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TaC与Ta2C的第一性原理研究周寰林1,王鑫1,胡殷1,朱康伟1,邱睿智1,罗文华21. 表面物理与化学重点实验室2. 中国工程物理研究院材料研究所摘 要:TaC和Ta2C是钽在渗碳过程中形成的两种重要的过渡金属碳化物,它们的含量和分布对渗碳层性能有着重要的影响,对二者性质的了解是开展钽表面渗碳改性研究的基础.采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,讨论了TaC和Ta2C的相稳定性,即结构稳定性,机械稳定性和动力学稳定性,使用Voigt-Reuss-Hill近似与Chen的半经验公式得到了二者的弹性模量与硬度,通过电子结构计算讨论了二者力学性能差异的原因,并基于准简谐近似理论获得了二者的热力学性能.研究表明:TaC的硬度为24.7 GPa,高于Ta2C的硬度15.0 GPa,态密度与成键分析......
Ta有机溶剂热处理转变生成TaC的过程 闫志巧, 熊 翔, 肖 鹏, 李江鸿, 黄伯云 (中南大学 粉末冶金国家重点实验室, 长沙 410083) 摘 要: Ta有机溶剂浸渍C/C复合材料经热处理后可制备TaC均匀分布的C/C-TaC复合材料, 采用X射线衍射和扫描电镜技术研究了Ta有机溶剂热处理转变生成TaC的过程. 研究表明: 在热处理过程中, Ta有机溶剂先转变为氧氟化钽(TaO2F)和Ta2O5等中间相; 在1500℃热处理后, Ta全部转变为TaC. 热力学计算表明, C还原Ta2O5生成TaC的温度为1109℃, 与1200℃热处理后TaC的X射线衍射结果一致. 关键词: Ta有机溶剂; C/C复合材料; 热处理 中图分类号: TB332 文献标识码: A Conversion process of Ta organic......
含钽树脂先驱体转变生成TaC的过程研究 赵磊1,黄伯云1,李江鸿1,肖鹏1,熊翔1,张红波1 (1.中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083) 摘要:液相先驱体浸渍法制备的C/C-TaC复合材料可望提高C/C复合材料的烧蚀性能.本研究借助XRD,SEM对含钽树脂先驱体不同温度热处理后物质的成分与形貌进行分析,并结合钽液的DSC-TG曲线揭示了含钽树脂转变生成TaC过程的反应机理.研究表明:含钽树脂中钽液是作为呋喃树脂的固化剂起作用,显著降低了呋喃树脂的固化温度,100℃低温热处理树脂便固化,同时钽液中的TaF5水解生成TaO2F.在真空保护气氛下,温度升高到800℃以上,含钽树脂中的部分TaO2F会分解成Ta2O5和气体TaF5.随后,Ta2O5在1000℃时开始被树脂炭还原化合生成颗粒尺寸＜1μm的TaC颗粒.要控制钽的损失可通过长时间低温处理(室温~100℃)和通无......
Ta2O5-NaF-C体系制备TaC晶须的机理王骏,李国栋,熊翔,张磊中南大学粉末冶金国家重点实验室摘 要:利用Ta2O5-NaF-C混合粉末为原料,采用碳热还原法在石墨表面制备不同形态的碳化钽晶须,利用SEM和XRD对晶须的形貌,结构与成分进行观察与分析,采用热力学计算与实验验证相结合的方法研究不同形貌碳化钽晶须的生长机制.结果表明:TaC晶须存在不同的生长机制,当原料粉末添加量较少时,石墨表面主要生长出圆柱状晶须伴有头部液滴状结构,原料粉末添加量较多时得到规则的四方柱状结构晶须,也存在2种不同形貌晶须并存的情况.圆柱状晶须为VLS(气-液-固)生长机制;四方柱状TaC晶须为VS(气-固)生长机制.在VLS机制中,催化液滴的主要成分为Na Ta O3.关键词:碳热还原;TaC晶须......
液相浸渍C/C复合材料反应生成TaC的形貌及其形成机制 闫志巧1,李江鸿1,肖鹏1,熊翔1 (1.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083) 摘要:采用Ta有机溶剂浸渍C/C复合材料,经固化,热处理制备C/C-TaC复合材料.研究发现:在2MPa浸渍压力下,Ta有机溶剂易于浸渍C/C复合材料和固化;1500℃热处理后,Ta有机溶剂全部转变为TaC,其尺寸细小,结晶度高,呈颗粒状或聚集成团簇均匀分布在热解炭层面上;1800和2000℃热处理后的TaC形貌与1500℃热处理后的相似,TaC颗粒无明显长大现象.Ta有机溶剂转化生成TaC的机理研究表明:热处理过程中,Ta有机溶剂先生成中间相的氧氟化钽,转变为Ta2O5后,再与C还原-化合生成TaC. 关键词:C/C复合材料; 液相浸渍; TaC; 形貌; [全文内容正在添加中] ......
Trans. Nonferrous Met. Soc. China 25(2015) 1194-1199 Effects of TaC on microstructure and mechanical properties of coarse grained WC-9Co cemented carbides Wei SU, Ye-xi SUN, Hai-lin YANG, Xian-qi... carbides with 0-1.0% TaC (mass fraction) were fabricated by HIP-sintering and gas quenching. The effects of TaC on the microstructures and mechanical properties were investigated using scanning electron......
等离子喷涂TaC和NbC涂层的结构和耐磨耐蚀性能陆健,吕晨,吴盾,唐万源,赵晓兵常州大学材料科学与工程学院摘 要:涂层表面的耐磨耐蚀性能对植入体的长期安全性和稳定性有重要影响.采用大气等离子喷涂技术在Ti6Al4V钛合金基体表面分别制备了TaC和NbC涂层,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对涂层的物相组成和表面形貌进行分析,分别用手持式粗糙度仪和维氏显微硬度计测量涂层的粗糙度和显微硬度,采用摩擦磨损试验机考察涂层的耐磨损性能,利用电化学工作站测试涂层的耐腐蚀性能.研究表明:涂层主要由立方相TaC(或NbC)以及少量氧化物组成; TaC和NbC涂层具有微米级的表面粗糙度; TaC和NbC涂层均由平整的层面和部分熔融的颗粒组成,且涂层与基体结合较好,结合强度分别为(47.5±4.6......
纳米结构TaC高温高压烧结体硬度的研究陈海花1,董汇泽1,谢名财1,郑曙东1,李会山1,宋民青1,乔丽1,杨大川1,张小威21. 青海大学2. 青海大学高能加速器研究机构(KEK)物质结构研究所(光子工厂)摘 要:采用国产DS6×800T铰链式六面顶压机技术,对纳米结构碳化钽(TaC)粉末样品进行了高温高压烧结,并进行了物理表征.在加载负荷为29.4N时,烧结压力为3GPa,烧结温度分别为1100℃和1300℃时,测试得到纳米结构TaC烧结体的硬度分别为16.5±0.5和17.2±0.4GPa.当我们把烧结压力升高到4GPa,烧结温度仍分别为1100℃和1300℃时,测试得到烧结体的硬度分别为17.0±0.3和19.2±0.6GPa.说明超高压力更有利于使样品致密化,并同时可以降低烧结温度.为了比较......
不同TaC含量的WC-Co硬质合金微观结构及其力学性能李明圣,弓满锋,廖聪,隋广洲,连海山岭南师范学院机电工程研究所摘 要:本文采用真空液相烧结法,对掺杂不同含量Ta C的WC-Co硬质合金微观结构和力学性能进行了对比分析研究.采用分析天平,维氏显微硬度计,X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(SEM)等,先后分析了不同含量Ta C配比下试样的密度,显微硬度,成份以及微观结构变化情况.结果表明:有无TaC和添加不同含量的TaC,制备的硬质合金试样微观结构和力学性能存在很大差异.没有添加TaC时,生成相中WC晶粒尺寸明显偏大,而添加TaC可以有效抑制WC晶粒异常长大,得到分布较为均匀且晶粒细小的WC-TaC-Co系硬质合金.进一步对比分析发现,添加0.5%TaC对WC晶粒异常长大现象的抑制作用较为明显......
梯度分布TaC界面改性C/C复合材料的微观结构与力学性能李斌,陈招科,熊翔中南大学粉末冶金国家重点实验室摘 要:利用化学气相渗透法在三维细编穿刺炭毡中的炭纤维表面沉积TaC陶瓷界面,通过控制气体在预制体中的流动方向,获得梯度分布TaC界面改性C/C复合材料.研究了材料的微观结构,弯曲性能以及断裂韧性,结果表明:TaC呈层状分布在炭纤维表面,从C/C复合材料表层到内部,TaC陶瓷相的含量呈梯度分布;梯度分布TaC界面改性C/C复合材料的平均弯曲强度为272.6MPa,平均断裂韧性为5.0MPa·m1/2;整体上,沿材料厚度(Z轴)方向,随TaC含量的降低,纤维的拔出长度明显变短;在表层富TaC区,TaC含量对材料断裂行为有较大影响,其表现为:在TaC含量较多的外层,材料断裂为脆性断裂,而在TaC含量较少......
