【正文】 酸鍶，隨著合成溫度從900186。C，粉體的形狀越來越接近球形，另外，在1200186。這表明在低溫下(900186。C)粉體顆粒的生長由擴散機制控熔鹽主要有兩種類型：一類是金屬或合金熔液(通常為Ga、In和Sn等)，主要用于半導體單晶的生長；另一類是化合物類，包括氧化物和鹽類(如PbO、NaCI和K2SO4等)熔鹽的主要特征最常見的熔鹽是由堿金屬或堿土金屬的鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽等組成。由于是離子熔體，因此熔鹽具有良好導電性，其電導率一般比電解質(zhì)溶液高一個數(shù)量級．(2)具有廣泛的使用溫度范圍。C之間，且具有相對的熱穩(wěn)定性．(3)低的蒸氣壓。(4)對物質(zhì)有較高的溶解能力．(5)較大的熱容量和熱傳導值。(7)具有化學穩(wěn)定性熔鹽法中鹽的種類對所制備粉體的形貌和性質(zhì)非常關(guān)鍵，通常選擇所用鹽的種類時要遵循以下兩條主要原則：(1)對晶體材料應具有足夠大的溶解度，一般應為10～50wt％。(2)在盡可能寬的溫度范圍內(nèi)，不會形成穩(wěn)定的其它化合物，所要的晶體是唯一的穩(wěn)定相。(3)熔鹽在晶體中的固溶度應盡可能小，為避免熔鹽作為雜質(zhì)進入晶體，應選用那些與晶體不易形成固溶體的化合物作熔鹽。(4)應具有盡可能小的粘滯性，以利于溶質(zhì)和能量的輸運，從而有利于溶質(zhì)的擴散和潛熟的釋放，這對于生長高完整性的單晶是極為重要的。因此，在很多情況下，常選用鹽的共晶化合物來作為熔鹽。在實際應用時，很少利用單一鹽，經(jīng)常使用的是復合鹽。這可以歸結(jié)為由于鹽的熔體的形成，使反應成分在液相中的流動性增強，擴散速率顯著提高。通過熔鹽法可以更容易地控制粉體顆粒的形狀和尺寸?？刂迫埯}法所合成的粉體形狀的因素包括所用的鹽的種類和含量，反應溫度和時間，起始氧化物的粉末特征等。另外，熔鹽法的反應過程以及隨后的清洗過程中，也會有利于雜質(zhì)的消除，形成高純的反應產(chǎn)物。2．鋼件滲硅層的組織取決于硅含量，通常是由有序固溶體a/（Fe3Si）及無序固溶體a組成，也可以由單相（a相或a/相）構(gòu)成，滲層下由增碳區(qū)，與基體間由明顯的重結(jié)晶線，下圖為滲硅層的金相組織照片。該滲層不僅可以起到很好的防止高溫氧化的作用，而且在長期的熱循環(huán)中不發(fā)生開裂和剝落，與基體結(jié)合良好。滲硅復合層與木材結(jié)合面為結(jié)合牢固的鋸齒型冶金結(jié)合狀態(tài)。但是滲硅層較脆，降低剛的強度及塑性，難以切削加工。具體表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）硬度。圖2 滲硅層的顯微硬度和相組成（2）耐磨性能。例如45鋼滲硅后得到的是多孔滲硅層，經(jīng)170～200℃油中浸煮后有著較好的自潤滑作用，其耐磨性與未滲硅的相比提高了1～7倍。（3）耐腐蝕性能。這是因為滲硅層與介質(zhì)作用后，在工件表面形成了一層SiO2薄膜。由于滲硅層容易產(chǎn)生孔隙，在上述環(huán)境下多孔滲硅層易出現(xiàn)點蝕，甚至“膿瘡腐蝕”。 （4）抗氧化性能。試驗表明FeC合金（15%Cr）滲硅層含量w(Si)%增至3%時，抗氧化溫度可由800℃提高到1000℃；若硅含量大于3%，則會使抗氧化能力減弱。例如，當溫度高于600℃時，鉬在空氣中很快就被氧化，但滲硅后的鉬在大氣中加熱至1400℃持續(xù)數(shù)百小時也不氧化。cm2未滲硅滲硅未滲硅滲硅未滲硅滲硅10%（質(zhì)量分數(shù)）鹽酸10%（質(zhì)量分數(shù)）硫酸10%（質(zhì)量分數(shù)）磷酸10306010 滲硅層與工件材料、滲劑成分、工藝方式和條件有關(guān)。表84給出一些金屬的滲硅層組織。表3 一些金屬滲硅層的組織結(jié)構(gòu)金屬MoWTnNbNiCu滲層MoSi2WSi2TnSi2NbSi2NiSi2a組織Mo5Si3W5Si3a+g鎳、鉻、鈷、鉬、鎢、鈮等金屬滲硅后能顯著提高其抗高溫氧化性。1600℃靜態(tài)的壽命達55h。鎢經(jīng)固體滲硅后在1650℃保溫5h,降溫循環(huán)壽命為10h。鈮經(jīng)真空滲硅后，得到NbSiNiSi2滲硅層，1050℃靜態(tài)壽命為10h。 用20鋼滲硅代1Cr18Hi9Ti不銹鋼制作硫酸泵主軸，使用壽命從5個月延長到一年。用低碳鋼滲硅代替1Cr13不銹鋼制作洗碗機支架，使用壽命達到3年以上。（1）在鋼的化學成分中，碳含量的影響是最大的。研究滲硅時間對滲硅層厚度的影響時，、1h、2h、4h時，反應擴散層厚度隨時間的延長而增加，加熱時間為6h時，反應擴散層厚度反而降低，原因初步分析為：隨著滲硅時間的延長，Si原子充分擴散與基體中的Ti結(jié)合形成Ti5Si3相的速率遠遠大于向基體中擴散的速率，則反應擴散層厚度隨時間的延長而增加，但如果滲硅時間過長，活性Si的數(shù)量不足以維持滲層中和基體中的Si濃度平衡。圖4 溫度和時間對滲硅層厚度的影響11000℃ 2930℃ 3900℃ 4850℃（3）無孔隙滲硅層的形成與鋼中的碳含量和滲硅溫度、時間有關(guān)，如下圖所示。圖5 鋼中的碳含量和滲硅溫度對形成無孔隙滲硅層的影響 滲硅缺陷和防止措施表4 常見缺陷和防止措施序號缺陷類型產(chǎn)生原因防止措施1疏松與滲硅條件和鋼材成分有關(guān)提高鋼的碳含量可獲得無孔致密的擴散層。在粉末滲硅中易出現(xiàn)降低滲劑活性，減少硅鐵用量或使用低硅的硅鐵3燒結(jié)粉末滲硅劑中含有低熔點夾雜或滲硅溫度過高滲劑預先進行焙燒，適當調(diào)整滲硅溫度4內(nèi)裂紋易在滲層與基體交界處出現(xiàn)，若滲硅后冷卻較快，裂紋更易出現(xiàn)滲硅后緩冷碳鋼滲硅層的耐磨性、耐蝕性和機械性能主要決定于滲硅層組織中的孔隙大小、數(shù)量和分布。要獲得組織細化、孔隙細小而分布均勻的碳鋼滲硅層，宜選用45鋼，用不加入填充劑的滲硅劑，在較高的溫度、較短的時間進行滲硅，而且滲硅時要適當?shù)乜刂萍訜嵫h(huán)。該鋼種采用水平專用連續(xù)滲硅生產(chǎn)線。經(jīng)過試驗測定，%%Si、%Si硅鋼噪音對比，分別為45dBA、56dBA、70dBA以下。綜上所述，我們可以利用熔鹽滲硅法在304不銹鋼表面生成一層過度族金屬硅化物滲層可以大幅度改善其在腐蝕介質(zhì)中的耐熱蝕性以及水環(huán)境等腐蝕條件下的耐蝕性，從而進一步擴展 304不銹鋼的應用領(lǐng)域。由于鹽浴滲硅工藝簡單，操作簡便，對設備要求不高，所以廣泛的應用于工業(yè)生產(chǎn)和實踐中。上述研究中滲硅劑中 Si與 Na2SiF6 的摩爾比（下同）均約為9：2，我們試著改變兩者比例觀察其對滲硅層影響。我們采用上述比例的NaClKClNaF體系作為滲硅活性硅離子多的環(huán)境介質(zhì)，通過調(diào)整硅的比例，采用3種滲硅體系在900℃下對AISI 304奧氏體不銹鋼進行了滲硅處理，在基體表面獲得了硅元素的含量及金屬硅化物滲層。Fe3Si具有優(yōu)異的軟磁性能，良好的抗氧化和耐腐蝕性以及優(yōu)越的耐磨性能[79],其性能隨硅含量不同而不同。%的Fe3Si系合金往往形成有序相而難以機械加工。通過調(diào)整滲硅體系，在304表面形成不同含硅量的金屬硅化物滲層，則可在更廣泛的范圍內(nèi)改善AISI 304不銹鋼的性能。利用熔鹽滲硅法在0Cr18Ni9不銹鋼表面生成一層使得其因脆性問題而難以廣泛應用 利用熔鹽滲硅方法在 不銹鋼表面生成一層富含Cr、Ni的Fe3Si型過渡金屬硅化物滲層，則可以避開Fe3Si的脆性并有望將AISI 304的使用溫度提高到800℃以上，從而拓展AISI 304不銹鋼的應用領(lǐng)域。通常熔鹽法滲硅要求溫度在1050℃左右，通過選擇合適的熔鹽體系在800℃下對AISI 304不銹鋼進行了滲硅處理，滲硅一小時的滲層厚度約為60um，此厚度隨時間的增加而增厚。第3章 實驗方案實驗材料選用國內(nèi)某鋼鐵集團生產(chǎn)的連鑄態(tài)的0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼。中性鹽滲硅劑中各成分按摩爾比為分別為36%NaCl、36%KCl、18%FNa、8%Na2SiF2%Si的配比均勻混合。循環(huán)試驗在RJX813箱式電阻爐中進行，電阻爐升至設定溫度后，將試樣連同盛放樣品的瓷舟一起放入（瓷舟預先經(jīng)800℃高溫烘烤直至其恒重），試樣在設定的累計氧化時間取出，冷卻至室溫后用電子天平（）進行稱重。 （1）計算在實驗室中先計算好各元素的配比，在天平上依次稱量出所需的質(zhì)量。如果誤差太大，會影響后邊燒結(jié)過程。然后將所得的到的物質(zhì)在坩堝里混勻。（3）高溫加熱在保溫之前在爐中燒止一個小時左右，分三個階段進行燒制。將加熱爐調(diào)定溫度后進行計時。（4）冷卻敲渣在燒制完成后，小心的從爐子里取出燒制完成的試樣，進行冷卻后進行敲渣處理，在敲渣過程中也要特別注意安全。（5）拋光 將所燒制的試樣用粗細不一的砂紙進行打磨，一般規(guī)格的砂紙分240，600及1000,2000不等。打磨到一定程度后將試樣放在拋光機上進行拋光處理。 304不銹鋼在800℃下滲硅1h的硅化物滲層截面相圖。 （a）、(b) 為AISI304不銹鋼在滲硅體系中800℃保溫1h硅化物滲層的照片 304不銹鋼在800℃下滲硅2h的硅化物滲層截面的形貌，滲硅的厚度在100μm左右，可以明顯的看見，硅化物滲層與基體之間有明顯的界面，滲層致密。 （a）、(b) 為AISI 304不銹鋼在滲硅體系中800℃保溫5h硅化物滲層的照片從圖可以看出，硅化物滲層在相同的熔鹽體系中，滲層的厚度隨時間的延長而增厚，并且滲層均勻、致密，但硅化物滲層中也出現(xiàn)了許多孔洞。 結(jié)論（1）在800℃時，試樣在熔鹽體系中保溫1h2h5h AISI 304 不銹鋼滲層的厚度隨時間的增加而變厚。 致謝 本設計的完成是在我們老師的細心指導下進行的。從設計的選題到資料的搜集直至最后設計的修改的整個過程中，花費了老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責任心都將使學生受益終生！ 還要感謝和我同一設計小組的幾位同學，是你們在我平時設計中和我一起探討問題，并指出我設計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深