金属功能材料
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2020年 27卷 2期
刊出日期：2020-04-20
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包覆型镍基催化剂DRM反应研究
杨建锋 曹坤 龚渺 陈蓉 单斌
Ni纳米颗粒是甲烷干重整反应（DRM）中的高效催化剂。然而，当应用于实际条件下的DRM反应时，克服由于烧结和积碳引起的催化剂失活，提高催化剂耐久性是其面临的巨大挑战。该论文通过原子层沉积（ALD）技术制备了不连续包覆的FeOx-Ni复合纳米催化结构，显著改善了催化活性，并有效抑制了DRM反应中的碳沉积。通过精确调控Ni纳米颗粒上FeOx包覆层的密度可以实现最佳的催化性能，在650 ℃下，CH4的转化率由52.21%提高到64.27%。一方面，不连续的包覆结构将Ni表面分隔开，以防止形成碳纳米管钝化催化剂。另一方面，FeOx提供了部分甲烷分解的活性位点，这有利于催化剂活性的提升。同时FeOx的添加，增强了CO2的吸附和活化，减少了碳中间体的形成。Fe含量为0.1%（质量分数） 的FeOx/Ni/Al2O3在650 ℃反应72 h后活性(CH4转化率)仅降低7%，耐久性良好。
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熔盐电解CuO/SiO2制备铜硅合金的研究
周忠仁
以质量比为1:1的CuO、SiO2混合氧化物为反应原料，熔融的CaCl2-NaCl为电解液，在槽电压2.8 V、电解温度700 ℃下，电解5 h制备得到Cu3Si/Si复合物。热力学计算结果表明，在700 ℃下，CuO优先被电解还原生成单质Cu，SiO2在SiO2/CaCl2-NaCl电解质/Cu三相反应界面进行电解还原，生成的单质Si与Cu自发进行合金化反应，生成Cu3Si。新生成的Cu3Si合金作为新的导电集流体，推进SiO2的电解反应。电解产物Cu3Si/Si的微观形貌为粒径在0.1~1.9 μm之间的多孔颗粒堆积，Si颗粒覆盖在Cu3Si合金颗粒表面。
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CaB6的原位反应合成及其热电性能
崔寒立 张忻 叶宇轩 刘燕琴 王杨
CaB6作为一种新型的热电材料，原料丰富且环保。本文以硼粉和氢化钙粉为原料，通过放电 等离子烧结原位反应合成成功制备出了 CaB6块体材料。第一性原理计算结果表明，CaB6呈现金属输运特 性。实验结果表明，CaB6 呈现 n 型金属输运特性。在 373-773 K 测试温度范围内，功率因子随着温度的升 高呈上升趋势，从 2.86×10-3 W?m-1K-2增加到 3.6×10-3 W?m-1K-2，热导率随着温度的升高呈下降趋势，从 11.63 W?m-1K-1减小到 9.06W?m-1K-1，其中晶格热导率占主导，且晶格热导率随温度的变化趋势与理论计算结果 一致。在 1673K 制得的 CaB6样品在 773K 取得最大 ZT 值，达到 0.34。
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稀土在包钢无缝钢管的研究应用与发展
何建中
文章介绍了稀土在钢中的作用及影响因素、稀土在无缝管中应用研究历程、包钢近年在稀土无缝钢管方面开展的研发工作。对典型热采稠油套管、抗H2S腐蚀专用油井管、高强结构管等品种的应用进行了分析，并探讨了包钢无缝管稀土应用开发的方向。
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3D打印钴铬合金在口腔修复领域的研究进展
蔡海娇 廖赞 张艾芳 张宝祥 王振国 陈桂 袁志山 李君涛
本文总结了3D打印钴铬合金技术特点和现状，对比了3 D打印钴铬合金与铸造钴铬合金的性能差异，分析了3 D打印钴铬合金生物相容性研究现状，最后探讨了3D打印钴铬合金在口腔修复领域面临的问题和发展方向。
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时效温度对0Cr15Ni70Ti3AlNb合金组织和性能的影响研究
刘兆东 郑晓 张亚辉 程杰锋 王立民 谭文界 付强
采用相分析、SEM、万能拉伸试验机等手段，研究了不同时效温度对0Cr15Ni70Ti3AlNb合金组织和性能的影响。结果表明：0Cr15Ni70Ti3AlNb合金在不同的时效温度下析出相有MC相、M23C6相以及γ′相。MC和M23C6碳化物在650℃、670℃、690℃时的含量基本保持不变。随着时效温度的升高，γ′相的含量和γ′尺寸不断增加。时效温度从650℃升高到720℃，γ′相含量由4.971%增加至10.744%，γ′相晶粒尺寸由11.0nm增大到38.8nm。在650℃保温14h后，基体内部析出细小的球状γ′相，当时效温度为750℃时，合金内部出现链状的γ′相，当时效温度为810℃和840℃时，合金中存在方形的γ′相。随着时效温度的升高，合金的室温抗拉强度和屈服强度呈现先增高后减小的趋势，当时效温度高于750℃后，室温抗拉强度和屈服强度均迅速下降，时效温度为720℃时，合金的冲击韧性值最小。
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粉末非晶硅制备及其气体氢化和电化学储氢性能研究
杨倩 罗永春 张海民 尤超 杨淞婷
以Li13Si4为原料采用化学去锂化法制备了具有层状结构的非晶硅（a-Si）粉体并对a-Si进行球磨改性，研究了改性前后a-Si在H2中的氢化行为以及氢化处理对a-Si电极在质子传导离子液体中的电化学储氢性能影响。研究结果表明，球磨能明显减小a-Si粉体的颗粒尺寸，但易引入Fe和Cr金属杂质并形成Fe2Si与CrSi2。氢化后的SiHx结构由SiH、SiH2和SiH3三种成键模式组成，氢化时a-Si逐渐发生晶化，当氢化时间≥8h时，a-Si基本完全晶化。球磨改性有助于增加a-Si的初始吸氢量，随氢化时间延长，a-Si的吸氢量逐渐增大，其中经球磨和氢化2h、5h、8h和58h后的a-Si吸氢量分别达0.38wt.%、0.76wt.%、0.91wt.%和3.8wt.%，但后期吸氢速率比较缓慢。a-Si电极在质子型离子液体中具有电化学吸放氢反应活性，但其放电容量偏低（42~163mAh/g），其中球磨和氢化8h的a-Si经20次充放电后具有最大放电容量163mAh/g。球磨改性和适当的氢化处理（8h）有利于提高a-Si电极的放电容量。
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Nb元素添加对75Cr1相变的影响
陈明昕 杨晓江
以圆锯用钢75Cr1合金成分为基础，通过在其中加入质量百分含量0.02%左右的Nb元素，研究Nb元素添加对75Cr1在不同奥氏体化温度下的CCT/TTT曲线变化，分析Nb对75Cr1固态相转变的影响规律。结果表明，铌的添加能够降低过冷奥氏体稳定性，促进钢的珠光体转变，从而提高钢的淬硬性。
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HVAF喷涂WC-12Co涂层的应用研究
雷国财
WC-12Co涂层的组织结构主要取决于喷涂工艺，采用活化燃烧一超音速火焰喷涂 (H VAF )工艺喷涂WC-12Co涂层，结果表明：HVAF涂层孔隙率为0.6% ，表面粗糙度为Ra1.6，HVAF涂层具有较低的孔隙率及表面粗糙度，涂层组织结构更均匀；HVAF过程中，HVAF焰流中WC基本不发生分解的分解，涂层韧性好，开裂韧性为6Mpam1/2，HVAF涂层平均硬度达到1400H V0.3。
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Inconel X-750合金平衡析出相热力学计算
刘兆东 付强 郑晓 谭文界 张亚辉 程杰锋 王立民
采用Thermo-Calc 热力学计算软件，模拟计算了0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的平衡析出相和凝固过程。结果表明：0Cr15Ni70Ti3AlNb 合金的平衡析出相主要包括γ、γ′、MC、M23C6；合金凝固过程中Ti和Nb属于正偏析，Cr、Fe、Si等属于负偏析。Al和Ti是影响0Cr15Ni70Ti3AlNb合金中γ′相的析出温度和最大析出含量的主要因素。MC相的析出温度和最大析出含量主要由C元素决定。M23C6相的析出温度析出量主要由Cr元素决定，M23C6相的析出量主要由C元素控制。0Cr15Ni70Ti3AlNb优化合金成分为C(0.03~0.05%)-Al(0.7~0.9%)-Ti(2~2.25%)-Nb(0.75~0.95%)-Cr(13.5~15.5%)。研究结果可为合金的成分设计和热处理工艺制定提供理论指导。
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基于因子分析理论的固体废物处理和循环利用研究
梁灏
本文根据中国统计年鉴选取了26个省市自治区的共计9个固态废物统计指标，基于因子分析理论对固态废物循环利用进行了研究。研究结果表明，在固态废物和危险废物处理能力方面，东部地区的省市自治区强于中西部地区，但中西部地区相比于往年，利用处理能力提升较多，而在危险和固态废物回收能力方面，中西部稍强于东部地区。本文的研究成果可为固态废除处理提供法律法规和政策制定提供基础资料，具有重要借鉴意义。
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