热处理对Pt-PtRh13薄膜热电偶绝缘层性能的影响及机理分析

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H13热作模具钢失效分析及热处理工艺

H13热作模具钢失效分析及热处理工艺(2009-04-12 18:42:17)转载标签：杂谈H13钢（4Cr5MoSiV1）是国际上广泛应用的一种空冷硬化型热作模具钢。

H13钢具有较高的韧性和耐冷热疲劳性能，不容易产生热疲劳裂纹：而且抗粘结力强，与熔融金属相互作用小，因此广泛应用于热镦锻、热挤压和压铸模具的制造。

失效分析：由于模具使用厂家的不合理技术要求，往往会造成H13模具早期断裂失效。

常见的造成模具早期失效的H13热作模具钢不合理技术要求有：“表面硬度低芯部硬度高；硬度要求过高；表面硬度高芯部硬度低等。

由化学成分分析表明绝大多数批次H13钢化学成分符合标准，仅少数批次的合金元素含量不足。

在生产实践中经常发现一些钢厂生产的H13化学成分偏析严重，模具厂家又未进行合理的锻造和球化退火，经常造成H13钢在热处理过程中或安装使用时断裂。

（1）硬度偏高造成模具早期断裂（2）模具表层硬度太低，产生模具早期龟裂失效（3）模具表面硬度高，基体硬度低，产生早期龟裂失效热处理：H13钢的临界点：Ac1为853℃；Ac3为912℃；Ms为310℃锻造：先缓慢加热到750℃，在快速加热到1120-1150℃的锻造温度，减少氧化和脱碳；始锻温度为1080-1120℃，始锻温度≥850℃，锻后缓冷，并及时退火。

另外要求锻造比大于4. 退火：H13退火用TTT曲线位于淬火用TTT曲线的左侧，过冷奥氏体的稳定性降低，有利于退火软化处理。

等温退火加热到800℃，保温2h，降温至750℃等温2-4h，炉冷到500℃出炉空冷，硬度为192-229HBS，锻后必须立即进行球化退火。

淬火和回火：淬火前二次预热，1040±10℃淬火，540±10 ℃回火,获得回火马氏体加碳化物组织,硬度HRC46～50 ,可满足热作模具钢的性能要求。

通过改进H13 钢的冶炼方法和合理的锻造工艺来保证模具用材的要求, 适宜的热处理工艺确保H13 钢具有良好的综合力学性能, 正确的使用操作方法更有利于提高其使用寿命。

热处理对H13模具钢的性能影响分析

热处理对H13模具钢的性能影响分析【摘要】本文分析了预备热处理工艺、回火温度及深冷处理对H13模具钢的性能和模具寿命的影响，研究证明，对成分偏析且锻造不足的H13钢，适当提高回火温度可在一定程度上减少带状组织，对该种钢材热处理前进行扩散退火+球化退火预先热处理，能更有效改善其金相组织，较大幅度提高材料的冲击韧度；深冷处理后，残余奥氏体转变为马氏体，同时碳化物分布更加细小、均匀，可进一步提高H13钢的力学性能。

【关键词】热处理；H13；模具寿命1 引言H13钢是一种典型的热作模具钢，具有良好的热强性、红硬性、较高的韧性和抗热疲劳性能及抗热裂能力，是一种强韧兼有的空冷硬化型热作模具用钢，适用于制造压铸模、挤压模、热切边模、热锻模具等。

由于H13钢良好的性价比及工艺性能，目前该钢种已成为国内外应用最广泛的热作模具钢种之一。

为了充分发挥H13 钢的优异性能，钢坯在热处理前都必须严格按工艺要求进行锻造，要求总锻造比≥3，内镦粗比>2，通过多次镦粗和拔长，以达到提高锻件致密度，改变锻件流线方向，改善碳化物的均匀分布状况的目的。

由于冶金品质和锻造工艺没有达标，部分国产H13钢会出现成分偏析、带状组织严重等现象。

用此类材料制造的模具，经常规工艺处理后，常常出现早期失效。

因此，有必要改善热处理工艺。

在此次研究中，通过改进预备热处理及淬火、回火工艺，探讨热处理工艺改进对H13 钢显微结构和力学性能的影响。

2 实验与数据采集实验选用某厂生产的H13钢试样，经测定，其化学成分（质量分数，%）为：0.40C，0.87Si，0.28Mn，0.021S，0.018P，5.0Cr，1.25Mo，0.92V，成分符合GB1299-1985 标准，未经热处理时硬度检查为15HRC，冲击韧度为18.5J/cm2。

金相检验结果显示（见图1），组织中存在严重的成分偏析及带状组织。

将材料制成标准U型缺口试样，放入充有氩气保护气氛的密封石英玻璃管中，在箱式炉中进行加热。

热处理工艺对(111)取向Pt薄膜物相与结构的影响

Ｅｆｃｆｅｔｒａｍｅｔｒｃｓｉｇｏｈｓｓｎｃｏｔｕｔｒｓｆ１１ｆｅｔａｅｔｎｏｅｓｎｐａｅｄｍｉｒｓｒｃｕｅ（１）ｏｈｔｐｎａｏ
ｏｉｎａｉｎｐｒｆｒｎｃｌｓｒｅｔｔｏｅｅｅｅＰｔｆｍｉ
一
定量的取向Ｐ，保温４ｔｈ时，薄膜中只存在ＰＰ相。本实验为制备（１）强烈取向Ｐ薄膜开拓了一条新的工艺及方法，同ｒｔ１１ｔ
时为控制Ｐ薄膜的结构与性能、进行开发应用提供了实验依据。ｔ
关键词：Ｐ薄膜；（１）取向；射频磁控溅射：热处理工艺：ＰＰ相ｔ１１ｒｔ中图分类号：Ｔ４；Ｂ１Ｂ３Ｔ３
ＡｂｔａｔＴｋｎｒｌａｕｅｙｒｓｏｇｙ（１）ｒｎｅｔｌｅｅｐｅａｅｎｇａｓｕｓｅｙＲＦｍａｎｔｎｓｕｔｒｇｓｃ：ａｉｇｍｂｆｒａｅ，ｔｎｌ１１ｏｅｔＰｍｓｒｒｐｒｄｏｌｓｓｂｔｓｇｅｏｔｉ．ｒＰｆｉｓｌｒｉｄｆｉｗｍｔｂｒｐｅｎＯｈａｉｏｔｄｉｇｔｅｉｆｅｃｓｏｎｅｌｇｔａｎｎ（）ｐｅｅｅｒｎａｉ，ｔｅｅｅｔｏｎｅｌｇｔｓａｄｎｔｅｂｓｓｆｓｙｎｎｕｎｅｆａｎａｎｒｔｔｏ１ｒｆｒｄｏｅｔｏｈｆｃｆａｎａｉｍｅｎｕｈｌｉｅｍｅ１１ｉｔｎｎｉ
ｔｍｐｒｔｒｎｐａｅｎｃｏｔｕｔｒｓｆｔｒｆｍｓｙｕｉｇＸＲＤｎＥｃｎｑｅｓｉｖｓｉａｅ．ｈｅｕｔｉｄｃｔｄｔａｅｅａｕｅｏｈｓｓａｄｍｉｒｓｒｃｕｅ／ｌｓｎｏＰＰｉｂａｄＳＭｔｈｉｕｓｅｗａｅｔｔｄＴｅｒｓｌｉａｅｔｎｇｓｎｈ

模具材料H13的性能与工艺1

模具材料H13的热处理工艺与性能
东南大学陈锋
1、H13的特性
全铝高速列车车体
铝型材广泛应用于建筑、汽车、船舶、航空、航天等各个领域，尤其在高速列车方面的发展尤为突出，铝合金车体型材多为铝合金经过热挤压制造而成，因此对热挤压模具提出了要求。
列车车体的形状非常复杂，在各个位置处需要型材的形状差异很大，因此需要大量形状复杂的热挤压模具。
经正火+等温球化退火工艺处理的样品，带状偏析明显改善；网状碳化物链得以消除；碳化物球化程度较好；组织评级为AS2级；碳化物颗粒较小硬度相较于其他退火工艺要高；测得的硬度满足标准，也能满足切削加工的要求。
3.2 淬火+回火工艺对组织和性能的影响
1040 ℃ 1030 ℃
1050 ℃
570 ℃ 580 ℃ 590 ℃
570℃
一次
二次
49.0
48.4
5.64% 4.33%
570℃
一次
二次
49.3
48.1
6.03% 4.43%
570℃
一次
二次
49.7
48.6
7.51% 5.46%
1030℃
580℃
一次
二次
49.0
47
5.26% 3.73%
1040℃
580℃
一次
二次
48.7
47.4
5.87% 3.96%
1050℃
580℃
Intensity
(a) ◆
◆M C 23 6
▲MC ●M C
2
▲◆ ◆▲ ◆ ◆
●
◆◆ ◆ ▲
◆ ◆ ◆▲ ◆▲◆◆
30
40
50

热处理对H13钢组织性能的影响

寸过小，与基体共格崎变不大，硬度值不高；但如果保持时间
过长，特殊碳化物长的过大，又会使硬度降低。通常对于一种
图（６）８刚℃退火＋１０２０咖冷Ｊ｛卒火图（７）８６０℃退火＋１０２０℃（油冷）
＋２５００Ｃ回火１２０００ｘ
＋５００℃回火５００ｘ
３结论４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶｌ钢在１０００—１０５０℃淬火合适，过高、过低的淬
（上接第２９８页）具轨迹向上多ｆ＃４１：Ｎ８＃２２＝＃１ｌ＊ＴＡＮ［＃３１：
Ｚ向上升（撑１ｌ＋＃１２）后，切点（前后斜面）在Ｙ方向变化值。Ｚ向上升（＃ｌｌ＋舞１２）后，切点（左右斜面）在Ｘ方向变化值。
Ｎ９群２３＝＃９一舟２２：ＮｌＯ＃２４＝＃１０一＃２１：Ｎ１ｌＣＯｌＺ卜一＃５＋＃１１１Ｆ１０００；
圃
ｔ０００
１０１０
１０２０
１０３０
＇蛳
淬火温度℃
１０５０
巨圈图（１）Ｈ１３钢不同温度空冷淬火
ｓ６５
量ｓ８Ｄ魁晕５ｓ５
图（２）Ｈ１３钢不同温度油冷淬火２ＳＥＭ、ＴＥＭ观察与分析４ｃｒ５ＭｏＳｉＶｌ钢经１０２０℃淬火后，获得马氏体＋残余奥氏体＋未溶碳化物组织如图（６）所示，未溶碳化物主要为Ｍｏ、Ｖ的碳化物，由于这些碳化物固溶温度比较高，因此，只有保证足够高的淬火温度和足够长的保温时间才能保证充分固溶．而事实上这些未溶碳化物对回火过程中碳化物的非自发形核起很大作用。用透射电子显微镜分析发现，淬火温度为１０２０。Ｅ时，它还是针状与板条状马氏体的混合组织，其中板条状马氏
５００
５５０
Ｂ００
６５０
７００
回火温度℃
１３钢不同温度回火后的抗拉强度值曲线
臣三盈
具有二次硬化现象的钢，为了获得最高的硬度值。有一最住的回火温度范围，而回火时间则随同火温度的增高相应缩短。热模具钢应避免在出现二次硬化峰的温度范围内同火。而采取高于二次硬化峰的温度同火。为了使一次回火过程中残余奥氏体转变产生的马氏体充分回火，一般采用二次到三次回火。

H13钢的表面热处理

H13钢的表面热处理--------------------------------------------------------------------------------压铸模具的使用寿命决定于很多因素：模具设计的合理性，模具材料选择正确性，模具机械加工和热处理工艺的合理正确制订，当然还应涉及模具的使用条件和维护。

其中模具材料的质量和热处理是相当重要的关键因素。

热处理应包括整体工件的热处理和工件的表面改性。

相关的标准主要有北美压铸协会标准、法国汽车工业会、德国钢铁协会、材料协会和压铸协会的标准，还有通用汽车、福特汽车的推荐标准等。

对H13钢整体热处理和检测十分重要, H13钢锻模和铝合金压铸模的表面改性目前主要在以下两个方面：（1）铁素体氮碳共渗和硫氮碳共渗技术（2）PVD涂层技术。

国内外在这两方面进行的研究论文有了发表，但具体工业应用报导不多。

专门从事材料表面改性技术的法国HEF集团在一些国际性会议上以论文形式报导了H13钢表面改性工业应用的实例，同时艾福表面处理技术（上海）有限公司（HEF Shanghai）结合舍福表面处理技术有限公司（TS Shanghai）的实践汇同国外的相关文献（尤其是NADCA 的专家和Case Western Reserve 大学教授的工作）作一定描述。

国内普遍认为，热疲劳发生龟裂损伤和热磨损是热作模具失效的两大主要原因。

这方面，国外的相关文献叙述得十分明确：模具的损坏和限制模具寿命上升的三个机制为：1)液态金属铝的粘焊（soldering）和化学冲蚀损伤。

2)磨损和腐蚀。

3)热疲劳开裂。

其中1)是最重要的失效机制。

他们提出采用铁素体氮碳共渗和离子氮化能显著提高工具钢的模具寿命。

国内有关铝熔损的试验指出，当模具材料硬度为45HRC时，未表面处理的铝熔损率高达54.90％时，当采用盐浴硫氮碳共渗，其熔损率仅为0.10％，当采用盐浴氮碳共渗（软氮化）后在加上PVD处理时，熔损率更明显降低至0.10％。

热处理温度对Pt—WO3薄膜结构和氢敏性能的影响

ｏｔｕｔｒｌＭｅｈａｉｓｆＳｒｃｕａｃｎｃ，ＣｈｎａｅｆＥｎｉｅｒｎｙｉｓ，Ｍｉｎｙｎ２００，Ｓｃｕｎ，Ｃｈｎ）ｉａＡｃｄｍｙｏｇｎｅｉｇＰｈｓｃａａｇ６１０ｉｈａｉａ
ｔａｈ；Ｏ３ｈｉｉｍｓｗｈｉｈａｎｅｌｄｂｌｗ０ｈｔｔｅＰｔＷｎｆｌｔｃｎａｅｅｏ４０℃ ａｅａｒｍｏｒｈｏｎｄｈｖｏｄｏｇｎｓｎｓｐｕｓａａｅｇｏｄｈｙｒｅ — ｅ —
ＨｙｒｇｎｓｎｉｇＰｒｐｒｉｓｏ — Ｏ３ＴｈｎＦｉｍｓｄｏｅ — ｅｓｎｏｅｔｅｆＰｔＷｉｌ
范小花唐一科侯长军范，，，
瑛。
（１重庆科技学院安全工程学院，重庆４０４；２重庆大学，００２重庆４０３；３中国工程物理研究院结构力学研究所，０００四川绵阳６１０）２００
影响，当含量为５质量分数），ｔ％（时Ｐ — 。膜的氢敏感性能较好。ｗ０薄
关键词：敏性能；处理温度；ｔＯ薄膜；构氢热Ｐ— 。Ｗ结
中图分类号：Ｏ１６１Ｔ３．文献标识码：Ａ文章编号：０１４８（０８０ —０７０１０－３１２０）７０４ —４
维普资讯
热处理温度对Ｐ— Ｏ薄膜结构和氢敏性能的影响ｔＷ。

热处理温度对氧化铟薄膜特性的影响

热处理温度的不同对薄膜相结构、电阻率、电阻．温度特性及ＣＯ气敏特性的影响，热处理时间均为１０ｎ２ｍｉ。
缪劳耪男２１３０２０
嚣翮……ｐｔ强…… ｍ态ｅｅｖｎｅｌｏ
３、一氧化碳气敏特性
图４示为６０Ｃ和８０Ｃ热处理样本的灵敏度．度曲所０ｏ０ｏ温
对比Ｉ２薄膜的灵敏度．ｎ０３温度曲线与电阻一温度曲线，可
以看出，Ｉ２３膜对０的化学吸附是其具有Ｃｎ０薄２Ｏ气敏效应的
基本前提。在较低温度段，０２ｎ０薄膜表面的吸附形式以在Ｉ２３物理吸附为主，未与薄膜发生电子交换，因此在较低温度段没
大；薄膜对ＣＯ气体具有良好的气敏特性，热处理温度为６ ∞℃时，薄膜对ＣＯ气体灵敏度达到最大值。
关键词：相结构；电阻一温度特性；气敏特性中图分类号：Ｂ３Ｔ４
收稿日期：２１一２６０２Ｏ一Ｏ
文献标识码：Ａ
文章编号：１０ — ８Ｘ２１） — ０６０６８３（０００～４００２３
作温度为４０Ｃ。可以０。看出，灵敏度随着浓度的升高而显著增大，在Ｃ浓度为Ｏｌ０ｐｍ时，Ｏ０ｐ灵敏度分别达到４３６０Ｃ处．（０。热
理样本）和３８０Ｃ．０。ｏ（
热处理样本）同时还。
起辉形成稳定的离子束；当真空度稳定在２１。ａ右时，打开挡板进行溅射镀膜，溅射功率为３Ｗ，溅射时 ×０Ｐ左０

前驱体加热温度对Pt—Ir合金薄膜的成分与沉积速率的影响

Ｋｕｍｉｇ，Ｙｕｎｎ６０９ｎｎｎａ５０３，Ｃｉａ；２ｈｎ．ＹｕｎｎＫｅａｆＰｅｉｕｔｌＭａｅａｓｎａｙＬｂｏｒｃｏｓＭｅａｓｔｒｌ，ＫｕｍｉｇＩｓｉｔｆｉｎｎｎｔｕｅｏｔ
ＩｆｕｎｃｆＨｅｔｎｇ－ｕｍｐｅａｕｅｏｅｕｒｏｓｏｍｐｏｉｉｎａｎｌｅｅｏａｉ－ｐＴｅｒｔｒｆＰｒｃｓｒｎＣｏｓｔｏｎｄ
ＤｅｓｔｏｔｆＰｔ— ＩｌｙＦｉｓｐｏｉｉｎＲａｅｏ — ｒＡｌｏｌｍ
２１００年２月
贵金属
ＰｅｉｕｔｌｒｃｏｓＭｅａｓ
Ｆｂ．２．１Ｎｏ１
前驱体加热温度对Ｐ —Ｉ合金薄膜的成分ｔｒ与沉积速率的影响
陈力，胡昌义，蔡宏中，王云
ＣＨＥＮｉ一，ＨＵａｇｉ，，ＣＡＩＨｏｇｈｎＬＣｈｎｙｎｚｏｇ，ＷＡＮＧｎＹｕ
（．ＦｃｌｆａｅａｎｅａｕｇａＥｇｅｒｇｕｍｎｎｅｓｙｏＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｙ１ａｕｔｏｔｉｓｄＭｔｌｒｃｌｎｉｅｉ，ＫｎｉｇＵｉｒｔｆｃｃｎｅｈｏｏ，ｙＭｒｌａｌｉｎｎｖｉｅｇ
ｓｉｈｗｅａａｏｓｂｅｔｒｄｃｔｒａｌｙｆｍｓｙＭＯＣｕｔｓｏｄｔｔｉｗｓｐｓｉｌｐｏｕｅＰ —ＩｌｌｓｈｔｏｏｉｂＶＤ．Ｔｅｃｍｐｓｉｎａｄｄｐｓｔｎｈｏｏｉｏｎｅｏｉｏｔｉ

热处理对全氟离子交换膜性能的影响

文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１４)增刊(Ⅱ)Ｇ９Ｇ０７热处理对全氟离子交换膜性能的影响∗王㊀婧１,杨淼坤１,张㊀恒１,张永明２(１．山东东岳高分子材料有限公司,山东淄博２５６４００;２．上海交通大学化学化工学院,上海２００２４０)摘㊀要:㊀全氟离子交换膜(P F I E M)是质子交换燃料电池和离子膜氯碱工业的关键材料,在燃料电池㊁氯碱行业㊁钒电池等方面应用广泛,是目前无可替代的关键部件之一.它的结构与性能直接关系着电池或电解槽的性能好坏.热处理作为一种传统工艺过程,简便易行,广泛用于全氟离子交换膜性能的研究.从离子膜的不同性能出发,分别阐述了热处理对质子电导率㊁甲醇透过率㊁力学性能㊁选择渗透性等性能的影响,并总结了目前这方面研究的特点与发展方向.关键词:㊀全氟离子交换膜;热处理;质子电导率;甲醇透过率;力学性能中图分类号:㊀O６３１;T Q３１７文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１４．增刊(Ⅱ)．００２１㊀引㊀言全氟离子交换膜主链为聚四氟乙烯结构,支链是端基为磺酸基团或羧酸基团的全氟乙烯基醚结构.C F键长较短,键能高,且富电子的F体积比H大,可极化度小,通过分子的链旋转可以使氟原子紧密覆盖在C C主链周围,形成低表面能的氟原子保护层,因此全氟离子交换膜具有较高的力学强度㊁优良的热稳定性和化学稳定性能[１Ｇ３].在１９６２年,美国杜邦公司(D u P o n t)首先开发出的全氟磺酸离子交换膜,商品名为N a f i o n,分子结构如图１(a)所示,应用于宇航开发的燃料电池内,开创了全氟离子交换膜应用的先河[４].但全氟磺酸离子交换膜的阻隔氢氧根离子性能较差,在氯碱行业的电流效率达不到实际要求.直到１９７５年,日本旭硝子公司(A s a h iG l a s s)开发出了全氟羧酸离子交换膜,商品名为F l e n m i o n,分子结构见图１(b).全氟羧酸离子交换膜对氢氧根离子具备很好的阻隔性能,可以解决全氟磺酸离子交换膜的问题.将全氟磺酸离子交换树脂和全氟羧酸离子交换树脂熔融挤出制备的复合膜可以同时得到较低的膜电阻和较高的电流效率,目前一直沿用这种方法[５].虽然全氟离子膜有着其它高分子材料无法比拟的结构与性能,但由于含氟化合物的合成需要繁琐的合成步骤,且树脂的合成方法长期被美国与日本垄断,研究者们主要集中于对N a f i o n膜性能的改善,比如提高全氟磺酸膜的质子电导率㊁降低甲醇透过率等.N aＧf i o n膜在燃料电池领域的研究早已成为热点[６Ｇ１０],但对氯碱行业而言,离子膜的研究则相对很少.图１㊀N a f i o n树脂(a)与F l e n m i o n树脂(b)的分子结构示意图F i g１T h e m o l e c u l a rs t r u c t u r eo fN a f i o n r e s i n(a)a n dF l e n m i o n r e s i n(b)㊀㊀热处理是一种简便易行的方法,且对高聚物的聚集态结构及性能有着重要的影响１１Ｇ１５].比如,热处理可以使纤维材料的部分链段解取向,从而获得赋予纤维弹性.许多科研工作者对全氟离子交换膜也进行了热处理研究[１６Ｇ１７].例如,H型N a f i o n膜玻璃化转变温度(T g)为１０９ħ[１８Ｇ１９],当加热到T g以上,膜内部结构发生变化.在N a f i o n涂覆膜存有胶束,磺化交换位点位于胶束的外部,热处理可以使内部结构重新排布,胶束发生倒转,磺化位点位于胶束内部[２０].T h o m a s 等[２１]对此作了类似报道,当加热到玻璃化温度以上时,涂覆膜的内部微胶束结构可以发生倒转.反相后的涂覆膜,使原先位于微胶束外部的磺酸基团倒置在微胶束内部(如图２所示),减小孔洞体积,导致离子电荷密度增加,从而增加涂覆膜的物理稳定性与选择性能.本文从热处理对全氟离子交换膜性能角度出发,总结近些年国内外研究者对这方面的科研工作,重点阐述热处理对质子电导率㊁甲醇透过率㊁力学性能㊁选择渗透等性能的影响(如图３所示).２㊀热处理对全氟离子交换膜性能的影响２．１㊀热处理对质子电导率的影响膜电导率就是用于表征膜传导电流的能力大小的参数.当全氟离子交换膜在质子交换膜燃料电池(P E M F C)㊁直接甲醇燃料电池(D M F C)等中应用时,通常称为质子电导率,它很好地反映出膜对H＋的传导能力,是全氟离子交换膜一个非常重要的性能指标. L u a n等[２２]用溶液涂覆的方法制备了全氟磺酸离子膜,分别在１５０~２３０ħ温度下热处理,缓慢冷却后９王㊀婧等:热处理对全氟离子交换膜性能的影响∗基金项目: 十二五国家科技支撑计划资助项目(２０１１B A E０８B００);科技部国际科技合作资助项目(２０１１D F A５２１１０)收到初稿日期:２０１４Ｇ０３Ｇ０３收到修改稿日期:２０１４Ｇ０７Ｇ１０通讯作者:杨淼坤,EＧm a i l:y m k j１３１４＠１６３．c o m 作者简介:王㊀婧㊀(１９７９－),女,山西大同人,高级工程师,博士,主要从事含氟材料加工及结构与性能关系方面研究.得到样品.研究发现,随着热处理温度的升高,离子膜的质子电导率也同时升高.这是因为热处理可以促使原先包埋在主链笼形结构中的磺酸基团迁移出来,从而侧链之间可进一步通过静电作用力聚集形成离子簇,与此同时,侧链的自由运动可以使离子簇有序化程度提高.温度越高,所形成的离子通道愈宽阔,更便于质子通过,最终导致质子电导率升高.图２㊀全氟离子交换膜微胶束结构随温度变化示意图F i g ２As c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e c h a n ge o fm i Ｇc e l l a rs t r u c t u r eof p e r f l u o r i n a t e di o ne x c h a n ge m e m b r a n e sw i t h a n n e a l i n g t e m p e r a t u r e i n c r e a s Ｇi n g㊀㊀但在J u n g 等[２３]研究工作中并没有得出随热处理温度升高,质子电导率一直升高的结论,而是存在一个合适的临界温度.在温度高于该值时,电导率反而开始下降.J u n g 等主要使用N a f i o n １１７制得膜电极组件,并将N a f i o n １１７膜分别在１１０,１３０,１５０和２００ħ温度下进行热处理,在１３０ħ时出现电导率最大值.因为温度升高有助于分子链运动,从而有利于离子簇的形成.与此同时,聚合物的结晶度也将随之增大,结晶会限制分子链的运动,从而出现一个峰值.根据J u n g 等的研究,该温度出现在玻璃化转变温度附近,此时离子膜表现出最强的电导性能.H e n s l e y 等[２４]则通过热处理方法对Na f i o n 膜不同批次以及不同厚度的样品进行了研究.研究表明,热处理提高了所有样品的质子电导率,减小了所测样品的电导率标准差,并且各种样品电导率趋于一个平均值(９０．４m S /c m ),各种全氟离子膜之间的差异在减小,说明热处理有助于离子膜达到一种均衡的状态.在燃料电池实际应用中,较薄的离子膜可以保证从阴极到阳极之间有充足的水分逆扩散,从而有利于水分的平衡,而且有着较高的离子传导能力和较低的离子阻抗性能.但这一切都离不开对较薄离子膜的热处理步骤,否则,厚与薄离子膜性能之间的差异仍然很明显.从此项研究也充分体现出热处理对离子膜结构的变化及性能的影响有着重大作用.图３㊀本文综述构架示意图F i g ３As c h e m a t i c r e pr e s e n t a t i o n o f t h e r e v i e w a r c h i t e c t u r e ２．２㊀热处理对甲醇透过率的影响膜的甲醇透过率用来衡量全氟离子交换膜阻隔甲醇的能力,当全氟离子交换膜吸水溶胀后,其内部会形成相互连接的富水离子簇网络,且随含水量的增大,离子簇合并,数量减少,体积增大[２５],如图４所示,更便于小分子的通过.甲醇分子小,极性强,与水分子有着相当大的亲和力,伴随着电场下水分子由阳极向阴极传递,甲醇的渗透也会同时发生[２６Ｇ２７].当甲醇到达阴极,会与氧直接反应而不产生电流,这种问题不仅造成燃料的浪费,而且影响阴极的正常反应,导致电池效率降低[２８].W o n g ya o [２９]和A h m a d 等[３０]报道了甲醇在D M F C 运行过程中由阳极渗透到阴极,导致了铂(P t)催化剂的电极催化能力失活和燃料效率降低.可以看出,对于直接甲醇燃料电池(D M F C )而言,阻醇性能尤为重要.如何提高质子交换膜的阻醇性能,一直是一个研究重点.T h i a m 等[３１]研究了热处理对P d ＧS i O ２/N a f i o n 复合膜甲醇透过率的影响,研究结果如图５所示.随着热处理温度升高,在１２０~１６０ħ范围内甲醇透过率逐渐降低,这是因为热处理引起复合膜的自由体积减小,交联密度增加,使膜结构更加密实,吸水率降低[３２],同时质子电导率与甲醇透过率同样降低,但在１８０ħ时,甲醇透过率反而升高.可能甲醇透过率性能对热处理温度的选择存在一个优化条件,这方面还应加强对最优化条件的选择以便得到最好的电池性能.０１２０１４年增刊Ⅱ(４５)卷图４㊀随含水量的增大,离子簇数量与体积的变化[２５] F i g４E v o l u t i o no f q u a n t i t y a n dv o l u m eo fc l u s t e r sw i t h i n c r e a s e dh y d r a t i o no f n a f i o n i o n o m e r s[２５]图５㊀甲醇扩散系数随热处理温度的变化[３１]F i g５M e t h a n o l d i f f u s i o n c o e f f i c i e n t o f c o m p o s i t em e m b r a n e s a n n e a l e d a t d i f f e r e n t t e m p e r aＧt u r e s[３１]㊀㊀D e L u c a等[３３]将５％(质量分数)聚乙烯醇(P V A)水溶液与５％N a f i o n的乙醇水溶液按照不同质量比混合制得N a f i o n/P V A共混膜,并在１２０~２５０ħ之间对共混膜进行热处理,同时对N a f i o n１１７与N a i o n溶液涂覆膜进行了对比研究.热处理后的共混膜(５％(质量分数)P V A)甲醇透过率普遍低于未经热处理的N aＧf i o n１１７膜,在２３０ħ处达６．５ˑ１０－７c m２/s最低值.对于５０％(质量分数)P V A共混膜,甲醇透过率随热处理温度升高呈近一个数量级的降低,由２．４ˑ１０－７降低到４ˑ１０－８c m２/s.此外,在L u a n等[２２]的研究中表明,甲醇不仅可以通过离子簇进行运输,而且可以通过全氟磺酸主链结构所形成的疏水结构,虽然热处理温度升高可以扩展离子通道,但同时也减小了疏水区域的自由体积,综合作用下导致甲醇透过率降低.２．３㊀热处理对力学性能的影响N a f i o n熔融挤出膜相对N a f i o n溶液涂覆膜研究较少,对N a f i o n溶液涂覆膜的研究较为广泛.N a f i o n 溶液涂覆膜的力学性能明显低于N a f i o n熔融挤出膜,科研工作者采用各种方法改善涂覆膜的力学性能,热处理是常用方法之一.M o o r e等[３４]比较了 r e c a s t 与 s o l u t i o nＧp r oＧc e s s e d 两种膜的化学性质.前者由N a f i o n的乙醇水溶液在室温下挥发而得,后者由第二种有机溶剂不断补充到乙醇水溶液中在较高温度(１２０~１９０ħ)下挥发而得.经过高温处理后,两者表现出截然不同的化学性质.原来的溶液涂覆膜呈脆性,力学性能较差,在室温下的多种极性有机溶剂中也是极易溶解的[３５].该膜在不同的高温下获得时,具备了熔融挤出膜较好的化学与物理性能,在低于２００ħ条件下不易溶解.可以说这一高温热处理过程增强了溶液涂覆膜的化学与物理性能.同时,研究中表明高温下的涂覆膜拥有结晶结构,而低温下制备的涂覆膜不曾有数据表明具备结晶的性能.N a f i o n涂覆膜除了在许多有机溶剂中易溶解外,对于H型涂覆膜,当其完全水化后会变得非常脆,从基底表面揭下时都会造成破裂.W e r n e r等[３６]将H型涂覆膜在高于１３０ħ下热处理至少１５m i n可以增加膜的力学性能,将样品再放回水中,发生再水合作用后仍可保持很好的力学性能,不易破裂.但是不足之处是膜表观会呈褐色,即使用３０％H N O３处理仍不会褪色.同样方法处理N a型涂覆膜,即使在２００ħ下热处理,仍然易碎,力学性能没有明显提高.除此之外,作者还研究了涂覆膜的应力Ｇ应变曲线,对于未经过热处理的样品,涂覆膜的应力Ｇ应变行为类似于脆性材料,断裂伸长率较低,较小的拉伸力即可满足断裂.经热处理后,在应力Ｇ应变曲线可以观察到屈服点,在高于１３０ħ下热处理后,屈服范围明显变宽.高于１３０ħ的热处理可以明显改善涂覆膜的力学性能.由于全氟离子膜有着优异的化学惰性和较高的质子电导率,它已被广泛地用于聚合物电解质膜燃料电池(P E M F C)中.但当使用温度高于８０~９０ħ时,膜性能会明显降低,使得在燃料电池大约１００ħ工作环境下难以应用.为了增强全氟离子膜的热稳定性,提高其工作温度,A l b e r t i等[３７]研究了一种新的热处理方法,在热处理剂(二甲基亚砜D M S O或磷酸三丁酯T B P)存在时,不需要在较高温度(１６０~２００ħ)下热处理即可提高膜的力学性能,而不使用热处理剂(质子受体溶剂)时,即使在１４０ħ下热处理时间非常长,也不会起到理想的热处理作用.力学性能之所以得到提高是因为温度在高于T g情况下热处理,结构中的非晶相形成物理交联,使全氟离子膜内部形成了大量的半结晶相,如图６所示,力学性能得以提高.膜密度是材料的一个基本物理性能.２０世纪７０年代末,T a k a m a t s u等[３８]对此进行了研究.Z o o k 等[２０]则进一步研究了热处理对膜密度的影响.本文采用静水称重法测定N a f i o n湿膜密度.未经酸处理的膜在水中密度试验结果如表１所示,涂覆膜在经过１h的热处理后密度增大约２０％,且与商品膜密度相似.接着,作者又比较了经H N O３酸化处理２４h后在１１王㊀婧等:热处理对全氟离子交换膜性能的影响水中的膜密度.热处理时间在０~３０m i n内,膜密度分布在１．６５~１．７５g/c m３之间,当在４０~６０m i n时,密度在１．９５~２．０３g/c m３,与商品膜热处理的(２．０５ʃ０．１７)g/c m３接近.所以对于涂覆膜采取足够的热处理时间(ȡ４０m i n)可以明显提高膜密度.当在乙腈溶液测试涂覆膜密度时有类似结果,热处理膜密度仍然高于之前.除此之外,作者也进行了涂覆膜溶解性的研究.经酸处理过的未热处理的涂覆膜在乙醇水溶液(V/V＝１ʒ１)中,只有约１％不溶解,而经过热处理１０m i n后(哪怕仅有１０m i n,可明显提高性能),耐溶解性明显提高,约２％(质量分数)溶解,几乎不溶解.图６㊀经热处理样品的半结晶相示意图[３７]F i g６As c h e m a t i cr e p r e s e n t a t i o no fs e m iＧc r y s t a l l i n ep h a s e i na n n e a l e d i o n o m e r s[３７]表１㊀N a f i o n膜在水中和乙腈中的密度[２０]T a b l e１D e n s i t i e s f o rN a f i o n f i l mi nw a t e r a n da c e t oＧn i t r i l e[２０]膜样品热处理时间/m i n酸处理膜密度/g c m－３水乙腈涂覆膜０㊀１．４０ʃ０．１５涂覆膜０x１．６７ʃ０．１４１．４１ʃ０．１０涂覆膜１０x１．７７ʃ０．１２涂覆膜２０x１．６５ʃ０．１８涂覆膜３０x１．７５ʃ０．１７涂覆膜４０x１．９５ʃ０．１９涂覆膜５０x２．０２ʃ０．１６涂覆膜６０x２．０３ʃ０．１３１．９１ʃ０．１８涂覆膜６０１．７１ʃ０．１４商品膜１．７７ʃ０．１０商品膜x２．０５ʃ０．１７１．７７ʃ０．１４２．４㊀热处理对选择渗透性能的影响全氟离子交换膜是一种阳离子选择透过膜,换言之,对阴离子也有较高的选择性.当全氟离子膜用于电极涂层时,N a f i o n溶液涂覆膜的粘附性能和阻隔阴离子的性能引起人们的注意.K i n l e n在其两篇专利[３９Ｇ４０]中介绍了N a f i o n涂覆膜经热处理后形成的抗腐蚀隔层,可以用于保护金属氧化物p H值电极.Y e 等[４１]用N a f i o n乙醇水溶液在P t电极表面制得４μm 厚N a f i o n膜,采用３种方法处理:(１)在室温下干燥,称为未热处理膜(u n a n n e a l e df i l m s);(２)在高温(１７０ħ)高压(２．６６k P a)下处理所得,称为热处理膜(a n n e a l e d f i l m s);(３)在室温低湿度下干燥称为干固化膜(d r yＧc u r e d f i l m s),下面依次简称为U膜㊁A膜和D膜.采用铁氰化物酸性溶液与中性溶液的循环伏安法表征不同膜的阴离子阻抗.研究表明U膜和D膜在中性铁氰化物溶液中浸泡７０h后都可以检测到大量的铁氰化物吸收,但在A膜样品中却几乎检测不到.在酸性的铁氰化物溶液测试中,三者都有吸收,但A膜仍表现出最低的吸收量.可以看出热处理使N aＧf i o n涂覆膜的性能发生了明显的变化,A膜有着最稳定的性能.三者在６m o l/L硫酸中浸泡１６h后,将它们粘附于P t表面,结果显示只有热处理过的样品(A 膜)成功粘附.但要注意的是,热处理同时降低了膜的阳离子扩散性.同时,全氟离子交换膜因具备对阴离子有较高的选择性,涂层可以保护电极表面等性能,已经广泛用于传感器领域[４２].但缺点是N a f i o n修饰的电极传质过程缓慢,且电活化物质由于粒径较大无法通过N a f i o n 膜的空穴到达电极表面.T h o m a s课题组对掺有溴型季铵盐的混合N a f i o n涂覆膜进行了研究,研究发现这种方法可以增加氧化还原电对的电化学通量,且可以使较大的氧化还原物质扩散至电极表面[４３].但是,与此同时膜对阴离子的选择性也会降低,从而限制了该膜在传感器领域的应用.后来,T h o m a s等[２１]对此方法进行了进一步研究,首先制备掺有溴型季铵盐的混合N a f i o n涂覆膜,然后对其热处理.研究结果表明,热处理改善了混合膜对阴离子的选择性能,选择性得到提高,从而大大提高了溴型季铵盐/N a f i o n杂化膜在传感器领域的应用前景.除了对阴阳离子选择透过性的研究之外,人们对气体选择性也进行了探讨.这方面主要集中于全氟离子交换膜在促进传递膜(f a c i l i t a t e dt r a n s p o r t m e mＧb r a n e)方面的研究.早在２０世纪６０年代,促进传递膜已经开始用于气体分离[４４Ｇ４５],P e l l e g r i n o等[４６]采用溶液涂覆法制备了全氟磺酸膜,以单质子化乙二胺为载体,对离子交换膜的C O２促进传递性能进行了深入研究.M a t s u y a m a等[４７]则在溶液涂覆膜的制备过程中采用不同温度(１２０~２３０ħ)对膜热处理,研究了热处理对C O２促进传递性能的影响.结果表明,随热处理温度的升高,C O２透过率呈逐渐降低的趋势.作者采用动态力学分析对这种现象作出了合理解释,如图７所示,由损耗因子谱图可以看出全氟离子交换膜在大约２２０和１３０ħ附近分别存在一个较大和较小特征峰,分别对应非离子相的玻璃化转变和离子簇极性区域的玻璃化转变[１８].在不同热处理温度的谱图中,位于１３０ħ的特征峰变化明显,随温度升高强度变大.可以推断,在较低的热处理温度下,膜结构较松散,结构清晰的离子簇不易形成,同时结合反向离子胶束网络模型(如图８所示),离子簇之间的连接依靠狭窄的离子通道[２５],而C O２－载体络合物的分子体积较大,不易通过狭窄的离子通道传递.从而,温度越高,离子通道的形成不利于较大分子体积的C O２－载体络合物传２１２０１４年增刊Ⅱ(４５)卷递,导致较小的C O２渗透性.图７㊀动态力学损耗因子随热处理温度的变化图谱[４７]F i g７L o s s t a n g e n t s(t a nδ)a s a f u n c t i o no f t e m p e r aＧt u r e f o r i o n o m e r s[４７]图８㊀含水的N a f i o n全氟离子交换膜的反向离子胶束网络模型[２５]F i g８C l u s t e rＧn e t w o r k m o d e l f o rt h e m o r p h o l o g y o fh y d r a t e dN a f i o n[２５]４㊀结㊀语综上所述,热处理对全氟离子交换膜的性能有着重要的影响.热处理通过引起膜内部分子结构的变化而导致表观性能上的不同.如对于力学松弛而言,α和β松弛时间都会随着热处理时间延长而增加,而α和β松弛又与分子链运动息息相关[４８].热处理还可以提高结晶度,增加结晶区域的尺寸大小[４９],从而导致膜的化学与物理性能发生改变.但目前关于全氟离子交换膜的研究多侧重于溶液涂覆膜性能的研究,而在涂覆膜与商品化的熔融挤出膜之间,两者结构与性能还有一定差距,除此之外,大部分研究偏重于燃料电池膜的单层磺酸膜方面,而氯碱膜方面的研究甚少.因此,下一步有必要加大对熔融挤出膜及全氟离子交换膜在氯碱行业的研究,从而大力推动氯碱膜在国内的发展.参考文献:[１]㊀M a u r i t zK A,M o o r eR B．S t a t eo fu n d e r s t a 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gＧg r e g a t i o ns t r u c t u r ea n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fP B S Tf i b e r s s u b j e c t e d t oh e a tＧs e t t i ng t r e a t m e n t[J]．J o u r n a l o fD o n g h u aU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e),２０１２,(６):６４３Ｇ６４５．[１３]㊀W a n g X,B e e r sK M,K e r r JB,e t a l．C o n d u c t i v i t y a n d w a t e r u p t a k e i nb l o c kc o p o l y m e r sc o n t a i n i n gp r o t o n a t e dp o l y s t y r e n es u l f o n a t ea n dt h e i ri m i d a z o l i u m s a l t s[J]．S o f tM a t t e r,２０１１,７(９):４４４６Ｇ４４５２．[１４]㊀B a l l e n g e e JB,P i n t a u r oP N．C o m p o s i t e f u e l c e l lm e mＧ３１王㊀婧等:热处理对全氟离子交换膜性能的影响b r a n e s f r o m d u a lＧn a n o f i b e re l ec t r o s p u n m a t s[J]．M a cＧr o m o l e c u l e s,２０１１,４４(１８):７３０７Ｇ７３１４．[１５]㊀V e n g a t e s a nS,C h oE,K i m HJ,e t a l．E f f e c t s o f c u r i n gc o nd i t i o no f s o l u t i o nc a s tN a f i o n A(R)me m b r a n e so nP E M F C p e r f o r m a n c e[J]．K o r e a nJ o u r n a lo fC h e m i c a lE n g i n e e r i n g,２００９,２６(３):６７９Ｇ６８４．[１６]㊀L e eC H,L e eKS,L a n eO,e t a l．S o l v e n tＧa s s i s t e d t h e rＧm a l a n n e a l i n g o f d i s u l f o n a t e d p o l y(a r y l e n e e t h e r s u l f o n e)r a n d o mc o p o l y m e r s f o r l o wh u m i d i t yp o l y m e r e l e c t r o l y t em e m b r a n e f u e lc e l l s[J]．R s c A d v a n c e s,２０１２,２(３):１０２５Ｇ１０３２．[１７]㊀M a e d aY,G a o Y,N a g a iM,e ta l．S t u d y o f t h en a n oＧs c o p i c d e f o r m a t i o no fa na n n e a l e d N a f i o nf i l m b y u s i n ga t o m i c f o r c e m i c r o s c o p y a n da p a t t e r n e ds ub s t r a t e[J]．U l t r a m i c r o s c o p y,２００８,１０８(６):５２９Ｇ５３５．[１８]㊀Y e oSC,E i s e n b e r g A．P h y s i c a l p r o p e r t i e s a n d s u p e r m oＧl e c u l a rs t r u c t u r eo f p e r f l u o r i n a t e di o nＧc o n t a i n i n g(N aＧf i o n)p o l y m e r s[J]．J o u r n a l o fA p p l i e dP o l y m e r S c i e n c e,１９７７,２１(４):８７５Ｇ８９８．[１９]㊀R i e k ePC,V a n d e r b o r g hN E．T e m p e r a t u r ed e p e n d e n c e o fw a t e r c o n t e n t a n d p r o t o nc o n d u c t i v i t y i n p o l y p e r f l u oＧr o s u l f o n i ca c i d m e m b r a n e s[J]．J o u r n a lo f M e m b r a n eS c i e n c e,１９８７,３２(２Ｇ３):３１３Ｇ３２８．[２０]㊀Z o o kL A,L e d d y J．D e n s i t y a n ds o l u b i l i t y o fN a f i o n: R e c a s t,a n n e a l e d,a n dc o mm e r c i a l f i l m s[J]．A n a l y t i c a lC h e m i s t r y,１９９６,６８(２１):３７９３Ｇ３７９６．[２１]㊀T h o m a s T J,P o n n u s a m y K E,C h a n g N M,e ta l．E f f e c t s o f a n n e a l i n g o n m i x t u r eＧc a s tm e m b r a n e so fN aＧf i o n(R)a n d q u a t e r n a r y a mm o n i u m b r o m i d es a l t s[J]．J o u r n a l o fM e m b r a n eS c i e n c e,２００３,２１３(１Ｇ２):５５Ｇ６６．[２２]㊀L u a nY,Z h a n g Y,Z h a n g H,e t a l．A n n e a l i n g e f f e c t o f p e r f l u o r o s u l f o n a t e d i o n o m e rm e m b r a n e so n p r o t o nc o nＧd u c t i v i t y a n dme t h a n o l p e r m e a b i l i t y[J]．J o u r n a l o fA pＧp l i e dP o l y m e r S c i e n c e,２００８,１０７(１):３９６Ｇ４０２．[２３]㊀J u n g H Y,C h oK Y,L e eY M,e t a l．I n f l u e n c eo f a nＧn e a l i n g o fm e m b r a n e e l e c t r o d e a s s e m b l y(M E A)o n p e rＧf o r m a n c e o f d i r e c tm e t h a n o l f u e l c e l l(D M F C)[J]．J o u rＧn a l o fP o w e r S o u r c e s,２００７,１６３(２):９５２Ｇ９５６．[２４]㊀H e n s l e y JE,W a y JD,D e cSF,e t a l．T h ee f f e c t so f t h e r m a la n n e a l i n g o nc o mm e r c i a lN a f i o n m e m b r a n e s[J]．J o u r n a lo f M e m b r a n eS c i e n c e,２００７,２９８(１Ｇ２):１９０Ｇ２０１．[２５]㊀G i e r k eTD,M u n nGE,W i l s o nFC．T h em o r p h o l o g y i n N a f i o n p e r f l u o r i n a t e d m e m b r a n e p r o d u c t s,a s d e t e rＧm i n e db y w i d eＧa n d s m a l lＧa n g l eXＧr a y s t u d i e s[J]．J o u rＧn a l o f P o l y m e r S c i e n c e:P o l y m e rP h y s i c sE d i t i o n,１９８１,１９(１１):１６８７Ｇ１７０４．[２６]㊀Z h a n g Y i n g,Y i nY u j i,Y a oK a n g d e．R e s e a r c h p r o g r e s s o fm e t h a n o lＧp r e v e n t i n gp r o t o ne x c h a n g em e m b r a n e s f o rd i re c tm e t h a n o lf u e l c e l l s[J]．C h e m i c a l I n d u s t r y a n dE nＧg i n e e r i n g P r o g r e s s,２００７,２６(４):５０１Ｇ５０６．[２７]㊀O k a m o t oY．A na b i n i t i os t u d y o f t h e s i d e c h a i no fN aＧf i o n[J]．C h e m i c a l P h y s i c sL e t t e r s,２００４,３８９(１Ｇ３):６４Ｇ６７．[２８]㊀W a n g JT,W a s m u sS,S a v i n e l lRF．R e a l‐t i m em a s s s p e c t r o m e t r i c s t u d y o f t h em e t h a n o l c r o s s o v e r i n a d i r e c tm e t h a n o l f u e lc e l l[J]．J o u r n a lo ft h e E l e c t r o c h e m i c a lS o c i e t y,１９９６,１４３(４):１２３３Ｇ１２３９．[２９]㊀W o n g y a o N,T h e r d t h i a n w o n g A,T h e r d t h i a n w o n g S．P e r f o r m a n c eo fd i r e c ta l c o h o l f u e l c e l l sf e d w i t h m i x e dm e t h a n o l/e t h a n o l s o l u t i o n s[J]．E n e r g y C o n v e r s i o na n dM a n a g e m e n t,２０１１,５２(７):２６７６Ｇ２６８１．[３０]㊀A h m a d M M,K a m a r u d i nS K,D a u d W R W,e ta l．H i g h p o w e r p a s s i v eμD M F C w i t hl o w c a t a l y s t l o a d i n gf o r s m a l l p o w e rg e n e r a t i o n[J]．E n e r g y C o n v e r s i o na n dM a n a g e m e n t,２０１０,５１(４):８２１Ｇ８２５．[３１]㊀T h i a m H S,D a u d W R W,K a m a r u d i nSK,e t a l．P e rＧf o r m a n c e o fd i r e c tm e t h a n o l f u e l c e l lw i t ha p a l l a d i u mＧs i l i c a n a n o f i b r e/N a f i o n c o m p o s i t em e m b r a n e[J]．E n e r g yC o n v e r s i o na n d M a n a g e m e n t,２０１３,７５:７１８Ｇ７２６．[３２]㊀Z h a n g QG,L i uQL,J i a n g ZY,e t a l．E f f e c t s o f a n n e aＧl i n g o nt h e p h y s i c oＧc h e m i c a ls t r u c t u r ea n d p e r m e a t i o np e r f o r m a n c e o f n o v e l h y b r i dm e m b r a n e s o f p o l y(v i n y l a lＧc o h o l)/γＧa m i n o p r o p y lＧt r i e t h o x y s i l a n e[J]．M i c r o p o r o u sa n d M e s o p o r o u sM a t e r i a l s,２００８,１１０(２Ｇ３):３７９Ｇ３９１．[３３]㊀D e l u c aN W,E l ab dY A．N a f i o n((R))/p o l y(v i n y l a lc oＧh o l)b l e n d s:E f f e c to fc o m p o s i t i o na n da n n e a l i n g t e mＧp e r a t u r e o nt r a n s p o r t p r o p e r t i e s[J]．J o u r n a lo f M e mＧb r a n eSc i e n c e,２００６,２８２(１Ｇ２):２１７Ｇ２２４．[３４]㊀M o o r eR B,M a r t i nC R．C h e m i c a la n d m o r p h o l o g i c a l p r o p e r t i e so fs o l u t i o nＧc a s t p e r f l u o r o s u l f o n a t ei o n o m e r s[J]．M a c r o m o l e c u l e s,１９８８,２１(５):１３３４Ｇ１３３９．[３５]㊀M o o r eRB,M a r t i nC R．P r o c e d u r e f o r p r e p a r i n g s o l uＧt i o nＧc a s t p e r f l u o r o s u l f o n a t ei o n o m e rf i l m s a n d m e mＧb r a n e s[J]．A n a l y t ic a l C h e m i s t r y,１９８６,５８(１２):２５６９Ｇ２５７０．[３６]㊀W e r n e rS,J o r i s s e nL,H e i d e rU．C o n d u c t i v i t y a n d m eＧc h a n i c a l p r o p e r t i e so fr e c a s tn a f i o nf i l m s[J]．I o n i c s,１９９６,２(１):１９Ｇ２３．[３７]㊀A l b e r t iG,N a r d u c c iR,D iV o n a M L,e t a l．A n n e a l i n g o f n a f i o n１１００i nt h e p r e s e n c eo fa na n n e a l i n g a g e n t:ap o w e r f u lm e t h o df o ri n c r e a s i n g i o n o m e r w o r k i n g t e mＧp e r a t u r e i nP E M F C s[J]．F u e lC e l l s,２０１３,１３(１):４２Ｇ４７．[３８]㊀T a k a m a t s uT,E i s e n b e r g A．D e n s i t i e s a n d e x p a n s i o n c oＧe f f i c i e n t s o f n a f i o n p o l y m e r s[J]．J o u r n a l o fA p p l i e dP o lＧy m e r S c i e n c e,１９７９,２４(１１):２２２１Ｇ２２３５．[３９]㊀K i n l e nPJ,H e i d e rE．S o l i d s t a t e i n d i c a t o r e l e c t r o d e a n d m e t h o do fm a k i n g s a m e[P]．U S:４８１８３６５,１９８９．[４０]㊀S i l v e r m a nD C,L e f e l a r JA,K i n l e nPJ．M e t a l sc o a t e d w i t h p r o t e c t i v ec o a t i n g so fa n n e a l e d p e r f l u o r i n a t e dc a tＧi o nＧe x c h a n g e p o l y m e r s a n d m e t h o d f o r m a k i n g s a m e[P]．U S:５０６９９７４,１９９１．[４１]㊀Y eJ H,F e d k i w PS．A c o m p a r i s o no f２p o s tＧc a s t i n g t r e a t m e n tm e t h o d s f o r p e r f l u o r o s u l f o n a t e d i o n o m e r f i l m s[J]．E l e c t r o c h i m i c aA c t a,１９９５,４０(３):２９１Ｇ２９６．[４２]㊀Y a n g Q,A t a n a s o vP,W i l k i n sE．D e v e l o p m e n to fn e eＧd l eＧt y pe g l u c o s e s e n s o rw i t hh i g h s e l e c t i v i t y[J]．S e n s o r s４１２０１４年增刊Ⅱ(４５)卷a n dA c t u a t o r sB :C h e m i c a l ,１９９８,４６(３):２４９Ｇ２５６．[４３]㊀S c h r e n k M J ,V i l l i gr a m R E ,T o r r e n c e N J ,e ta l ．E f f e c t s o fm i x t u r e c a s t i n g Na f i o n w i t h q u a t e r n a r y am Ｇm o n i u mb r o m i d e s a l t so nt h e i o n Ｇe x c h a n g ec a p a c i t y an d m a s s t r a n s po r t i n t h em e m b r a n e s [J ]．J o u r n a l o fM e m Ｇb r a n eS c i e n c e ,２００２,２０５(１Ｇ２):３Ｇ１０．[４４]㊀W a r d W J ,R o b b W L ．C a r b o nd i o x i d e Ｇo x y g e ns e pa r a Ｇt i o n :f a c i l i t a t e d t r a n s p o r t o f c a rb o nd i o x i d eac r o s sa l i q Ｇu id f i l m [J ]．S c ie n c e ,１９６７,１５６(３７８１):１４８１Ｇ１４８４．[４５]㊀E n n sT．F a c i l i t a t i o nb y c a r b o n i c a n h yd r a s eo f c a r b o nd i Ｇo x i de t r a n s po r t [J ]．S c i e n c e ,１９６７,１５５(３７５８):４４Ｇ４７．[４６]㊀P e l l e g r i n oJ ,W a n g D ,R a b a g oR ,e t a l ．G a s t r a n s po r t p r o pe r t i e s of s o l u t i o n Ｇc a s t p e r f l u o r o s u l f o n i c a c i d i o n o m e r f i l m s c o n t a i n i ng io n i cs u r f a c t a n t s [J ]．J o u r n a l o f M e m Ｇb r a n eS c i e n c e ,１９９３,８４(１Ｇ２):１６１Ｇ１６９．[４７]㊀M a t s u ya m aH ,M a t s u iK ,K i t a m u r aY ,e t a l ．E f f e c t s o f m e mb r a n et h ic k n e s sa nd me m b r a n e p r e pa r a t i o nc o n d i Ｇt i o no nf a c i l i t a t e dt r a n s p o r to f C O ２th r o u g hi o n o m e r m e m b r a n e [J ]．S e p P u r i fT e c h n o l ,１９９９,１７(３):２３５Ｇ２４１．[４８]㊀O s b o r nSJ ,H a s s a n M K ,D i v o u x G M ,e ta l ．G l a s s t r a n s i t i o n t e m pe r a t u r e of p e r f l u o r o s u l f o n i c a c i d i o n o m e r s [J ]．M a c r o m o l e c u l e s ,２００７,４０(１０):３８８６Ｇ３８９０．[４９]㊀G e b e lG ,A l d e b e r tP ,P i n e r iM．S t r u c t u r ea n dr e l a t e dp r o pe r t i e so fs o l u t i o n Ｇc a s t p e rf l u o r o s u l f o n a t e di o n o m e r f i l m s [J ]．M a c r o m o l e c u l e s ,１９８７,２０(６):１４２５Ｇ１４２８．A n n e a l i n g e f f e c t o f p e r f l u o r i n a t e d i o n e x c h a n g em e m b r a n e o n t h e p r o pe r t i e s WA N GJ i n g １,Y A N G M i a o Ｇk u n １,Z H A N G H e n g １,Z H A N G Y o n g Ｇm i n g２(１．S h a n d o n g D o n g y u eP o l ym e rM a t e r i a l sC o ．L t d ．,Z i b o ２５６４００,C h i n a ;２．S c h o o l o fC h e m i s t r y a n dC h e m i c a lT e c h n o l o g y ,S h a n g h a i J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i ２００２４０,C h i n a )A b s t r a c t :T h e p e r f l u o r i n a t e d i o n e x c h a n g em e m b r a n e (P F I E M )w a s t h e c r u c i a lm a t e r i a l s i n t h e p r o t o n e x c h a n ge m e m b r a n ef u e l c e l l (P E M F C )a n dc h l o r Ｇa l k a l i i n d u s t r y ,w h i c hw i d e l y us e d i n t h e f u e l c e l l ,c h l o r Ｇa l k a l i i n d u s Ｇt r y ,v a n a d i u m b a t t e r y ,e t c ．A so n eo f t h ek e y c o m p o n e n t s ,t h e s t r u c t u r e a n d p r o pe r t i e sof t h eP F I E M d e t e r Ｇm i n e t h e p e r f o r m a n c eo f t h eb a t t e r y o rc e l l ．A n n e a l i ng w a sak i n do f t r a d i t i o n a l t e ch n o l o gi c a l p r o c e s s ,w h i c h w a s s i m p l e a n d c o n v e n i e n t ,b e i n g w i d e l y us e d i n t h e r e s e a r c h o f t h e P F I E M p e r f o r m a n c e ．I n t h i s r e v i e w ,a c c o r d Ｇi n g t od i f f e r e n t p r o p e r t i e so f t h e i o n i cm e m b r a n e ,w em a i n l y o u t l i n e t h ea n n e a l i n g ef f e c t o f p e r f l u o r i n a t e d i o n e x c h a ng em e m b r a n e s o n th e p r o t o n c o n d u c ti v i t y ,m e t h a n o l p e r m e a b i l i t y ,m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ,p e r m s e l e c t i v i Ｇt y ,e t c ．,r e s p e c t i v e l y ．T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e s e a r c ha t p r e s e n t a n dd e v e l o p i n g di r e c t i o n a r e s u mm a r i z e d ．K e y w o r d s :p e r f l u o r i n a t e d i o ne x c h a n g em e m b r a n e ;a n n e a l i n g ;p r o t o nc o n d u c t i v i t y ;m e t h a n o l p e r m e a b i l i t y;m e Ｇc h a n i c a l p r o pe r t i e s (上接第８页)R e v i e wo f f a i l u r e r e s e a r c ho f i n f r a r e dw i n d o w s f o r h y pe r s o n i cm i s s i l e s H A NJ i e Ｇc a i ,L I U X i n g ,WA N G X i n Ｇz h i ,Z HUJ i a Ｇqi (C e n t e r f o rC o m p o s i t eM a t e r i a l s ,H a r b i n I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y ,H a r b i n１５０００１,C h i n a )A b s t r a c t :I n f r a r e dw i n d o w w a s o n e o f t h e k e y c o m p o n e n t s o f a h y pe r s o n i cm i s s i l ef o r t h e s t r u c t u r e f u n c t i o n a l i n Ｇt eg r a t i o n ．Th e a d v e r s ew o r ki n g c o n d i t i o n sm a y r e s u l t i n a s e r i e s o f s e r i o u s p r o b l e m s s u c h a s s t r u c t u r a l a n d f u n c Ｇt i o n a l f a i l u r e ,a n d e v e n l e a d t o t h eb r e a k d o w no f i n f r a r e dd e t e c t i o ns ys t e m．S o t h e f a i l u r e r e s e a r c ho f i n f r a r e d w i n d o w sw a s g e t t i n g m o r e a n dm o r e i m p o r t a n t ．T h i s p a p e r s u mm a r i z e d t h e c u r r e n t r e s e a r c h s i t u a t i o no f t h e i n Ｇf r a r e dw i n d o wf a i l u r e p r o b l e mi nC h i n aa n da b r o a d ,a n a l y z e d t h e c a s e s f r o mt w oa s p e c t so fd e s i g nt h e o r y a n d r e l a t e d e x p e r i m e n t ．M e a n w h i l e ,t h i s p a p e r p r o s p e c t e d t h e f u t u r e d e v e l o pm e n t t r e n d s o f i n f r a r e dw i n d o w s ．K e y w o r d s :i n f r a r e dw i n d o w ;f a i l u r e ;e x p e r i m e n t ;s i m u l a t i o n ;p r o s pe c t ５１王㊀婧等:热处理对全氟离子交换膜性能的影响。

热处理对MEH-PPV薄膜微力学行为的影响

纳米压痕技术（）ＮＩ可以定性的研究聚合物薄
膜的力学行为，同时利用ＯｌｅｄｈｒＯ＆Ｐｉｒｎａｒ（ｖａＰ）
收稿日期：２１－４２０１０－０
基金项目：国家自然科学基金资助项目（０７００；河北省自然科学基金资助项目（２１０１８）５９３１）Ｅ０００１２
第பைடு நூலகம் ５卷第５期
２１年９月０１
燕山大学学报
ＪｕｎｌｆａｓａｉｅｓｔｏｒａｎｈｎＵｎｖｒｉｏＹｙ
Ｖｌ．３０１５ＮＯ．５
Ｓｐｔ２０１ｅ．１
文章编号：１０ —９Ｘ（０１５０３ —４０７７１２１）０ —４６０
热处理对ＭＥ－ＰＨＰＶ薄膜微力学行为的影响
张海全‘ ，吴来磊，王鹏
（燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北秦皇岛０６０）６０４
摘
要：利用纳米压痕技术研究了热处理对聚（一２甲氧基一－（’ ５２乙基己基氧）－－－－１４苯撑乙烯）（Ｈ—ＰＭＥＰＶ）薄膜
行为
种物理交联点）（图２。当以下对非晶聚合见）物施加负载时，其形变主要是瞬时弹性形变（形变量小于１％）和强迫高弹形变。同时小形变下，非晶态高聚物的强迫高弹形变符合高斯链网络模型，其形变主要决定于构象熵，与内能的变化无关，因
中图分类号：０８．４１２文献标识码：ＡＤ：１．９９．ｓ．０７７１２１．５０２ＯＩ０３６／ｉｎ１０－９Ｘ．０１０．１ｊｓ

快速热处理中退火温度对Sol—gel法制备PZT铁电薄膜性能的影响

２Ｏｌ４年第３期（总第１３５期）
信息通信
ｌＮＦ０ＲＭＡＴＩＯＮ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０ＮＳ
２０１４
（Ｓｕｍ．Ｎｏ１３５）
快速热处理中退火温度对Ｓｏｌ — ｇｅ１法制备ＰＺＴ铁电薄膜性能的影响
化约为２０ｐＣ／ｃｍ。，矫顽场约为１５０ＫＶ／ｃｍ）。在１００ＫＶ／ｃｍ电场下，电流密度Ｊ在１０ｐＡ／ｃｍ数量级，表明所制的ＰＺＴ纳米薄膜质量较好，能承受较高的场强以达到饱和极化状态而不被击穿
ＰＺＴ铁电薄膜，主要研究了在退火时间为５００ｓ时退火温度对薄膜的结晶结构、表面形貌和铁电性能的影响。通过ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和铁电测试仪对制备的薄膜进行了性能表征。研究结果表明，３退－火温度为＇６０００Ｃ时，ＰＺＴ薄膜具有（１１１）择优取向，表面致密无裂纹，且具有较好的铁电性能（其饱和极化值约为３０ｐＣ／ｃｍ，剩余极
胡绍璐。。，赵海臣，李林华，任丽，邓朝勇。。
（】．贵州大学电子信息学；２贵州省电子功能复合材料特色重点实验室，贵州Ｉ贵阳５５００２５）
摘要：利用Ｓｏｌ — Ｇｅｌ法在Ｐｔ／ＴｉＯ／ＳｉＯ／Ｓｉ基底上用快速热处理（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＲＴＰ）退火工艺制备出了致密的ｅｒｍａ１ａｎｎｅａｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅＳｏｌ — Ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ．ｔｈｅｄｅｎｓｅＰＺＴｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｉｎｉｌｆｍｓａｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｏｎＰｔ／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／Ｓｉｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｆｅｒ —

热处理对MEH-PPV 薄膜力学行为的影响

第卷第期年月文章编号：1007-791X (2011) 05-0436-04燕山大学学报热处理对 MEH-PPV 薄膜微力学行为的影响张海全，吴来磊，王鹏））薄膜（燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北秦皇岛摘要：利用纳米压痕技术研究了热处理对聚理温度的提高而降低；另外，络模型分析了热处理对的，而凝聚缠结对关键词：甲氧基乙基己基氧苯撑乙烯（力学性能的影响，结果表明：随着热处理温度的提高，最大压痕深度先减小后增加，弹性模量、硬度随着热处薄膜对负载率的敏感性随热处理温度的提高而降低；同时利用高斯网薄膜力学性能影响的原因，拓扑缠结对薄膜力学性能影响是次要的。

；薄膜；热处理；力学行为；凝聚态结构；链缠结文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-791X.2011.05.012 薄膜力学性能影响是主要中图分类号：O481.2引言聚烯（甲氧基乙基己基氧苯撑乙。

程序分析压痕卸载部分，能够获得相应的硬度、弹性模量等力学性能。

本文利用纳米压痕技术研究了未热处理及态）经 ℃（在以下）、热处理并迅速冷却后 ℃（介于无薄定形与类向列相液晶态）、 ℃（类向列相液晶）是重要的共轭聚合物半导体材料，广泛应用于发光二级管、太阳能电池等领域共轭聚合物的众多性质（比如：光物理性质、电致发光器件效率、力学性能）不仅决定于材料的化学结构，更依赖于材料的凝聚态结构（链的构象，链排列方式等）。

大量的研究证明影响薄膜的光电性质，比如在行晶状；同时对薄膜经短时间热处理能够改变薄膜的凝聚态结构，进而 ℃之间进热处理并迅速冷却，材料呈类向列相液薄膜进行热处理还有利膜的力学行为，分析了影响力学性能变化的原因。

实验部分材料为本实验室自制，其；。

实验过程压痕实验采用美国石。

实验过程：压针逼近试样表面－确定表面接触零点－加载（选用不同的负载率）－保载（选用不同的时间）－卸载－数据处理。

热处理工艺对H13模具钢组织和性能的影响

热处理工艺对H13模具钢组织和性能的影响热处理工艺对H13模具钢组织和性能的影响HI3模具钢已被广泛用作压铸模、热冲模、热锻和热挤压等热作模具材料，模具的使用环境极其复杂，工作过程中不仅需与高温坯料甚至液态金属直接接触，被反复地加热和冷却，同时还要承受高压冲击的作用。

热作模具的失效形式主要有三种：一是由于高温金属液流动而造成的模腔磨损冲蚀；二是在机械应力和热应力交互作用下而引起的模腔尺寸超差；三是由于冲击载荷和反复的加热-冷却而导致的疲劳裂纹。

因此其对材料的性能要求非常严格，不仅需具备良好的高温强度和冲击韧性，还需具有优良的抗氧化性和耐冷热疲劳性能。

众所周知，金属材料的性能及其组织形态与热处理工艺直接相关，要想充分挖掘H3模具钢的材料特性，研究热处理工艺对H3模具钢组织和性能的影响具有十分重要的意义。

1试验材料及方法1.1试验材料试验用H3模具钢工艺流程为“电炉冶炼-LF炉精炼→ⅥD炉真空精炼→铸锭→ESR电渣重熔→高温扩散退火→30MN油压机锻造成形”锻坯规格830mm宽×250mm厚×3000mm长，墩粗比为2.0，总锻比为5.8.锻后进行等温球化退火后从端部切除200mm余料，再切取1块厚25mm的试片，加工为若干块100mm ×55mm25mm试块，试验用钢的化学成分见表1通过测定，该钢的临界转变温度如下：Ac1845℃，Acm=870℃，M，=270℃，M=105℃。

1.2试验设备试验设备有箱式电阻加热炉2台、硬度计、金相显微镜、美标冲击仪器1.3试验步骤（1）淬火预热和淬火加热分别在两台箱式电阻炉内进行，首先将两台箱式电阻炉升至所规定的温度（2）将100mm×55mm×25mm试样放置在预热加热箱式电阻炉中保温30min（到温装炉）；（3）保温结束后将试样转移至淬火加热的电阻炉中进行淬火温度保温30min（开关炉后，炉温降低，待电阻炉升至规定温度时开始计算保温时间）（4）保温结束后针对样块进行淬火（采用水或油淬方案，水或油温控制在30℃以下）；（5）回火在箱式电阻炉内进行，按照规定的温度对试样进行回火；（6）回火结束后针对试样样块进行硬度检验并记录；（7）将试样加工至美标冲击要求尺寸后进行冲击试验并记录（8）金相组织检验。

铂膜热处理

铂膜热处理
铂膜热处理是一种将铂膜加热至一定温度进行处理的方法。

铂膜是一种非常薄的铂层，通常用于制备传感器、催化剂和电极等应用。

热处理可以改变铂膜的晶体结构、形貌和性能，从而为其应用提供更好的性能。

铂膜热处理可以通过不同的方式进行，常见的方法包括退火、硫化、氧化等。

这些处理方法可以在不同的温度下进行，通常使用高温（例如600-1000摄氏度）来实现所需的效果。

热处理可以改变铂膜的晶体结构，使其具有更佳的晶格结构和晶粒尺寸分布，从而增加其机械强度和耐腐蚀性。

此外，热处理还可以改变铂膜的形貌，例如使其更光滑、均匀，从而提高其传感器的检测灵敏度和响应速度。

热处理还可以改变铂膜的电学性能，例如提高其电导率、电子传输速度和电极活性。

这对于制备高效的催化剂和电极材料非常重要。

总之，铂膜热处理是一种常用的方法，可以改善铂膜的结构、形貌和性能，为其应用提供更好的性能和稳定性。

热处理对iPP薄膜结构与性能的影响

热处理对iPP薄膜结构与性能的影响将聚丙烯通过挤出机熔融挤出并快速牵引,使熔体在较高的应力场下结晶,然后经过热处理得到聚丙烯薄膜。

通过这种方法制备的薄膜因为具有垂直于挤出方向且平行排列的片晶结构,从而呈现出良好的硬弹性特征。

这类拥有硬弹性的薄膜因为其高弹性、高模量和拉伸时容易形成微孔的特点被广泛应用于微孔膜的制备。

本文主要研究了牵引速率、口模温度等成型工艺条件和热处理温度、时间对薄膜结晶与性能的影响,分析和表征了聚丙烯薄膜结晶结构与硬弹性性能之间的相互关系,研究结果表明:1.随着牵引速率的提高,结晶度和取向度均呈现出增高趋势,薄膜中含有微量的β晶。

当牵引速率达到50rpm,薄膜开始表现出硬弹性特征。

随着牵引速率的提高,拉伸强度的变化不大,断裂伸长率呈降低的趋势,弹性回复率呈明显的提高从48.8%提高到了76.4%。

2.对在不同口模温度时制备的薄膜进行表征发现,口模温度对结晶度和取向度的影响不明显,对拉伸强度、断裂伸长率和弹性回复率影响也不大。

3.相同成型工艺条件下的薄膜,随着热处理的温度的提高,结晶度和取向度均呈现出增加的趋势。

当热处理温度为150℃,微量的β晶熔融消失。

当热处理温度为140℃时,薄膜开始呈现出硬弹性特征。

随着温度自25℃提高到150℃,弹性回复率从21.2%提高到78.4%,断裂伸长率明显降低。

4.相同的工艺条件下的薄膜,随着热处理时间的增加,结晶度和取向度均呈现出增加的趋势。

热处理时间为20min时,薄膜开始呈出的硬弹性特征,随着时间增加,弹性回复率从21.2%提高到72.0%,断裂伸长率则表现出明显的下降趋势。

5.通过对施加了较小拉伸形变(3%)的热处理薄膜进行表征发现,小形变热处理与未施加形变热处理相比,DSC曲线上肩峰出现在低温位置,结晶度也有着轻微的降低。

拉伸强度与弹性回复率较未施加形变的热处理有着明显的降低。

热处理温度对MoO_3薄膜的结构及光致变色性能的影响

刘炳胜等：铟掺杂氧化锌纳米线的制备及光致发光特性· 167 ·第38卷第2期热处理温度对MoO3薄膜的结构及光致变色性能的影响王萍萍1，沈毅1，赵丽2，曹元媛1，李珍1(1. 中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院，武汉 430074；2. 湖北大学材料科学与工程学院，武汉 430062)摘要：采用溶胶–凝胶浸渍提拉法制备MoO3光致变色薄膜。

用色差计表征了材料的光致变色性能，并结合X射线衍射、扫描电镜、紫外–可见吸收光谱研究了热处理温度对其微观结构及性能的影响。

结果表明：制备的产物为斜方相MoO3；随热处理温度的升高，MoO3薄膜光致变色性能先增后减。

当温度为500℃时，薄膜的结晶度最大，颗粒粒径最小，比表面积较大；色差值最大为1.2330。

在该温度下激发波长向长波长移动，薄膜的吸收光波区域变宽，从而使MoO3薄膜的光致变色性能提高。

关键词：热处理温度；光致变色；氧化钼薄膜；溶胶–凝胶法中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)02–0167–05EFFECT OF HEAT-TREATMENT TEMPERATURE ON STRUCTURE AND PHOTOCHROMICPROPERTIES OF MoO3 THIN FILMSWANG Pingping1，SHEN Yi1，ZHAO Li2，CAO Yuanyuan1，LI Zhen1(1. Faculty of Material Science and Chemistry Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074;2. Faculty of Materials Science and Engineering, Hubei University, Wuhan 430062, China)Abstract: Photochromic MoO3 thin films were prepared via sol–gel dip-coating method. The photochromic properties of the MoO3 thin films were characterized by a color difference meter, and the effects of heat-treatment temperature on the microstructure and properties of the MoO3 thin films were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscope and ultraviolet–visible ab-sorption spectroscopy. The results indicate that the product prepared is a rhombic MoO3, and the photochromic properties of the MoO3 thin films first increase and then decrease with the rise of heat-treatment temperature. When the temperature of the heat-treatment was 500℃, the MoO3 thin film has higher crystallinity, smaller particle size, and larger specific surface area. Its chro-matism value also reaches its maximum value of 1.2330. The wavelength of the excitation light shifts to a long-wavelength and the light absorption region of the thin film becomes wider at heat-treatment temperature of 500℃. Accordingly, the photochromic prop-erties of the MoO3 thin films are enhanced.Key words: heat-treatment temperature; photochromism; molybdenum trioxide thin films; sol–gel method光致变色反应可用于光信息存储和光记录，许多新型的光致变色材料陆续被发现，如：螺毗喃[1]等有机类化合物、磷钨酸等[2]杂多酸类化合物、有机–无机杂化类化合物、[3] Ag–Cu等金属卤化物和金属氧化物。

热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响

第40卷第9期2021年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.40㊀No.9September,2021热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响曹文龙,黄友奇,臧曙光,祖成奎,欧迎春,刘超英,许少坤,杨幼然(中国建筑材料科学研究总院,北京㊀100024)摘要:为了研究不同热处理温度下铁镍合金薄膜的形貌结构以及镀膜玻璃的性能,本文采用真空电子束加热蒸发镀膜技术在玻璃基片上镀铁镍合金薄膜,通过多晶X 射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析结构,测试镀膜玻璃的光学性能㊁电磁性能以及电磁屏蔽性能㊂结果表明:随着热处理温度的升高,薄膜的结晶性能变好,逐渐析出体心立方晶相,在(110)方向具有择优取向,当热处理温度过高时薄膜中出现孔隙;热处理温度对镀膜玻璃雾度的影响小于1%,但镀膜玻璃的可见光透过率㊁表面方块电阻和相对磁导率会随热处理温度变化呈现一定规律变化;铁镍合金镀膜玻璃在30MHz 以下的低频电磁波频段内的屏蔽效能大于30dB,在14kHz 时最高达到55dB,是一种低频电磁屏蔽的优选材料㊂关键词:铁镍合金;镀膜玻璃;热处理温度;光学性能;电磁性能;电磁屏蔽中图分类号:TQ171㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2021)09-3152-07Effect of Heat Treatment Temperature on Microstructure of Fe-Ni Alloy Film and Properties of Coated GlassCAO Wenlong ,HUANG Youqi ,ZANG Shuguang ,ZU Chengkui ,OU Yingchun ,LIU Chaoying ,XU Shaokun ,YANG Youran(China Building Materials Academy,Beijing 100024,China)Abstract :In order to study the morphology of Fe-Ni alloy films and properties of coated glass at different heat treatment temperatures,the Fe-Ni alloy film is deposited on the glass substrate by vacuum electron beam heating evaporation technology.The structure of the film was analyzed by polycrystalline X-ray diffraction (XRD)and field emission scanning electron microscope (FESEM).Then the optical properties,electromagnetic properties,and electromagnetic shielding properties of the coated glass were tested.The results show that as the heat treatment temperature increases,the crystallinity of the films is better,and the body-centered cubic crystal phase gradually precipitates,which has the preferred orientation in (110)direction.Pores appear in the films when the heat treatment temperature is too high.The influence of heat treatment temperature on the haze of the coated glass is less than 1%,but the visible light transmittance,surface sheet resistance,and relative permeability of the coated glass show a certain change with the change of heat treatment temperature.The shielding effectiveness of Fe-Ni alloy coated glass is more than 30dB in the low-frequency electromagnetic waveband below 30MHz,and the highest is 55dB at 14kHz.It is a preferred material for low-frequency electromagnetic shielding.Key words :Fe-Ni alloy;coated glass;heat treatment temperature;optical property;electrical and magnetic property;electromagnetic shielding 收稿日期:2021-03-17;修订日期:2021-06-16作者简介:曹文龙(1995 ),男,硕士研究生㊂主要从事电磁屏蔽玻璃的研究㊂E-mail:1661398480@通信作者:祖成奎,博士,教授㊂E-mail:zuchengkui@0㊀引㊀言随着现代社会发展,电磁设备被广泛应用于民生㊁工业㊁军事等多个领域,随之而来的是遍布日常生活环境中的大量电磁辐射,加上自然界中存在的一些天然电磁辐射,均会对人类生存环境造成影响,亟需对危害㊀第9期曹文龙等:热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响3153人类健康的电磁辐射进行治理,其中电磁屏蔽是一种有效手段[1-3]㊂透明电磁屏蔽材料作为一种屏蔽材料,一方面可以较好地屏蔽电磁辐射,另一方面具有较高的可见光透过率㊂对具有视野需求的场所和设备进行有效的电磁屏蔽(军事领域针对军用电子器件㊁方舱等装备视窗方面)逐渐成为研究热点[4-5]㊂透明电磁屏蔽材料的光㊁电㊁磁性能与材料的组成和结构密切相关㊂目前为止,科研人员已经对不同的透明电磁屏蔽材料进行了研究,相关文献[6-7]表明,热处理控制材料的再结晶过程能够明显改善透明电磁屏蔽材料的光㊁电㊁磁性能㊂铁镍合金作为一种常见的磁性材料,能够有效的屏蔽电磁场,目前已有文献[8-10]报道了铁镍合金作为屏蔽材料的研究及应用,但对铁镍合金薄膜用于透明电磁屏蔽材料的研究有所欠缺㊂相较于现已研究的铁镍合金材料,作为透明电磁屏蔽材料的铁镍合金薄膜厚度更薄,其热处理后的再结晶过程也有所不同,因此需要探究热处理对铁镍合金薄膜结构的影响,以进一步探究铁镍合金镀膜玻璃的光㊁电㊁磁以及屏蔽性能㊂本研究采用真空电子束蒸发镀膜技术在玻璃基底上制备铁镍合金薄膜(成分比例为20%(质量分数)的Fe和80%(质量分数)的Ni),再将镀膜玻璃进行不同温度的真空热处理(200ħ㊁300ħ㊁400ħ)㊂通过多晶X射线衍射仪(XRD)㊁场发射扫描电子显微镜(FESEM)对不同温度热处理后的铁镍合金薄膜的形貌和微观结构进行分析表征,研究随热处理温度变化薄膜的再结晶过程中结构的变化,以及热处理温度对铁镍合金镀膜玻璃的光㊁电㊁磁性能的影响,最后对经最佳热处理温度处理后的铁镍合金镀膜玻璃在10kHz~18GHz 频段内进行电磁屏蔽性能测试,得到了不同电磁波频段下的电磁屏蔽效能㊂1㊀实㊀验1.1㊀试样制备以铁镍合金颗粒(铁质量分数20%,镍质量分数80%)作为蒸发镀膜的原料,使用石墨坩埚在玻璃基片上通过真空电子束加热蒸发法沉积铁镍合金薄膜,自制铁镍合金镀膜玻璃,镀膜工艺参数设置如下:真空度为1ˑ10-4Pa,腔体温度为室温(20ħ),膜厚设置为5nm㊁10nm㊁30nm㊁50nm㊂蒸发镀膜完成后将所制备的镀膜玻璃分别置于200ħ㊁300ħ和400ħ的温度下进行真空热处理,保温时间10h㊂1.2㊀测试与表征表面结构与形貌:使用Dektak-XT探针式表面轮廓仪测试镀膜玻璃不同位置的膜层厚度;使用布鲁克D8Advance多晶X射线衍射仪对薄膜结构进行表征,用单色光源Cu Kα,扫描范围为10ʎ~90ʎ,扫描时间为30min,电压为40kV,电流为40mA;使用日立S-4800场发射扫描电镜对薄膜进行形貌表征,加速电压为3.0kV㊂㊀光学性能:使用WGT-S透光率雾度测试仪测试镀膜玻璃的雾度以及可见光透过率㊂电磁性能:使用SZT-2A四探针测试仪测试镀膜玻璃的方块电阻,使用Agilent E4991A阻抗分析仪测试镀膜玻璃的相对磁导率㊂电磁屏蔽性能:使用1435F信号发生器和4051F频谱分析仪测量镀膜玻璃的电磁屏蔽性能,依据GB/T30142 2013选取10kHz~18GHz频段内多点进行测量㊂2㊀结果与讨论2.1㊀结构与形貌分析图1为不同温度热处理后的铁镍合金薄膜样品XRD谱㊂从图1可知,铁镍合金薄膜在2θ角为20ʎ~30ʎ的范围内为比较明显的弥散峰,说明所制备的铁镍合金薄膜主要表现为非晶态,原因是铁镍合金镀料在蒸发后,铁㊁镍原子在室温下的玻璃基片表面随机堆积,薄膜结构长程无序,结晶程度低㊂此外,XRD谱在2θ角为44.6ʎ处有衍射峰,经与XRD标准卡片PDF#37-0474比对,确定为对应体心立方结构铁的(110)峰,说明室温下在玻璃基片上制备的铁镍合金薄膜存在沿体心立方(110)方向择优取向的结晶,且随着热处理温度的升高,可以看到铁镍合金薄膜的(110)衍射峰逐渐增强,说明随热处理温度的升高,铁镍合金薄膜沿(110)方向择优取向的结晶程度增大㊂利用探针式表面轮廓仪测试镀膜玻璃的膜层厚度,得到的结果如表1所示,可知所制备的薄膜厚度与设3154㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷图1㊀不同热处理温度下铁镍合金薄膜的XRD 谱Fig.1㊀XRD patterns of Fe-Ni alloy films at different heat treatment temperatures 置膜厚发现相差很小,在1%以内,可认为所制备薄膜厚度与设置膜厚基本一致㊂利用FESEM 分别对未经热处理以及在不同温度热处理下的厚度为50nm 的铁镍合金镀膜玻璃的表面形貌进行测试,具体形貌图形如图2所示,其中图2(a)为未经热处理时的铁镍合金薄膜,图2(b)㊁(c)㊁(d)分别为经200ħ㊁300ħ和400ħ热处理后的铁镍合金薄膜㊂从图中可以看出,图2(a)中铁镍合金薄膜在未经热处理时,表面相对平整,无明显的晶粒组织㊂在经200ħ热处理后,图2(b)中铁镍合金薄膜中的铁㊁镍原子发生重组,表面出现均匀的小晶粒,结晶程度增加,随着热处理温度升高到300ħ,图2(c)中晶粒尺寸增大,铁镍合金薄膜晶粒组织逐渐变得均匀,但随着热处理温度升到更高的400ħ,由于晶粒的长大,薄膜中的铁㊁镍原子重组聚集,反而使得薄膜的连续性受到影响,出现如图2(d)中的小孔隙㊂表1㊀铁镍合金薄膜实际厚度与设定厚度Table 1㊀Actual thickness and set thickness of Fe-Ni alloySet thickness /nm Actual thickness /nm 5.0 5.010.09.930.030.050.049.9图2㊀不同热处理温度下铁镍合金薄膜的FESEM 照片Fig.2㊀FESEM images of Fe-Ni alloy films at different heat treatment temperatures 结合XRD 谱和FESEM 照片可以知道热处理能够提高铁镍合金的结晶度,热处理温度越高则铁镍合金薄膜的结晶性越好,但在高于300ħ后薄膜结晶程度增加会使得膜层的连续性被破坏,影响铁镍合金薄膜的性能㊂第9期曹文龙等:热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响3155㊀2.2㊀热处理对镀膜玻璃光学性能的影响测量未经热处理以及经200ħ㊁300ħ和400ħ热处理后的不同膜厚的铁镍合金镀膜玻璃(膜厚分别为5nm㊁10nm㊁30nm㊁50nm)的可见光透过率和雾度,结果如表2和表3所示㊂表2㊀铁镍合金镀膜玻璃的可见光透过率Table2㊀Visible light transmittance of Fe-Ni alloy coated glassThickness/nm Visible light transmittance/%Without heat treatment200ħ300ħ400ħ545.946.147.442.91026.927.128.524.230 4.0 4.2 4.3 3.0500.10.10.10.1表3㊀铁镍合金镀膜玻璃的雾度Table3㊀Haze of Fe-Ni alloy coated glassThickness/nm Haze/%Without heat treatment200ħ300ħ400ħ50.380.610.600.76100.440.430.370.69300.430.660.750.13500.330.310.130.56从表3中可以看出铁镍合金镀膜玻璃的雾度很小,在1%以内波动,说明光通过此种镀膜玻璃后散射程度很低,具有良好的视野清晰度㊂图3为铁镍合金镀膜玻璃的可见光透光率随薄膜厚度变化的曲线㊂从图3中可以看出,随着薄膜厚度的增加,镀膜玻璃的可见光透过率明显减小,在厚度达到50nm后可见光透光率降低到0.1%,可见光基本不能透过㊂图4为铁镍合金镀膜玻璃的可见光透光率随热处理温度变化的曲线,从图中可以看出,在膜厚大于30nm时热处理对提高镀膜玻璃的可见光透过率不明显,对于膜厚小于30nm的铁镍合金镀膜玻璃,随着热处理温度的升高可见光透过率逐渐变大,但在经过400ħ热处理后镀膜玻璃的可见光透过率会出现较为明显的减小,膜厚为5nm的镀膜玻璃在经过300ħ热处理后具有最大的透过率为47.4%㊂图3㊀铁镍合金镀膜玻璃的可见光透过率随膜厚变化曲线Fig.3㊀Curves of visible light transmittance of Fe-Nialloy coated glass with filmthickness图4㊀铁镍合金镀膜玻璃的可见光透过率随热处理温度变化曲线Fig.4㊀Curves of visible light transmittance of Fe-Ni alloy coated glass with heat treatment temperature㊀㊀结合XRD㊁FESEM分析,对于较厚的薄膜,可见光透过率已经很低,热处理对其影响不大,但对于较薄的薄膜,热处理使得薄膜的结晶程度增加,镀膜玻璃的可见光透过率增加,但在400ħ热处理后,薄膜的表面的连续性被破坏,可见光在透过膜层时散射加剧,反而使得可见光透过率下降㊂3156㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷综上所述,铁镍合金镀膜玻璃的雾度受热处理温度及膜厚的影响不大,可见光透过率与膜厚和热处理温度有一定关系,为保证铁镍合金镀膜玻璃具有良好的光学性能,需尽可能地减小铁镍合金膜层的厚度,并在300ħ左右温度进行热处理㊂2.3㊀热处理对镀膜玻璃电磁性能的影响针对镀膜玻璃的电学性能,分别测试不经热处理㊁200ħ热处理㊁300ħ热处理以及400ħ热处理的铁镍合金镀膜玻璃的方块电阻,结果如表4所示㊂表4㊀铁镍合金镀膜玻璃的方块电阻值Table 4㊀Sheet resistance of Fe-Ni alloy coated glassThickness /nmSheet resistance /(Ω㊃sq -1)Without heat treatment 200ħ300ħ400ħ5201.5166.286.5113.21065.659.331.733.93017.618.19.510.8509.99.0 5.8 6.3图5和图6分别为铁镍合金镀膜玻璃表面的方块电阻随膜厚以及热处理温度的变化曲线㊂可以看出,铁镍合金薄膜的方块电阻随膜厚的减小急剧增加,膜厚越小的铁镍合金薄膜的方块电阻受热处理温度的影响越大,当薄膜厚度为5nm 和10nm 时,随热处理温度升高方块电阻逐渐减小,在300ħ热处理后方块电阻分别降86.5Ω/sq 和31.7Ω/sq,当薄膜厚度为30nm 和50nm 时,随热处理温度升高方块电阻变化较小,在300ħ热处理后具有最小的方块电阻分别为9.5Ω/sq 和5.8Ω/sq㊂随着热处理温度的升高,铁镍合金薄膜的结晶程度逐渐增加,晶粒形核生长,尺寸变大,晶体的缺陷逐渐消失,导电性增强,方块电阻逐渐减小,随着温度继续升高,沉积在玻璃基片的铁镍合金晶粒生长变得更大,但薄膜的厚度在50nm 以内,铁镍合金薄膜约有几百个原子层厚度,晶粒的生长使得堆积在一起的薄膜组织出现断裂和孔隙,使铁镍合金薄膜的连续性受到影响,膜层厚度越小受到的影响越大,方块电阻在经400ħ热处理后增加更为明显㊂图5㊀铁镍合金镀膜玻璃的方块电阻随膜厚变化曲线Fig.5㊀Curves of sheet resistance of Fe-Ni alloy coated glass with filmthickness 图6㊀铁镍合金镀膜玻璃的方块电阻随热处理温度变化曲线Fig.6㊀Curves of sheet resistance of Fe-Ni alloy coated glass with heat treatment temperature㊀㊀分别测试不同厚度和不同热处理温度处理后的铁镍合金镀膜玻璃在1MHz ~1GHz 电磁波频段下的相对磁导率,图7为铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率随膜厚变化曲线,图8为铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率随热处理温度变化曲线㊂从图7㊁图8中可看出,在1MHz ~1GHz 电磁波频段内,铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率随频率增加而增加㊂图7可以看出膜厚在50nm 以内时,在同一频率下铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率随膜厚增加而增加,但变化很小㊂图8可以看出在低于300ħ热处理时,铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率基本不变,但经400ħ热处理后相对磁导率明显减小㊂第9期曹文龙等:热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响3157㊀图7㊀铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率随膜厚变化曲线Fig.7㊀Curves of relative permeability of Fe-Ni alloy coated glass with filmthickness 图8㊀铁镍合金薄镀膜玻璃的相对磁导率随热处理温度变化曲线Fig.8㊀Curves of relative permeability of Fe-Ni alloy coated glass with heat treatment temperature ㊀㊀磁导率与材料的结构有密切关系,热处理会促进薄膜的结晶过程,使得晶粒尺寸变大,晶界比例减少,对磁畴的运动阻碍作用减小,进而使薄膜的磁导率增加㊂从FESEM 图中可以看出,经过热处理后,薄膜的结晶度增加,晶粒尺寸长大但仍是纳米级,而晶粒只有在长大到一定尺寸后才能提高铁镍合金薄膜的磁导率,但当热处理温度升高到400ħ后,反而会使膜层组织的连续性受到影响,出现孔隙,使得磁畴运动的能力受到更大的阻碍,进而表现为相对磁导率的减小㊂综上所述,铁镍合金镀膜玻璃的电磁性能与膜厚及热处理温度有关,为保证制得的铁镍合金镀膜玻璃具有较好的电磁性能,膜层厚度应该在30~50nm 范围内,热处理温度应该在300ħ左右㊂2.4㊀热处理后镀膜玻璃的电磁屏蔽性能图9㊀铁镍合金薄镀膜玻璃在10kHz ~18GHz频段的屏蔽效能Fig.9㊀Shielding effectiveness of Fe-Ni alloy coated glass in the 10kHz ~18GHz frequency band 结合对铁镍合金镀膜玻璃光学㊁电磁性能的分析,并且为了保证薄膜可见光透过率,最终选定制备膜厚为30nm,经过300ħ的热处理的铁镍合金镀膜玻璃㊂对所制备的样件进行电磁屏蔽性能测试,选取频段为10kHz ~18GHz 内多点进行测量,得到的结果如图9所示㊂从图中可以看出,对于30MHz 以下的低频波段,镀膜玻璃的屏蔽效能较高,维持在30dB 以上,在14kHz 时最高达到55dB㊂但镀膜玻璃在30MHz ~18GHz 的较高频段范围内的屏蔽效能较低,特别是在1GHz 以上,屏蔽效能在30dB 以下㊂电磁波一般以30MHz 为分界,30MHz 以下主要表现为磁场,30MHz 以上主要为电场,而铁镍合金作为一种磁性材料,可以对于磁场有着较好的导流作用,具有较好的磁场屏蔽性能,同时铁镍合金也具有导电性,对电场屏蔽也起着一定作用,所以铁镍合金镀膜玻璃在10kHz ~18GHz 的宽频波段都具有屏蔽性能,且在30MHz 以下频段内的屏蔽性能优于30MHz 以上,可优选为低频电磁屏蔽材料㊂3㊀结㊀论(1)室温下玻璃表面电子束加热蒸发镀制的铁镍合金薄膜主要为非晶态结构,经过热处理后逐渐出现一定的体心立方结构的晶相,在(110)方向具有择优取向㊂热处理温度高于400ħ时使得晶粒粗大,薄膜出3158㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷现孔隙,影响膜层组织的连续性㊂(2)铁镍合金镀膜玻璃的雾度受膜厚及热处理温度的影响较小,在1%以内变化;可见光透过率随膜厚的增加而快速降低,随热处理温度的增加先升高后降低,经300ħ热处理后,镀膜玻璃的可见光透过率最高㊂(3)铁镍合金镀膜玻璃表面的方块电阻随膜厚的增加而减小;随热处理温度的升高先减小后增大,在300ħ热处理后出现最大值;在300ħ以下进行热处理时,铁镍合金镀膜玻璃的相对磁导率基本不变,但经400ħ热处理后相对磁导率明显减小㊂(4)铁镍合金镀膜玻璃在10kHz~30MHz的低频电磁波频段内的屏蔽效能较高,维持在30dB以上,在14kHz时最高达到55dB,在30MHz~18GHz的较高频段范围内的屏蔽效能较低,普遍在30dB以下,铁镍合金薄膜是电磁屏蔽玻璃低频屏蔽的优选材料㊂参考文献[1]㊀杨文翰,曲晟明,李芃芃.浅析电磁辐射对人体健康的影响[J].数字通信世界,2014(4):56-59.YANG W H,QU S M,LI P P.Analysis on the health effects of electromagnetic radiation[J].Digital Communication World,2014(4):56-59 (in Chinese).[2]㊀刘雪飞.移动通信基站的电磁辐射水平及其对人体健康的影响[J].科技视界,2019(20):54-55.LIU X F.Electromagnetic radiation level of mobile communication base station and its effect on human health[J].Science&Technology Vision, 2019(20):54-55(in Chinese).[3]㊀唐振波,干㊀叶.电磁辐射的污染与防护[J].资源节约与环保,2019(4):106.TANG Z B,GAN Y.Pollution and protection of 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热处理对等离子熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层组织及耐磨性能的影响

热处理对等离子熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层组织及耐磨性
能的影响
柯德庆;汪威;吕正奇;潘应君;常智敏
【期刊名称】《武汉科技大学学报》
【年(卷),期】2024(47)2
【摘要】采用等离子熔覆技术在H13合金钢表面熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计以及多功能摩擦磨损试验机,对热处理前后熔覆层的组织结构、硬度和
耐磨性进行分析。

结果表明,Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层主要由α-Fe、Mo 2 FeB 2、(Mo,Fe,Cr)3B 2和Fe 23(B,C)6相组成;熔覆层磨损以Mo 2 FeB 2硬质相的脆性
剥落为主;在1000℃温度热处理后,熔覆层平均硬度达到1061HV 0.5,相比于焊态
提高了28.3%,耐磨性相比于焊态提升了42.0%。

合金覆层硬度提升和耐磨性的改
善可以归因于高温热处理导致的碳化物共晶组织消失、Mo 2 FeB 2硬质相增多以及黏结相强度增加。

【总页数】8页(P93-100)
【作者】柯德庆;汪威;吕正奇;潘应君;常智敏
【作者单位】武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG156;TG455
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