孟健
,
车平
,
冯静
,
王静平
,
吕敏峰
,
刘见芬
,
武志坚
,
曹学强
功能材料
化合物的导电性包括电子(空穴)导电及离子导电两大部分.新材料的发展已将化合物的电学性质提到了急需研究的位置.随着对化合物电学性质研究的不断深入,发现了许多新现象,新性质和新材料,如氧化物高温超导体,稀土半导体,稀土巨磁阻材料等.这些都是电子(空穴)导电的实际应用.而由于新能源探索需适应保护环境的需要,传统的氧离子和质子导体成了人们的首选研究对象,以开发它们在燃料电池、氧分离膜,催化等方面的实际应用.由于不等价置换,价态变化及氧离子具有大的双电荷与阳离子基体的强相互作用及高迁移率,使得大多数的研究工作集中于化合物的结构畸变分析及精化,试图发现新的结构相或者新的电学材料.
关键词:
晶体结构
,
稀土化合物
,
电学性质
,
半导体
钟兴华
,
许振华
,
张彦飞
,
张江峰
,
陈小龙
,
曹学强
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.05.003
采用高温固相法合成了Nd2CexO3+2x(x=2.0,2.25,2.5,2.75,3.0)复合氧化物,在高温合金基体上采用等离子喷涂制备了该材料热障涂层.XRD分析结果表明Nd2CexO3+2x粉末和涂层均为立方萤石晶体结构.考察了CeO2含量对Nd2CexO3+2x的力学性能(弹性模量、维氏硬度和断裂韧性)和等离子喷涂涂层在1250℃抗热震性能的影响.随着CeO2含量增加,材料的弹性模量降低,维氏硬度和断裂韧性提高.通过提高初始粉末中CeO2的含量,获得了组成接近化学计量比Nd2Ce2O7的涂层,涂层的抗热震性能增强,热循环次数达到1000次以上.Nd2CexO3+2x涂层的失效原因主要是:与金属基体之间热膨胀系数不匹配、粘结层氧化和涂层烧结.
关键词:
热障涂层
,
复合氧化物
,
力学性能
,
抗热震性能
,
二氧化铈
赵宇
,
胥佳颖
,
赵素梅
,
惠宇
,
曹学强
中国稀土学报
doi:10.11785/S1000-4343.20140304
YSZ∶Eu荧光应力测量法是一种新发展的、对于热障涂层应力测量具有诸多优势的方法.针对这种方法在拉应力条件下的应用缺乏实验证据而直接使用外推法的不足,利用应力平衡法研究了YSZ∶Eu内部拉应力与Eu3+荧光峰峰位的关系,验证了外推法的正确性.在不同体积比YSZ∶Eu和α-Al2O3混合烧结块体中,以红宝石荧光法测得的α-Al2O3内部应力为媒介,得到了YSZ∶ Eu内部拉应力.将其与对应的Eu3+荧光峰峰位进行线性拟合,得到了峰位随拉应力频移的系数.分析了实验误差,与压应力荧光频移系数进行了对比,确定了这两种方法得到的结果在误差范围内一致,用实验方法将YSZ∶Eu荧光应力测量法的适用范围扩展到了拉应力环境.
关键词:
YSZ
,
Eu3+荧光
,
应力测量
,
拉应力
,
应力平衡
,
红宝石
牟仁德
,
许振华
,
贺世美
,
何利民
,
曹学强
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.07.017
采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (LZ7C3)热障涂层.研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为.结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X 射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似.通过CeO2 掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7 (LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层.此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因.
关键词:
热障涂层
,
EB-PVD
,
等温氧化
,
La2(Zr0.7Ce0.3)2O7
许振华
,
牟仁德
,
曹学强
,
何利民
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.02.016
采用电弧离子镀方法在镍基高温合金DZ125上沉积NiCrAlYSi涂层,通过对不同氧化时间后Al和Cr原子浓度分布曲线的分析,运用Boltzmann-matano方法,计算了Al和Cr元素在1373K分别加热0.5,2h和5h的互扩散系数,并拟合了这三个时间段的计算结果.结果表明:相同温度下,Al和Cr的互扩散系数分别随Al和Cr的原子浓度增加而增大.随氧化时间的延长,Al的互扩散系数随原子浓度的变化先增大然后基本不变,Cr的互扩散系数则逐渐减小;伴随着元素间互扩散行为的增强,涂层中的Al和Cr向基体扩散,基体合金元素Ni,Co,Mo,Ti和W则向涂层扩散,但涂层中Mo和Ti的含量相对较少.由于元素间互扩散行为,涂层中各元素的含量将趋向于更加均匀.
关键词:
DZ125合金
,
NiCrAlYSi涂层
,
互扩散
,
Boltzmann-matano方法
陈涛
,
惠宇
,
胥佳颖
,
邹兵林
,
曹学强
,
赵修建
中国稀土学报
doi:10.11785/S1000-4343.20160209
8YSZ纳米粉(晶粒度为20nm)在800～1200℃范围内煅烧12h(温度间隔100℃),然后用大气等离子喷涂方法制备相应的涂层.对涂层的相成分、结构、结合强度、弹性模量和热震性能进行了详细分析.分析结果表明:当粉末的煅烧温度高于1000℃时,8YSZ晶粒度明显增大;涂层为双模式结构即熔化区和未熔化区,涂层的密度和熔化程度随温度升高而增加,并导致硬度和弹性模量增大;1200℃煅烧粉末所制备的涂层由于微裂纹或微孔缺陷增加,导致涂层的弹性模量减小.涂层的失效原因主要归因于热膨胀系数不匹配,涂层的热震寿命与其弹性模量呈反比关系.
关键词:
纳米8YSZ
,
大气等离子喷涂
,
热障涂层
,
弹性模量
,
热震性能
,
稀土
王盈
,
邹兵林
,
曹学强
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00548
利用Al-Ti-B4C体系通过燃烧合成辅助铸造法成功制备了TiC-TiB2颗粒局部增强钢基复合材料,研究了Al含量对局部增强复合材料的组织及耐磨性的影响.结果表明,不同Al含量(0～50％,质量分数)的Al-Ti-B4C压坯在约1873K钢液浇注下都能原位反应生成TiC和TiB2陶瓷颗粒,而且钢液都向预制块发生了不同程度的浸渗.压坯内Al含量的变化不仅影响了合成产物的相组成及陶瓷相的分布、尺寸和数量,而且还影响了局部增强区和钢基体界面处陶瓷颗粒的分布状况.随Al含量的增加,合成陶瓷的颗粒大小、数量以及颗粒间的孔隙均变小,产物中形成的金属间化合物的种类和数量增多,且陶瓷颗粒在界面处的梯度分布趋势减弱并最终消失.磨损测试结果表明,复合材料局部增强区的耐磨损性比钢基体显著提高,而且在Al含量为0时为最好,然后依次为含30％Al,10％Al和50％Al的复合材料.
关键词:
燃烧合成
,
复合材料
,
组织
,
磨损
