极大优化了钎料中al—si共晶的形态与分布，同时也细化了钎料中的α-al固溶体。向钎料中添加0．08％ti元素，使得原来al-si-zn-sr-0．04ti钎料钎缝中大块团簇状的铝硅共晶均匀分布于α-al固溶体之间。在6061铝合金钎的焊界面处可以发现较为明显的过渡层，由于钎焊过程中母材元素发生了向钎料中扩散，母材中的锰元素与钎料中的铁杂质生成块状锰铁相避免了针状廖fe的生成。

本文通过干湿循环试验模拟卫生陶瓷模具石膏的工作环境,探究不同工作周期下水分对模具石膏耐溶蚀性、吸水性能及力学性能的影响规律。结果表明:随着循环周期延长模具石膏耐溶蚀性能大幅降低,循环周期从40次增至50次,溶蚀率由9.03%增至12.41%,增幅达37%;吸水率在循环周期50次内呈抛物线形式增长,30次时达到峰值26.34%,50次之后吸水率大幅增加。模具石膏的饱水抗折强度在干湿循环过程中显著下降,由最初的2.67mpa减小至1.71mpa,降幅高达36%。微观结构分析表明:水分干湿循环作用使模具石膏硬化体孔隙率增加,孔径分布粗化,大于50nm的大孔数量显著增加;二水石膏硬化体内晶体呈针棒状结构,晶体之间搭接紧密,经水分干湿循环后二水石膏硬化体晶体粗化,搭接程度降低,晶体结构的稳定性变差。

研究了波浪型倾斜板振动参数对al-6si-2mg合金凝固组织的影响,结果表明:倾斜板的倾角和长度影响合金在斜板表面的流动剪切强度和剪切时间,从而影响合金的组织.当浇注温度为660-690℃时,随着浇注温度的降低,合金晶粒细化和球化,平均晶粒直径为40μm,晶粒平均圆度值为2.5;浇注温度低于660℃时,晶粒有粗化和枝晶化的趋势.倾斜板的振动作用使表面形成的晶核离开表面进入熔体中,有效地减少了晶粒之间的粘连,解决了结壳问题,提高了形核率,细化了组织;随着倾斜板振动频率的提高,晶粒的平均圆度先降低后提高,振动频率为50-60hz出现最小值.倾斜板的波浪形表面对流动的金属具有搅拌作用,增大了熔体内部的剪切作用,使晶粒更加细小圆整.

就硅含量对可锻铸铁的显微组织和硬度的影响进行了研究。实验中设计熔炼了三种不同硅含量可锻铸铁试样,在三个不同温度点,对各铸铁试样分别进行空冷、炉冷、水淬、油淬处理,进而分析得出硅含量对可锻铸铁的显微组织和硬度影响的规律。在空冷和水淬后,可锻铸铁的硬度随硅含量的增加而降低;在炉冷和油淬后,可锻铸铁的硬度随硅含量的增加而升高。

采用金相显微镜和电镜研究了铝锌合金镀层钢板在不同温度条件下使用的镀层微观结构。结果表明:在300~450℃的温度范围内长时间使用,镀层表面颜色虽没有变化,但随温度的提高枝晶裂纹逐渐扩展,扩散生成的al-si-fe合金层逐渐由断续分布到连续分布,厚度增加,以致镀层与钢板基体开裂、剥落,耐蚀性能降低。500℃时,镀层很快全部合金化和氧化变色,镀层鼓泡,完全丧失耐蚀性能。