Ti-48Al-2Cr-2Nb钝化膜的电化学性能及形成机理

探究Ti-48Al-2Cr-2Nb合金钝化膜的耐腐蚀性和形成机理对提高电解加工过程中的抗杂散腐蚀具有重要意义。通过极化曲线确定了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的钝化电位,采用X射线光电子能谱确定了钝化膜的成分与结构,并运用电化学阻抗谱和Mott-Schottky理论分析了钝化膜的电化学性能。结果表明,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在NaNO_(3)电解液中钝化电位区间为0.079~1.896V,钝化膜主要成分为Al_(2)O_(3)、TiO_(2)及少量的Nb_(2)O_(5),呈双层多孔结构,具有良好的耐腐蚀性。钝化膜具有n型半导体特性,载流子密度随钝化电位的增加而降低。最后,构建了钝化膜形成示意图,揭示了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金钝化膜的形成机理与成相膜理论相符,以半球体模型延展并形成独立的相。

氮气流量对氮化钛涂层微观结构与性能的影响

采用直流反应溅射技术在Ti6Al4V钛合金表面制备了不同氮气流量的氮化钛涂层,通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、划痕仪和电化学工作站对涂层进行测试,研究了氮气流量对涂层微观结构与性能的影响。结果表明:当氮气流量为0.3 mL/min时,涂层呈非晶结构;氮气流量为0.5~3.5 mL/min时,涂层中存在氮氧化钛晶相。随着氮气流量的增大,涂层中的N元素含量减少,O元素含量增加,涂层的厚度减小,致密性、耐蚀性和界面结合增强。

镁合金表面溅射沉积M-TaC多层涂层的微观结构与性能

采用磁控溅射技术在ZK60镁合金表面制备了M-TaC多层涂层,并以TaC单层涂层作为对照,研究了涂层的微观结构、结合性能和耐腐蚀性能。结果表明,涂层呈多孔柱状结构和亲水性,能显著提高ZK60镁合金的耐腐蚀性能。相比于TaC单层涂层,M-TaC多层涂层的表面粗糙度增大,亲水性减弱,结合力提高(约60%),耐腐蚀性能增强(腐蚀电流密度减小2.382μA/cm^(2))。

退火温度对镁合金表面Nb_(2)O_(5)涂层微观结构与性能的影响

采用直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了Nb_(2)O_(5)涂层,并在不同的温度下对涂层进行退火处理,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、划痕仪和电化学工作站对Nb_(2)O_(5)涂层的微观形貌、晶相结构、结合性能和耐腐蚀性能进行测试与表征。研究结果表明,退火温度为100~400℃时,Nb_(2)O_(5)涂层的晶相未发生变化,且为非晶结构;而退火温度为500℃时,出现了六方晶相。随着退火温度的升高,涂层表面开裂现象加剧,涂层的结合力减小,耐腐蚀性能下降。

溅射工艺参数对氧化铌涂层微观结构与耐蚀性的影响

为揭示溅射工艺参数对氧化铌涂层耐蚀性的影响规律,采用直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了不同工艺参数的氧化铌涂层,并通过扫描电镜和电化学工作站对涂层进行微观结构及耐蚀性测试。结果表明:氧气流量对涂层微观结构的影响不显著,但涂层的耐蚀性随氧气流量的增加而降低;当溅射功率由60 W增大到100 W时,涂层表面的致密性变差,甚至出现裂纹,耐蚀性则先增强后减弱;随着沉积时间由180 min增加到420min,涂层的厚度增加、致密性下降,对基底的腐蚀保护效果先增强后减弱。

水煤浆喷嘴热冲蚀磨损机理研究

采用1Cr18Ni9Ti不锈钢、YG8硬质合金和Al2O3/(W,Ti)C陶瓷3种材料制备了水煤浆喷嘴,考察了其在水煤浆雾化和燃烧过程中的热冲蚀磨损机理.结果表明:喷嘴材料的硬度对水煤浆喷嘴的热冲蚀磨损行为具有重要影响;在相同条件下,高硬度的Al2O3/(W,Ti)C陶瓷喷嘴的冲蚀率最低,YG8硬质合金次之,硬度较低的1Cr18Ni9Ti不锈钢喷嘴的冲蚀率最高;在热冲蚀磨损工况下,1Cr18Ni9Ti不锈钢水煤浆喷嘴主要呈现微切削特征,YG8硬质合金水煤浆喷嘴主要呈现晶粒剥落特征,而Al2O3/(W,Ti)C陶瓷水煤浆喷嘴主要呈现研磨损伤和热崩特征.

制备参数对氧化铌涂层晶相成分与结合性能的影响

为探讨制备参数对直流反应溅射氧化铌涂层晶相成分与结合性能的影响规律,采用不同的氧气流量、功率和沉积时间,通过直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了氧化铌涂层。利用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对涂层进行表征,采用划痕仪测定了涂层的结合力。结果表明:当氧气流量为0.5~3.0 mL/min、功率为60~100 W、沉积时间为3~7 h时,制备参数对氧化铌涂层的晶相结构和化学价态没有影响,但是对涂层的结合性能影响显著。涂层结合力随氧气流量的增大而减小,随溅射功率和沉积时间的增加而先增大后减小。当溅射功率为80 W(W3试样)和沉积时间为300 min(T3试样)时,涂层的结合力分别为最大。

水煤浆喷嘴材料的应用研究

水煤浆技术是我国洁净煤发展战略的重要组成部分 ,而喷嘴是水煤浆燃烧器中的关键部件之一 ,喷嘴材料的抗磨和抗热冲击性能直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。文章对国内外水煤浆喷嘴材料的研究和应用进行了评述 ,并提出了今后水煤浆喷嘴材料的研究和发展方向。

水煤浆雾化喷嘴的磨损行为分析

以钢、硬质合金和陶瓷 3种材料制备水煤浆喷嘴 ,研究它们的磨损机理。结果表明 ,喷嘴材料的硬度越高 ,其磨损量越小 ;钢喷嘴的磨损机理主要表现为塑性变形和微观切削 ,硬质合金喷嘴的磨损机理主要表现为晶粒剥落 ,而陶瓷喷嘴的磨损机理主要表现为研磨状损伤和热崩。

溅射工艺参数对SiO_2/PET包装膜结合强度的影响

采用磁控溅射工艺制备了SiO2/PET包装膜,研究了射频功率、溅射时间、本底真空度和氩气流量等工艺参数对膜结合强度的影响。结果表明:随着射频功率、氩气流量的增大和溅射时间的增加,膜的结合强度均呈现出先增大后减小的变化趋势;本底真空度越高,薄膜的结合强度越大;所设的4个工艺参数中,溅射时间对薄膜结合强度的影响最大,射频功率次之,本底真空度和氩气流量的影响最小。

基材清洗工艺对SiO_2/PET膜基结合强度的影响

采用磁控溅射工艺,在PET表面沉积Si O2薄膜,利用SEM观察镀膜的表面形貌,通过附着力测试仪检测Si O2/PET膜基的结合强度,研究基材PET表面清洗工艺对Si O2/PET膜基结合强度的影响。结果表明:结合强度因PET基材表面清洗工艺的不同而不同,其中经等离子清洗的膜基结合强度最大,达0.14MPa,分别较深度清洗、一般清洗和不清洗的膜基结合强度高7.83%,27.27%,55.56%;等离子清洗工艺参数对膜基结合强度有较大影响,随着清洗时间的增加、氩气流量的增大和清洗功率的提高,膜基的结合强度均呈现出先增大后减小的变化趋势。

ZrTiAlN涂层的残余应力分析

采用有限元法分析Q235 A基ZrTiAlN涂层的残余应力,研究涂层厚度、过渡层对残余应力的影响。结果表明:层-基界面边缘处存在明显应力集中现象;涂层内的切向应力和轴向应力主要表现为拉应力,径向应力则表现为压应力。涂层厚度的变化对层-基界面应力的性质与分布影响很小;但随着涂层厚度的增加,界面处的切向应力增大,径向应力和轴向应力减小。加入过渡层后,涂层内残余应力明显减小,其中含有TiAl/Zr过渡层的涂层的切向应力、轴向应力和径向应力的最大值分别降低33%,25%和14%。

陶瓷水煤浆喷嘴的热冲击特性及有限元分析

采用热压烧结工艺制备出口无锥度(直口)和出口带锥度(锥口)2种Al2O3/TiC陶瓷水煤浆喷嘴,在工业锅炉上研究其热冲击行为,采用扫描电子显微镜分析喷嘴磨损表面形貌和微观组织结构,利用有限元法分析喷嘴的温度场和热应力.结果表明:陶瓷水煤浆喷嘴的出口结构对其热冲击行为影响很大,锥口喷嘴因所受热辐射面积小于直口喷嘴,内部的温度梯度和热应力较低,表现出较好的抗热冲击性能;Al2O3/TiC陶瓷喷嘴的温度梯度和热应力由入口到出口逐渐增大,出口部位的较高温度梯度和热应力是导致其磨损失效的主要原因;Al2O3/TiC陶瓷喷嘴的磨损形式表现为脆性断裂、研磨损伤、热裂纹和热崩等特征,其中热裂纹和热崩为主要磨损形式.

钢构件表面涂层结合强度的研究

对影响涂层结合强度的涂层厚度、涂层种类、表面预处理方式等因素进行了综合评述,并就喷砂处理的喷射角、磨料粒度和工作气压等参数对涂层结合强度的影响进行了实验研究。结果表明:适当增大磨粒直径、工作气压和喷射角度,均能增大基体表面粗糙度,明显提高涂层结合强度。

膜层厚度对Ag/TiO_2膜透光隔热性能的影响

采用磁控溅射工艺制备了玻璃基Ag/TiO_2膜,并研究了膜层厚度对其透光隔热性能的影响。结果表明:当Ag膜厚度由6.7 nm增加到9.5 nm时,红外光的平均透过率由42.06%减小到7.70%,隔热温差由1.9℃增大到5.7℃,而可见光的平均透过率则呈现出先增加后减少的变化趋势,当Ag膜厚度为7.7 nm时,复合膜的可见光平均透过率达最大值,为70.85%;当Ti O_2膜厚度由4.1 nm增加到16.7 nm时,红外光的平均透过率由34.12%增大到38.28%,而可见光的平均透过率与隔热温差均呈现出先增大后减少的变化趋势,当Ti O_2膜厚度为10.4 nm时,复合膜的可见光平均透过率达最大值,为70.85%,而厚度为13.6 nm时,膜的隔热温差达最大值,为5.2℃。

MgO过渡层对PET基SiO_2薄膜结合强度的影响

采用磁控溅射镀膜机制备了含有Mg O过渡层的Si O2/Mg O/PET复合薄膜,并通过垂直拉伸法测量了所得复合薄膜的结合强度,探讨了过渡层对复合膜结合强度的影响规律。结果表明:在PET基材与Si O2膜层之间引入Mg O过渡层后,Si O2/Mg O/PET复合膜的结合力较Si O2/PET复合膜提高了80%以上;Mg O过渡层的制备参数对Si O2/Mg O/PET复合膜的结合强度有着重要影响,结合强度随本底真空度的增高而增大,随射频功率、氩气流量、溅射时间的增大而呈现先增大后减小的变化规律;4个制备参数对结合强度的影响程度由大到小依次是本底真空度、射频功率、氩气流量和溅射时间;4个制备参数较优的水平组合为本底真空度0.5×10-3Pa、射频功率250 W、溅射时间12 min、氩气流量20 m L·min-1。

水煤浆金属喷嘴的磨损特性研究

喷嘴的磨损是水煤浆燃烧技术的关键问题。文章介绍了喷嘴的结构和制作材料对喷嘴磨损的影响 。

基于梯度功能的陶瓷水煤浆喷嘴的设计

在分析水煤浆喷嘴工作特性和磨损机理的基础上,提出了梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴的设计模型,并对单向梯度功能陶瓷喷嘴的残余应力进行了有限元分析。结果显示,梯度功能陶瓷喷嘴内部的残余压应力能缓解喷嘴工作时的热应力,提高陶瓷喷嘴的抗热冲蚀磨损能力。

ZK60镁合金表面Ta-O涂层的结合性能与耐腐性能研究

采用磁控溅射工艺在ZK60镁合金表面制备了Ta-O和Ta-O/Mg涂层。使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的形貌和相组成,利用划痕仪和电化学工作站分别检测了涂层的附着力和耐腐蚀性能。结果表明:涂层表面晶粒大小均匀,结构致密,Ta-O/Mg涂层的质量好于Ta-O涂层; Ta-O/Mg涂层的附着力较Ta-O涂层提高了33. 33%;涂层明显提高了ZK60镁合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能,其中TaO/Mg涂层对ZK60镁合金的防腐作用强于Ta-O涂层。

TiO_2膜层制备参数对Ag/TiO_2复合膜隔热性能的影响

采用磁控溅射工艺制备玻璃基Ag/TiO_2复合膜,研究TiO_2膜的射频功率、溅射时间、氩气流量和本底真空度4个制备参数对复合膜隔热性能的影响。结果表明:复合膜的隔热温差随着射频功率、溅射时间、氩气流量、本底真空度的增加均呈现先增大后减少的变化趋势;4个制备参数对复合膜隔热温差的影响程度由大到小的顺序依次为本底真空度、溅射时间、射频功率、氩气流量;4个制备参数的较优组合为本底真空度4×10^(-3) Pa,射频功率150 W,溅射时间15 min,氩气流量20 m L/min。