Academic literature on the topic 'Fe-Co-Mo alloys'

The magnetic properties of alloy containing Fe and 30%Cr, 15 % Co with addition of 3 % Mo after cold rolling were analyzed. It was shown that Hc of Fe-Cr-Co-Mo alloys with cubic texture of recrystallization increases up to 30 %: Hc = 76 kA/m. It was concluded that additional reserves of magnetic properties are created with a more perfect crystallographic and magnetic texture during the recrystallization process.

This paper reviews our recent results of the formation, fundamental properties, workability and applications of late transition metal (LTM) base bulk glassy alloys (BGAs) developed since 1995. The BGAs were obtained in Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si), Fe-(Cr,Mo)-(C,B), Fe-(Zr,Hf,Nb,Ta)-B, Fe-Ln-B(Ln=lanthanide metal), Fe-B-Si-Nb and Fe-Nd-Al for Fe-based alloys, Co-(Ta,Mo)-B and Co-B-Si-Nb for Co-based alloys, Ni-Nb-(Ti,Zr)-(Co,Ni) for Ni-based alloys, and Cu-Ti-(Zr,Hf), Cu-Al-(Zr,Hf), Cu-Ti-(Zr,Hf)-(Ni,Co) and Cu-Al-(Zr,Hf)-(Ag,Pd) for Cu-based alloys. These BGAs exhibit useful properties of high mechanical strength, large elastic elongation and high corrosion resistance. In addition, Fe- and Co-based glassy alloys have good soft magnetic properties which cannot be obtained for amorphous and crystalline type magnetic alloys. The Feand Ni-based BGAs have already been used in some application fields. These LTM base BGAs are promising as new metallic engineering materials.

Fe-Cr-Mn alloy is a common material used for the metallic interconnector of solid oxide electrolyte fuel cells (SOFC). However, its high temperature oxidation resistance needs to be strengthened to improve the performance of SOFC. In this study, the effect of trace additions of Ti, Mo, Co and La on the high-temperature behavior of Fe-Cr-Mn alloy was investigated. The composition of Fe-22Cr-2Mn-X (X = Ti, Mo, Co, La) alloys was designed to maintain a bcc structure with the aid of the thermal-calc software. These alloys tended to form Cr-rich oxide in the inner layer and Mn-rich oxide in the outer layer of the specimens after oxidative tests at 850°C, thus reducing the likelihood of chromium oxide evaporation. The experimental results indicated that the addition of Co and La produced better oxidation resistance at high temperatures than Ti and Mo. In addition, the influence of trace elements on electrical resistance of the interconnector material was examined as well.

W-Mo-Ni-Fe-Co heavy tungsten alloys were fabricated by mechanical alloying. The effects of Mo and oxide dipsersoids on the characteristics and properties of the model alloys were investigated. In this study, the W-Mo matrix and γ-Ni(Fe,Co) binder phase were further synthesized with Y2O3 by a secondary ball milling method. The results suggest that the microstructure and sintering behavior of the model alloys are strongly influenced by the dispersed oxide particles. The model alloys with the Y2O3 addition demonstrate grain refinement and uniform microstructure. The dispersed particles could act as an inhibitor for diffusion of tungsten atoms and grain growth, promoting the formation of solid state during sintering. Consequently, good densification, high hardness, and elastic modulus of alloys can be achieved.

L'étude a été réalisée dans le cadre d'un développement industriel de poudres métalliques destinées à la fabrication d'outils diamantés. Le travail a porté sur les alliages ternaires Fe-Co-W et Fe-Co-Mo. La détermination expérimentale d'équilibres de phases a été effectuée entre 930°C et 1400°C à partir de nuances équilibrées et sur la base de couples de diffusion. Plusieurs compositions ont été choisies pour développer de nouvelles nuances à caractéristiques mécaniques élevées. Le durcissement des alliages obtenu par traitement thermique a été étudié dans deux nuances Fe-20Co-18W et Fe-27Co-8Mo (compositions en masse). L'analyse en diffraction des rayons X complétée par des observations en microscopie électronique en transmission permet de relier l'évolution du durcissement et la microstructure des alliages. La détermination de la séquence de précipitation dans les systèmes étudiés a permis de proposer des nuances d'alliages et les traitements thermiques associés compatibles avec le procédé de fabrication et les performances mécaniques visées
The study was carried out in order to develop metallic powders for the diamond tools. The work was focused on Fe-Co-W and Fe-Co-Mo ternary alloys. Phase equilibria were determined between 930°C and 1400°C owing to annealed alloys and also on the basis of diffusion couples. Several compositions were selected to develop new alloys with high mechanical properties. The effect of thermal treatments on the hardening of the alloys was studied for two compositions Fe-20Co-18W et Fe-27Co-8Mo (in mass). The evolution of hardening as a function of the microstructure features was examined using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The sequence of precipitation was determined. New alloys and associated thermal treatment suitable to industrial manufacturing are proposed

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – Технічна електрохімія. – Національний технічний уні-верситет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2019. Дисертаційну роботу присвячено розробці технології електроосадження функціональних покривів сплавами заліза з кобальтом і молібденом з комплек-сних цитратних електролітів. За результатами аналізу іонних рівноваг і кінетичних закономірностей встановлено, що молібден відновлюється у сплав з ферумом та кобальтом до металевого стану з гетероядерних комплексів через утворення проміжних сполук як внаслідок катодної поляризації, так і ад-атомами водню за рахунок реалізації спілловер-ефекту. Варіювання режимів і параметрів електролізу дозволяє формувати композитні металоксидні покриви в системі ферум-кобальт-молібден інкорпорацію до складу металевої матриці оксидів молібдену, як інтермедіатів електродних реакцій. Обґрунтовано кількісний склад електроліту та режими нанесення покривів із заданим вмістом компонентів, морфологією, структурою та експлуатаційними характеристиками. Визначено оптимальні режими поляризації, застосування яких дозволяє отримувати бездефектні покриви. Корозійний опір покривів системи Fe–Co–Mo(МоОₓ) перевищує значення для сплавотвірних компонентів, а мікротвердість майже втричі вища за мікротвердість матеріалу основи та індивідуальних компонентів тернарної системи. Високу електрокаталітичну активність покривів виявлено в катодних реакціях виділення водню, яка внаслідок реалізації синергетичного ефекту вища порівняно із індивідуальними металами і зростає з вмістом молібдену, а активність покривів Fe–Co–Mo(МоОₓ) в анодних реакціях окиснення низькомолекулярних спиртів за густиною струмів анодних і катодних піків навіть вища, ніж на платині. Покриви є “магнітом’якими матеріали”, які можна застосовувати у виробництві магніто-оптичних інформаційних накопичувачів, а сенсорні властивості щодо окремих компонентів газових середовищ використано для створення чутливого елемента сенсора. Запропоновано технологічну схему електроосадження покривів Fe–Co–Mo(МоОₓ) залежно від їх практичного призначення.
Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences in the speciality 05.17.03 – Technical еlectrochemistry. – National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute” Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the development of technology for electrodeposition of functional coatings by alloys of iron with cobalt and molybdenum from complex citrate electrolytes. Based on the analysis of ionic equilibria and kinetic laws, it was found that molybdenum is converted into an alloy with iron and cobalt to a metallic state from heteronuclear complexes through the formation of intermediate spokes both as a result of cathodic polarization and as a result of the formation of hydrogen and hydrogen atoms. realize overflow effect. Changing the modes and parameters of electrolysis allows the formation of composite metal oxide coatings in iron-cobalt-molybdenum system by including a metal matrix of molybdenum oxide as an intermediate link of electrode reactions. The quantitative composition of the electrolyte and the modes of coating with a given content of components, morphology, structure and operational characteristics are justified. The optimal polarization modes are determined, the use of which allows one to obtain defect-free coatings. The corrosion resistance of the coatings of the Fe-Co-Mo(MoOₓ) system exceeds the value for the alloy components, and the microhardness is three times higher than the microhardness for steel and individual components of the ternary system. High electrocatalytic activity of the coatings was found in cathodic hydrogen evolution reactions, which, as a result of the synergistic effect, is higher than for individual metals, and grows with the molybdenum content and the activity of Fe-Co-Mo (MoOₓ). Coatings in the reactions of anodic oxidation of low molecular weight alcohols at a current density of the anodic and cathodic peaks are even higher than on a platinum electrode. The coatings turned out to be "soft magnetic materials" that can be used in the manufacture of magneto-optical information storage devices, and the sensory properties of individual components of gaseous media were used to create a sensitive element of the sensor. The technological scheme of electrodeposition of Fe-Co-Mo (MoOₓ) coatings is proposed, depending on their practical purpose.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – Технічна електрохімія. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. Дисертаційну роботу присвячено розробці гальванохімічної технології покривів тернарними сплавами і композитами системи ферум-кобальт-молібден з підвищеним рівнем функціональних властивостей на підставі гіпотези про інкорпорацію оксидів тугоплавких компонентів як інтермедіатів електродних реакцій, до складу металевої матриці. Обґрунтовано компонентний склад електроліту та співвідношення концентрацій сплавотвірних компонентів в системі ферум-кобальт-молібден і закономірності комплексоутворення в присутності цитрату, які склали підгрунтя до розробки електролітів для нанесення металевих і металооксидних покривів. Встановлено, що бездефектні покриви високої якості з вмістом молібдену понад 30 ат.% формуються з електролітів із концентрацією натрій цитрату 0,4−0,5 М та оксометалату 0,2 М. Доведено, що утворення гетероядерних комплексів є передумовою для гнучкого керування іонними рівновагами в розчині, а відтак, і механізмом та перенапругою електродних реакцій, перебіг яких підпорядковується закономірностям змішаної кінетики, про що свідчать і визначена енергія активації процесу. Відновлення молібдат-іону до металевої фази відбувається через утворення поверхневих оксидів проміжного ступеню окиснення. Залежно від повноти перебігу цього процесу створюються умови до формування металевого покриву тернарним сплавом або металоксидного композиту, друга фаза якого складається з оксидів молібдену в проміжному ступені окиснення, тобто утворюється безпосередньо в електродному процесі. Встановлено, що відновлення оксометалату може перебігати в декілька стадій − як за електрохімічним, так і хімічним механізмом за участю ад-атомів гідрогену, які утворюються в катодній реакції. Саме така особливість забезпечує варіативність катодного процесу та надає можливість гнучкого керування перебігом окремих стадій і складом та властивостями цільового продукту технологічного процесу. Головними чинниками, що забезпечують варіативність складу покривів, є режим поляризації – гальваностатичний або імпульсний, та амплітудні і часові параметри струму. За однакових густин струму застосування імпульсного електролізу дозволяє формувати покриви із значно вищим вмістом молібдену. Зокрема, за сталих тривалості імпульсу 10-20 мс та паузи 5–20 мс склад покривів збагачується молібденом до 30 ат. % при суттєво нижчому вмісті оксигену. Такі зміни у складі покриву порівняно з стаціонарним режимом зумовлені перебігом впродовж паузи хімічної реакції відновлення проміжних оксидів молібдену ад-атомами водню внаслідок реалізації спілловер-ефекту. Вища кількість фази оксидів в складі покривів тернарним сплавом, сформованих в гальваностатичному режимі, дає підстави класифікувати їх як композити. За однакового типу поляризації струмозалежними виявились не тільки вміст компонентів сплаву/композиту, а й морфологія поверхні осадів та вихід за струмом. В умовах стаціонарного електролізу вихід за струмом сплаву знаходиться в межах 56−62 %, а при застосуванні імпульсного електролізу ефективність процесу зростає до 61−70 % за рахунок внеску хімічної реакції відновлення оксидів молібдену ад–атомами водню. Розсіювальна здатність електроліту також залежить від густини струму і має екстремальний характер із максимумом у 62 % при і=2,5 А/дм². Отримані результати розсіювальної здатності узгоджуються із значеннями для відомих електролітів. Композитні Fe−Co−MoОₓ і металеві Fe−Co−Mo покриви мають дрібноглобулярну структуру поверхні, розвиненість якої зростає зі збільшенням густини струму, а характер і розмір кристалітів залежить від складу покривів і режимів електролізу. Так, для покривів Fe48Сo40Mo12, отриманих постійним струмом, середній розмір кристалітів становить 63 Ǻ, а для покриву Fe43Сo39Mo18, отриманому в імпульсному режимі, середній розмір кристалітів складає 56 Ǻ. Залежно від режимів електроосадження різниться і шорсткість поверхні – в гальваностатичному та імпульсному режимах параметр Ra для сплавів становить 0,15 і 0,11, відповідно, що характерно для 9–10 класів шорсткості. Синтезовані покриви мають широкий спектр фізико-хімічних і фізико-механічних властивостей з високим рівнем споживчих характеристик. Так, тестуванням корозійної тривкості встановлено, що за глибинним показником (0,018 – 0,02 мм/рік) покриви мають 4 бал стійкості за десятибальною шкалою, а ранжовані за густиною струму корозії є "стійкими" в кислому середовищі та "вельми стійкими" у нейтральному та лужному. Корозійну стійкість в кислому середовищі підвищує наявність молібдену через кислотний характер його оксидів, а в нейтральному і лужному середовищах покриви проявляють стійкість внаслідок пасивації феруму і кобальту. Вільна енергія поверхні металевих покривів і композитів в межах 118−128 мДж/м², що майже на порядок величини нижча за сплавотвірні компоненти, а поверхні композитів Fe−Co−MoОₓ нижча ніж сплаву Fe−Co−Mo завдяки вищому вмісту кисню в його структурі, внаслідок чого покриви композитами є хімічно стійкішими. Мікротвердість гальванічних покривів знаходиться в межах 595 – 630 кгс/мм² і є вищою, порівняно із сплавотвірними компонентами, а також в 2,5–3 рази більшою за сталеву основу. Мікротвердість осадів симбатно змінюється із вмістом молібдену і в інтервалі досліджених густин струму також зростає з підвищенням цього параметра. Результатами комплексних випробувань механічних характеристик доведено високу адгезію покривів до поверхні підкладки, стійкість до полірування, нагріву і зламу. Встановлено високу електрокаталітичну активність тернарного сплаву в анодних реакціях окиснення низькомолекулярних спиртів, а значення анодних і катодних піків струму на циклічних вольтамперограмах навіть вищі за платиновий електрод, тому гальванічні покриви сплавом Fe−Co−Mo можна розглядати як перспективні каталітичні матеріали паливних елементів. Високу електрокаталітичну активність покривів виявлено і в катодних реакціях виділення водню з лужних та кислих середовищ, яка внаслідок реалізації синергетичного ефекту вища порівняно із індивідуальними металами. Встановлено залежність між складом сплаву і каталітичними властивостями – більший вміст молібдену в цілому покращує якість покривів. Водночас, густина струму обміну реакції виділення водню на композитних покривах в усіх модельних розчинах вище, ніж для металевих, що узгоджується з результатами визначення виходу за струмом. Покривам притаманні магнітні властивості, а значення коерцитивної сили для покривів Fe−Co−Mo знаходиться в інтервалі 7−10 Ое, що перевищує значення для бінарного Fe−Co сплаву (6,5–7,2 Ое). Сплави Fe−Co−Mo, як "магнітом’які матеріали", можна застосовувати і у виробництві елементів магнітних інформаційних накопичувачів. Означений сплав виявляє сенсорні властивості щодо окремих компонентів газових середовищ та може бути використаний, зокрема, як матеріал чутливого елемента сенсора для визначення граничної концентрації водню. На підставі визначених кінетичних характеристик і технологічних струмозалежних параметрів створено програмний і технологічний модулі і запропоновано варіативну технологічну схему нанесення покривів Fe−Co−Мо(МоОₓ) керованого складу та прогнозованими фізико-механічними і фізико-хімічними властивостями. За результатами дослідно-промислових випробувань виробів та елементів обладнання з покривами тернарними сплавами на ПАТ "Укрндіхіммаш" та в Метрологічному центрі військових еталонів Збройних Сил України доведено високий рівень експлуатаційних характеристик синтезованих покривів та ефективність технології їх нанесення. Результати досліджень впроваджені в навчальний процес кафедри фізичної хімії НТУ "ХПІ" і Військового інституту танкових військ НТУ "ХПІ".
Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences in the speciality 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» Kharkiv, 2019. The component composition of the electrolyte and the ratio of the concentrations of the alloys forming components in the ferum-cobalt-molybdenum system and the regularities of the complex formation in the presence of citrate, which became the basis for the development of electrolytes for metal deposition and metal oxide coatings are substantiated. It was found that high-quality coatings with a molybdenum content of more than 30 at.% Are formed from electrolytes with a concentration of sodium citrate of 0,4 – 0,5 М and oxometalate of 0,2 М. It is proved that the formation of heteronuclear complexes is a prerequisite for the flexible control of ionic equilibria in solution, the mechanism and overvoltage of electrode reactions, the course of which obeys the laws of mixed kinetics, which is confirmed and determined by the activation energy of the process. The reduction of the molybdate ion to the metal phase occurs by the formation of surface oxides of an intermediate oxidation state. Depending on the completeness of the course of this process, conditions are created for the formation of a metal coating of a ternary alloy or a metal oxide composite, the second phase of which consists of molybdenum oxides in an intermediate oxidation state, that is, is formed directly in the electrolysis process. The reduction of oxometalate can occur in several stages using both the electrochemical and chemical mechanisms, which include hydrogen ad-atoms and atoms that are formed in the cathodic reaction. It is this feature that provides the variability of the cathode process and allows flexible control of the stages, as well as the composition and properties of the product of the technological process. The main factors ensuring variability of the coating composition are polarization modes — galvanostatic and pulsed modes, and amplitude and time parameters of the current. At the same current densities, the use of pulsed electrolysis allows the formation of coatings with a significantly higher molybdenum content. In particular, with a constant pulse duration of 10–20 ms and pauses of 5–20 ms, the composition of the shells is enriched in molybdenum to 30 at.% With a significantly lower oxide content. Such changes in the composition of the coating compared with the stationary regime are due to the chemical reaction of the reduction of intermediate molybdenum oxides by hydrogen atoms as a result of the overflow effect. The higher content of the oxide phase in the composition of tournament alloys formed in the galvanostatic mode allows us to classify them as composites. With the same polarization mode, the parameters depending on the current are determined not only by the content of the components of the alloy or composite, but also by the morphology of the coating surface and the current efficiency. Under the conditions of stationary electrolysis, the efficiency of the alloy is in the range 56−62 %, and when using pulsed electrolysis, the efficiency of the process increases to 61–70 % due to the chemical reaction of the reduction of molybdenum oxides. hydrogen atoms of hydrogen. The dissipated ability of the electrolyte also depends on the current density and is extreme in nature with a maximum of 62% at i = 2.5 A/dm². Dissipation results are consistent with known electrolytes. Composite coatings Fe−Co−MoOₓ and metallic coatings Fe−Co−Mo have a fine-crystalline structure, surface development increases with increasing current density, and the nature and size of crystallites depends on the composition of the coatings and electrolysis conditions. So for Fe48Co40Mo12 coatings obtained by direct current, the average crystallite size is 63 Ǻ, and for Fe43Co39Mo18 coatings obtained in a pulsed mode, the average crystallite size is 56 Ǻ. Depending on the electrodeposition modes, the surface roughness also varies - in the galvanostatic and pulsed modes, the parameter Ra for the alloys is 0,15 and 0,11, respectively, which corresponds to grades 9-10. The synthesized coatings have a range of physico-chemical and physico-mechanical properties with a high level of performance. Thus, corrosion resistance testing shows that the depth of the index (0,018 – 0,02 mm/year) coatings are characterized as 4 points of resistance on a ten-point scale, and ranked according to the density of the corrosion current is "stable" in acidic solutions and "very stable" in neutral and alkaline solutions. Corrosion resistance to the acid solutions increases the presence of molybdenum through the acidic nature of its oxides, and in neutral and alkaline solutions the covers exhibit resistance due to passivation of iron and cobalt. The free energy of the surface of metal coatings and composites is in the range of 118-128 mJ/m², which is almost an order of magnitude lower than the alloys of the component and the surfaces of the Fe−Co−MoOₓ composites lower than the Fe−Co−Mo alloy due to the higher oxygen content in its structure. , causing the composites to be chemically stable. The microhardness of galvanic coatings is in the range of 595–630 kgf/mm² depending on the individual components and is 2,5–3 times higher than for steel. The microhardness of the coatings increases symbatically with an increase in the amount of molybdenum in the alloy and also increases with an increase in this parameter in the integral of current densities. The high adhesion of the coatings to the surface of the steel, resistance to polishing, heating and kink is established. The high electrocatalytic activity of ternary alloys in the reactions of anodic oxidation of low molecular weight alcohols was established, and the magnitude of the peaks of the anodic and cathodic currents in the cyclic voltammogram is even higher than that of the platinum electrode, so galvanic coatings with Fe−Co−Mo alloy can be considered a promising catalytic material for fuel cells. High electrocatalytic activity of the skin was also detected in cathodic reactions of hydrogen evolution from alkaline and acidic media, which is higher as a result of the synergistic effect compared to individual metals. A connection was established between the alloy composition and catalytic properties – a higher molybdenum content usually improves the quality of coatings. At the same time, the exchange current density of the hydrogen evolution reaction on composite coatings in all model solutions is higher than for metal coatings, which is consistent with the results of determining the current efficiency. The coatings have magnetic properties, and the value of the coercive force for Fe—Co−Mo coatings is in the range of 7-10 Oe, which is higher than the value for the Fe−Co alloy (6,5-7,2 Oe). Fe−Co−Mo alloys are "Magnetic materials" and can be used in the production of magnetic information storage elements. The alloy has sensory properties on the individual components of the gas environment and can be used, in particular, as a sensor material of the sensor to determine the maximum hydrogen concentration. Based on kinetic characteristics and technological parameters, software and technological module have been created and a variable technological scheme for applying Fe−Co−Mo(MoOₓ) coatings of controlled composition and predicted physicomechanical and physicochemical properties has been proposed. According to the results of tests and elements of equipment coated with ternary alloys at PJSC "Ukrndikhimmash" and at the Metrological center of military standards of the Armed Forces of Ukraine, a high level of operational characteristics of the synthesized coatings and the effectiveness of the technology for their synthesis have been proved. The research results were introduced into the educational process of the Department of Physical Chemistry NTU "KhPI" and the Military Institute of Tank Troops NTU "KhPI".

Ce mémoire comporte deux parties. Partie 1 : DESCRIPTION MACROSCOPIQUE DU COMPORTEMENT ANELASTIQUE. Le comportement plastique du Waspaloy manifeste un surécrouissage portant sur les deux composantes isotropes et cinématique qu'on se propose de modéliser. Pour cela on utilise un modèle de plasticité de l'ONERA-LMT, que l'on modifie afin de rendre compte du surécrouissage dû aux trajets de chargement non-proportionnels. Après confrontation entre les résultats prévisionnels du modèle et les résultats expérimentaux, il s'avère que la modélisation proposée rend bien compte d'une façon satisfaisante du comportement de cet alliage. Partie 2 : MODELISATION MICROMECANIQUE DU COMPORTEMENT ENDOMMAGEABLE. En se basant sur l'approche micromécanique de comportement anélastique non-endommageable des polycristaux, nous proposons dans cette partie un modèle micromécanique du comportement anélastique endommageable en fatigue plastique oligocyclique. Une variable endommagement scalaire ds est introduite au niveau de chaque système de glissement SG de cristaux CFC. Cette variable représente la naissance et la croissance de micro-rupture sur chaque SG localisé en surface libre. Le couplage entre le comportement et l'endommagement aux différents niveaux est soigneusement discuté. Des simulations numériques sous chargements simples et complexes en fatigue plastique sont réalisées. Ceci permet de montrer les capacités prédictives du modèle.

碩士
中國文化大學
化學工程與材料工程學系奈米材料碩士班
106
The purpose of this thesis is to study the microstructure and electrochemical properties of Cr19Fe22Co21Ni25Mo13 and Cr27Fe24Co18Ni26Nb5 high entropy alloys. The compositions of these two alloys were selected from the FCC phases in the CrFeCoNiMo and CrFeCoNiNb equlmolar alloys to develop the alloys with good corrosion resistance and workability. In this case, the polarization curves of Cr19Fe22Co21Ni25Mo13 and Cr27Fe24Co18Ni26Nb5 alloys in 0.5M sulfuric acid, 1M hydrochloric acid, 1M nitric acid, and 1M sodium chloride solution at 30, 40, 50, and 60 degrees Celsius were measured by a constant current/potentiometric potentiometer. The corrosion potential, corrosion current density, and passivation potential are compared with each other and finally compared with 304 stainless steel. These two alloys generated passivation zone in deaerated 0.5M sulfuric acid, 1M hydrochloric acid, 1M nitric acid, and 1M sodium chloride solutions. However, the passivation zone disappeared because the test temperature increased. This would also cause corrosion potential Ecorr and corrosion current icorr unstable. In addition, we investigated the microstructures and hardness of these alloys after annealing. Annealing had no effect on the Cr27Fe24Co18Ni26Nb5 alloy, but some precipitates were found in Cr19Fe22Co21Ni25Mo13 alloy.

碩士
中國文化大學
材料科學與奈米科技研究所
94
According to the previous study of our group, four alloys of NbNiTi, NbNiTiCo, NbNiTiCoMo and NbNiTiCoMoFe were prepared by arc-melting. The elements of these alloys were selected because of their atomic sizes were large difference, they were thereby chosen for investigating the effects of these different elements on the properties of the alloys. The effects of heat treatment on the microstructures and mechanical properties of these alloys were also examined. The results indicated that the NbNiTiCo, NbNiTiCoMo and NbNiTiCoMoFe alloys possessed good high-temperature oxidation resistance by TGA, but NbNiTi alloy easily oxidized at high temperature. The hardness of these alloys increased with increasing the number of the elements, because atoms with different sizes increased. In addition, the fracture toughness of NbNiTi and NbNiTiCoMo alloys decreased after annealed, but that of NbNiTiCo alloy increased after annealed. These four alloys had similar dendritic microstructures by SEM observation. They still kept almost the same

碩士
中國文化大學
材料科學與奈米科技研究所
94
Abstract The microstructures, mechanical properties and thermal properties of the six-element and seven-element alloys of FeNiCoTiCr(Mo and/or Nb) were examined in this study, and analyzed the effects of microstructures on these properties. The results indicated that the FeNiCo was only single FCC phase alloy; the other alloys had two or three phases at least, the major phases in these alloys were HCP or FCC phases. The increasing of solid solution strengthening effect was examined with increasing the number of different elements with different sizes. The FeNiCoTiCrMo alloy had the highest hardness value of HV 833 among these alloys. It was the result of combination of the effects, such as grain refinement strengthening, dispersion strengthening, bonding energy strengthening and amorphous phase with free dislocation existing. Additionally, adding the sixth element of Nb into FeNiCoTiCr alloy possessed the better high-temperature oxidation resistance rather than adding the other high-melting point element of Mo. The weight increment of the FeNiCoTiCrNb alloy by thermogravimetry analysis in a atmosphere of dry air was less than 0.5 wt.% when the test temperature was up to 800°C. However, the other alloys in this study also exhibited good high-temperature oxidation resistance.

碩士
國立中正大學
物理學系暨研究所
101
Amorphous materials with excellent intrinsic properties, such as high thermal stability, high electrical resistivity, outstanding soft magnetic and mechanical properties, have been discovered. Consequently, ferromagnetic Fe-based bulk metallic glasses (BMGs) were considered as suitable candidates for replacing conventional crystalline Si-steel for motor applications. In this work, the effect of transition metals (M, M=Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, and Hf) on the glass-forming ability (GFA) and soft magnetic properties of Fe76M3P10C4B3Si3 melt spun ribbons and BMGs sheets were studied. Among those transition metals, Mo exhibits the best GFA properties. Meanwhile, for Fe76Mo3P10C4B3Si3 ribbon, the supercooled region (∆Tx) of 62 K, reduced glass transition temperature (T¬rg) of 0.57, as well as the lowest Hc of 24.6 A/m, measured by vibrating sample magnetometer, were obtained. According to these results, the Mo content was modified in order to further improve GFA and soft magnetic properties of the samples. For Fe79-xMoxP10C4B3Si3 (x= 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5) series ribbons, the best GFA properties and soft magnetic properties were achieved for x=3. In addition, the maximum thickness of amorphous sheet using Fe76Mo3P10C4B3Si3 can be as large as 2 mm which showed the optimal properties of ∆Tx= 62 K, T¬rg= 0.57, σ12 kOe= 1.09 T, Hc= 50.6 A/m (0.63 Oe) and TC= 535 K. Finally, amorphous ribbon and bulk samples were made by using Fe76-xCoxMo3P10C4B4Si3 (x= 0, 5, 10, 15, 20) alloys. The lowest coercivity was found in alloy ribbons with x= 10, it also showed the optimal properties of ∆Tx= 51 K, T¬rg= 0.58, σ12 kOe= 1.19 T, Hc= 15.2 A/m ( 0.19 Oe) and TC= 594 K.

In this paper, the Fe-rich phases in and their detrimental effect on aluminum alloys are summarized. The existence of brittle platelet β-Fe-rich phases lowers the mechanical properties of aluminum alloys. The methods to neutralize the detrimental effect of iron are discussed. The use of high cooling rate, solution heat treatment, and addition of elements such as Mn, Cr, Be, Co, Mo, Ni, V, W, Cu, Sr, or the rare earth elements Y, Nd, La, and Ce are reported to modify the platelet Fe-rich phases in aluminum alloys. The mechanism of the modification is briefly described. Technologies to remove iron from aluminum are reviewed extensively. The precipitation and removal of Fe-rich phases (sludge) are discussed. The dense phases can be removed by methods such as gravitational separation, electromagnetic (EM) separation, and centrifuge. Other methods include electrolysis, electro-slag refining, fractional solidification, and fluxing refining. The expensive three-layer cell electrolysis process is the most successful technique to remove iron from aluminum so far.

A study of the electrochemical formation of functional coatings by binary and ternary alloys M1M2, M1M3, M1M2M3 (where M1 is 3d6-8 metal of the iron subgroup: Fe, Co, Ni, and M2 is Mo, W; M3 is Re), from complex aqueous solutions and ionic melts. Such alloys are called "superalloys" due to a wide range of valuable physicochemical (corrosive, electrocatalytic) and functional properties and are designed to operate in extreme temperature and power modes with simultaneous exposure to an aggressive environment. The presence of rhenium in the alloy also simultaneously increases its strength and ductility (the so-called "rhenium effect"). A fundamentally new electrolyte (highly concentrated ammonia-acetate) has been developed for the formation of molybdenum alloys (NiMo, CoMo, FeMo) with a maximum content of a refractory component (about 85 at.%), such as those that exhibit a high electrocatalytic effect in the hydrogen evolution reaction (HER). The deposition of binary CoRe and ternary CoWRe alloys from a citrate electrolyte was carried out. The influence of the composition of solutions and electrolysis parameters on the chemical and phase composition, structure and properties of coatings has been established. The parameters of pulse electrolysis for obtaining multilayer CoMo and CoW coatings from carbamide melts containing cobalt and molybdenum / tungsten oxides have been determined.

By contract with the Austrian government, the ARC is treating radioactive waste from research institutions and industries. In the last years, one focus was the development of processes for the treatment of NORM and TENORM. Our goal in developing such processes is to recycle valuable compounds for further industrial usage and to concentrate the radioactive elements as far as possible, to save space in the waste storage facilities. Austria is an important producer of tungsten-thoria- and tungsten-molybdenum-thoria-cermets. Scrap is generated during the production process in the form of turnings and grinding sludge and dust. Although big efforts have been undertaken to replace Thorium compounds, waste streams from past production processes are still waiting for treatment. The total amount of this waste stored in Austria may be estimated to be approx. 100 tons. In close co-operation with the tungsten industries, recycling processes were tested and further developed at ARC in laboratory, bench scale and pilot plants. Three different approaches to solve the problem were studied: Dissolution of tungsten in molten iron in an arc or induction furnace, thus producing an Fe-W or Fe-W-Mo alloy. Slag is produced upon the addition of lime and clay. This slag extracts nearly all of the Thorium contained in the metal melt. Selective dissolution of Tungsten in aqueous alkaline medium after oxidation of the metal to the hexavalent state by heating the scrap in air at temperatures of 500°C to 600°C. The resulting oxides are treated with sodium hydroxide solution. Tungsten and Molybdenum oxides are readily dissolved, while Thorium oxide together with silicon and aluminum compounds remain insoluble and are separated by filtration. Sodium tungstate solution is further processed by the usual hydrometallurgical tungsten mill process. Oxidation and dissolution of Tungsten can be achieved in one step by an electrochemical process. Thus, thoriated Tungsten scrap is used as an anode in an electrolysis cell, while sodium hydroxide or ammonia serve as electrolyte. After dissolution of Tungsten, the solids are separated from the liquid by filtration. With the electrochemical process, treatment of Tungsten-Thoria scrap can be achieved with high throughput in rather small reactors at moderate temperatures and ordinary pressure. The Tungsten solution exhibits high purity. Another process which we examined in detail is the separation of radium from rare earth compounds. Radium was separated by co-precipitation with barium sulfate from rare earth chloride solutions. The efficiency of the separation is strongly pH-dependent. Again, the valuable rare earth compound can be reused, and the radioactive elements are concentrated.