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Nb掺杂下CaTi2O4(OH)2片状结构的溶剂热制备及光催化性能研究

董伟霞 , 严常青 , 包启富 , 章丝丝 , 罗婷 , 李斌 , 陈世虎 , 李洲

利用无水氯化钙-钛酸四正丁酯-无水乙醇体系,通过掺杂Nb用溶剂热法制备了CaTi2O4(OH)2片状结构.利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和比表面积测试仪(BET)对样品的显微结构和比表面积进行检测分析,并用紫外-可见吸收光度计分析了样品对光的吸收特性,研究掺人不同Nb量对CaTi2O4(OH)2样品的物相结构、微观形貌以及其光催化性能的影响,并考察了不同光源对所制备样品性能的影响.实验结果表明:随着Nb掺杂量的增加,样品的结晶度逐渐增加,当Nb掺杂量为6％时,CaTi2O4(OH)2片状结构结晶度达到最大值75.92％,此时在光源250 nm照射下光催化性能达到最优,进一步增加Nb掺杂量8％,光催化性能随之降低.这主要是样品的结晶度、能级和比表面积减小成为主导因素.

关键词: 溶剂热法 , CaTi2O4(OH)2片状结构 , Nb2O5掺杂 , 光催化性能

粉末冶金TiAl合金热变形行为及加工图的研究

王辉 , 刘咏 , 张伟 , 李洲 , 李慧中 , 王丽 , 杨广宇

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.02.001

采用热模拟压缩试验研究了粉末冶金TiAl合金在温度1000～1150℃、应变速率0.001～1s~(-1)范围内的高温变形特性,发现合金的流动应力-应变曲线具有应力峰和流变软化特性.为了研究TiAl合金在有限应变下的变形行为,基于动态材料模型(DMM)建立起了TiAl合金加工图.试验结果表明,在高应变速率(>0.1s~(-1))变形时,材料落人流动失稳区域,出现表面开裂.这对材料的变形是有害的,要避免在流动失稳区进行热加工处理.而在温度为1000～1050℃,应变速率为0.001～O.01s~(-1)时,功率耗散率η值在35%～50%之间.这个区域对应的变形机制为动态再结晶,适合进行热加工.在高温(≥1100℃),低应变速率(0.001s~(-1))变形时,功率耗散率η达到最大值60%,此时材料发生超塑性变形.

关键词: 粉末冶金TiAl合金 , 加工图 , 热变形机制 , 再结晶

时效温度对2519铝合金组织与力学性能的影响

李慧中 , 梁霄鹏 , 李洲 , 郭菲菲 , 张新明

机械工程材料

采用显微硬度、力学性能测试及透射电子显微镜分析等手段研究了2519铝合金在135～200℃时效时的力学性能与显微组织的变化规律.结果表明:2519铝合金在135,150℃时效响应缓慢,在165,180,200℃时效时具有明显的三阶段时效特征,即欠时效、峰值时效和过时效;随时效温度的升高达到峰值时效的时间逐渐缩短,分别为15,9,6 h;峰值硬度逐渐降低;分别为127,122,118 HV;随着时效温度的升高铝合金的塑性逐渐降低;适宜的时效温度为165℃.

关键词: 2519铝合金 , 时效温度 , 显微组织 , 力学性能

Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金多道次热塑性变形行为

李慧中 , 曾敏 , 梁霄鹏 , 刘咏 , 李洲 , 陈健美

材料热处理学报

采用Gleeble-1500热模拟实验机及光学显微镜和透射电子显微镜研究了Ti-47Al-2Cr-0.2Mo（原子分数,%）合金在2.5 s-1,1050～1150℃,道次保温时间分别为1 min、5 min、10 min条件下的多道次热压缩变形行为及其组织演化规律。结果表明,增大道次变形量,合金软化率增大;随着道次间保温时间的延长,合金软化率逐渐增大;变形及保温温度升高,合金软化率提高。动态和亚动态再结晶是合金发生软化的主要原因。再结晶优先发生于层片晶团边界处。随着变形温度升高,γ晶粒内的孪生增多。经过热压缩变形后,组织被细化和均匀化。位错和孪生是主要的变形机制。

关键词: TiAl基合金 , 多道次热变形 , 静态软化 , 动态再结晶

TiAl基合金的高温塑性变形行为

李慧中 , 李洲 , 刘咏 , 张伟 , 王海军

中国有色金属学报

采用Gleeble-1500热模拟机在变形温度为1 000～1 150 ℃、应变速率为10~(-3)～10~0 s~(-1)的变形条件下,研究Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(摩尔分数,%)合金的热变形行为.利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析合金在不同变形条件下的组织演化规律.结果表明:流变应力随着应变速率提高和变形温度降低而增大;在变形过程中,流变应力随着变形量增大而增大,当流变应力达到峰值后趋于平稳,表明合金在变形过程中发生了动态再结晶;热变形过程的流变应力可采用双曲正弦本构关系来描述,平均激活能为337.75 kJ/mol;从合金的组织演化过程中可以看出,合金中不均匀的原始组织得到明显均匀化,变形后的组织是由α_2/γ层片晶团和γ晶粒组成的双态组织,在α_2/γ层片晶团和γ晶粒的晶界交界处发现分布均匀的B_2相,并且随着变形温度升高B_2相数量逐渐减少.

关键词: TiAl基合金 , 热变形 , 流变应力 , 动态再结晶 , 激活能 , B_2相

预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响

李慧中 , 梁霄鹏 , 郭菲菲 , 李洲 , 焦岩 , 张新明

中国有色金属学报

通过显微硬度测试、电导率测试、拉伸力学性能测试以及透射电镜观察等研究预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响.结果表明:随着预时效温度的升高,2519铝合金到达峰值时效的时间缩短,峰值硬度降低;经135 ℃预时效的合金具有较大的抗拉强度和屈服强度,其强度分别为490和442 MPa,但其伸长率仅为7.0%;经165 ℃预时效的合金具有较好的综合力学性能,其中抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、435 MPa和10.5%;当预时效温度大于165 ℃时,合金电导率随预时效温度的升高而升高;当预时效温度小于 165 ℃时,合金电导率随温度的升高逐渐降低.

关键词: 2519铝合金 , 预时效温度 , 力学性能 , 电导率 , 显微组织

预变形对Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的组织与力学性能的影响

李慧中 , 李洲 , 梁霄鹏 , 郭菲菲 , 孙风蔚

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.02.006

采用显微硬度测试、拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等分析手段,研究了预变形对Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的组织与力学性能的影响.结果表明:时效前的冷轧变形加速了Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的时效进程,提高了时效的峰值硬度,促进Ω相的析出,增加Ω相的数量.随着变形量的增加,合金时效过程中双阶段时效硬化的现象减弱,预变形小于10%时,时效过程中出现明显的双阶段时效硬化特征,预变形大于10%时,时效过程仅出现明显的单阶段时效硬化特征;随着预变形量的增加,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐增加,延伸率逐渐降低.综合考虑合金的强度和塑性,Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的预变形量应为10%～20%.

关键词: Al-Cu.Mn-Mg-Ag合金 , 预变形 , 显微组织 , 力学性能

钙钛氧化物多孔纳米结构的溶剂热制备及热稳定性研究

董伟霞 , 包启富 , 顾幸勇 , 李洲 , 陈馨

人工晶体学报

采用钛酸四正丁酯和无水氯化钙用溶剂热法制备钙钛氧化物多孔纳米结构,考察水热温度对钙钛氧化物多孔结构粉体的影响,通过压片烧成,考察不同烧成温度对钙钛氧化物多孔纳米结构热稳定性的影响。利用X射线衍射( XRD),扫描电子显微镜( SEM),透射电镜( TEM)和差热-热重分析( TG-DTA)等测试对样品的晶相、显微结构和热变化进行分析,通过测试烧成后样品的吸水率和显气孔率等探究对其多孔性能的影响。结果表明：水热温度180℃制备的CaTi2O4(OH)2样品呈现疏松多孔结构。压制成型后在600~1100℃煅烧下,CaTi2O4(OH)2样品材料呈现多孔性,其显气孔率为44.28%。

关键词: 溶剂热法 , 钙钛氧化物 , 多孔纳米结构 , 显气孔率