冷喷涂铜颗粒沉积过程及残余应力的数值研究

为了探究冷喷涂过程中颗粒的加速和变形行为,采用有限元方法模拟了不同粒径铜颗粒在Laval喷枪内的加速过程,并通过粒子图像测速验证模拟结果的准确性。采用耦合欧拉-拉格朗日方法,借助Python语言建立多颗粒碰撞模型,模拟铜颗粒的沉积过程并分析铜涂层的残余应力。颗粒加速模拟结果表明:在相同喷涂条件下,颗粒粒径越大,速度越小。模拟计算得到的颗粒速度分布与实际喷涂中的速度分布接近,平均值相差3.5%。在3 MPa、723 K条件下,模拟了颗粒在不同时刻的碰撞过程,已沉积的颗粒受到后续颗粒的夯实作用,颗粒剧烈变形并填充已沉积颗粒间的孔隙,形成致密的涂层。多颗粒碰撞模型模拟得到的涂层残余应力值(-57.02 MPa)与实际测量值(-42.68 MPa)接近,故该模型能够反映涂层的形成过程及内部残余应力分布。

超临界二氧化碳乳液电沉积制备耐磨防腐Co-Ni-P镀层（英文）

为避免析氢反应带来的缺陷以及提高传统水浴电沉积镀层的抗磨耐蚀性能,采用超临界二氧化碳(Sc-CO_2)乳液电沉积制备三元Co-Ni-P合金镀层,并与传统方法制备的镀层的显微组织、耐蚀性和摩擦学性能进行对比研究。结果表明,Sc-CO_2乳液电沉积制备的Co-Ni-P镀层结构更加致密,镀层的择优取向由传统水镀液制备的hcp (110)变为Sc-CO_2乳液制备的hcp (100);此外,Sc-CO_2乳液电沉积能显著提高Co-Ni-P镀层的显微硬度、耐蚀性和摩擦学性能。

脉冲电沉积制备的纳米晶钴-镍合金薄膜的摩擦学性能

采用直流电、单脉冲和双脉冲制备纳米晶钴-镍(Co-Ni)合金薄膜。用原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析薄膜表面形貌与表面粗糙度,用MV-2T显微硬度计测试薄膜的硬度,用球盘式摩擦磨损试验机的评价Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损机制。研究发现,电沉积技术显著影响纳米Co-Ni薄膜的表面形貌、硬度和摩擦磨损性能与机制。直流电制备的Co-Ni合金薄膜柱状晶较粗,硬度较小,但其表面粗糙度较小;双脉冲制备的纳米Co-Ni合金薄膜柱状晶较细,硬度最高,且表面粗糙度最小。双脉冲制备的纳米晶CoNi合金薄膜的磨损率比直流电制备的降低了近一个数量级,直流电制备的Co-Ni合金的磨损机制为严重黏着磨损和磨粒磨损,而双脉冲制备的Co-Ni合金薄膜表现为轻微的疲劳磨损和磨粒磨损。

低压冷喷涂热处理复合处理制备Ni_(2)Al_(3)金属间化合物涂层及其滑动磨损特性研究

为制备出以Ni_(2)Al_(3)为主相的金属间化合物涂层,将Ni粉、Al粉和Al_(2)O_(3)粉按质量比20∶6∶5混合均匀,利用低压冷喷涂方法将混合粉体喷涂到45钢基体表面,制备Ni-Al预涂层,再将预涂层在520℃氩气环境下保温12 h,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对涂层组织和物相进行了分析与表征,测试了涂层的结合力和滑动摩擦磨损特性。结果表明:预涂层经热处理转变为Ni_(2)Al_(3)金属间化合物涂层后,表现出良好的减摩、耐磨性能。涂层中Ni和Al固相转变为金属间化合物的驱动力是热处理提供的热能和粉体强烈塑性变形后的形变能的共同作用。

电梯安全钳楔块磨损原因

某型号电梯安全钳楔块发生磨损现象。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对楔块磨损的原因进行分析。结果表明:在安全钳制动过程中,楔块与导轨之间发生剧烈摩擦,并产生了大量的热,使楔块工作面中部的温度升高,从而产生过回火效应,楔块表层组织由回火马氏体转变为回火索氏体,楔块工作面中部的硬度和耐磨性下降,最终导致楔块发生严重的黏着磨损和磨粒磨损现象。

电沉积参数对铜镀层晶粒取向及性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电导率测试仪对不同电流密度和硫脲浓度下电沉积制备的铜镀层表面和截面微观形貌、晶粒取向、硬度和电导率进行了系统的表征。结果表明:通过调节电流密度和硫脲浓度可实现晶粒择优取向为(100)、(110)和(111)铜镀层的可控制备。(100)铜镀层的最佳制备电流密度为1 A·dm^(-2),硫脲浓度为6 mg·L^(-1);(110)铜镀层的最佳制备电流密度为5 A·dm^(-2),硫脲浓度为9 mg·L^(-1);(111)铜镀层的最佳制备电流密度为1 A·dm^(-2),硫脲浓度为12 mg·L^(-1)。平整的表面形貌和致密的结构有助于提高铜镀层的硬度和电导率。

WS_(2)/TiO_(2)增强钴基复合镀层的摩擦行为研究

采用电沉积法制备钴-二硫化钨/二氧化钛(Co-WS_(2)/TiO_(2))复合镀层。通过扫描电镜、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱和摩擦试验机等系统研究了WS_(2)、TiO_(2)单独和复合添加对镀层微观形貌、相结构、硬度和摩擦行为的影响及其机理。结果表明,WS_(2)/TiO_(2)的协同作用赋予Co-WS_(2)/TiO_(2)复合镀层最高的硬度(约为538 HV)及最好的减摩、耐磨性能,平均摩擦系数约为0.16,磨损率约为1.01×10^(-7)mm^(3)/(N·m)。

热处理对超临界电沉积Co-Ni-P合金薄膜的摩擦学与电化学腐蚀性能影响研究

采用超临界二氧化碳(S-CO_(2))辅助电沉积及后续热处理(200~600℃)制备钴-镍-磷(Co-Ni-P)三元合金涂层,热处理时间为1 h。研究不同热处理温度对超临界电沉积制备的Co-Ni-P三元合金涂层的微观形貌、相结构、硬度、摩擦学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果显示:超临界CO_(2)电沉积制备的Co-Ni-P三元合金呈现非晶结构,但经过400℃热处理后由非晶结构转变为晶体结构;Co-Ni-P涂层的硬度随着热处理温度增加先升高后降低,当热处理温度为400℃时,表面硬度最高,约为780 HV。摩擦学和电化学腐蚀性能测试显示:热处理对Co-Ni-P薄膜的平均摩擦因数影响较小,处理前后合金涂层的平均摩擦因数均为0.12左右;但热处理显著影响Co-Ni-P合金薄膜的耐磨性能和电化学腐蚀性能,其磨损率和腐蚀速率随着热处理温度升高先减少后增加;当热处理温度在300和400℃时,Co-Ni-P合金分别呈现最低的磨损率和最好的耐腐蚀性能。

《设备腐蚀与防护》课程教学改革的探讨

基于《设备腐蚀与防护》课程的教学现状与问题分析,从教学内容、教学手段和考核方式等方面进行了改革探讨。提出优化更新教学内容,体现实用性和前沿性;运用丰富教学手段,增加生动性和互动性;建立多元考核方式,提高自主性和成效性等措施,以期更好地培养符合社会需求的创新型和应用型人才。

BOPPPS模式在《设备腐蚀与防护》教学中的探索

针对《设备腐蚀与防护》传统教学存在学生积极性低、注意力分散和学习效果差等问题,探索采用BOPPPS模式对教学设计进行改革。将"导言、学习目标、前测、参与式学习、后测和总结"融入教学设计中,以学生为中心,引导学生参与互动学习,调动其积极性并及时获取学习效果反馈信息,完善教学设计,提升教学质量和学习成效。

SPS烧结工艺对TiC/6061Al复合材料显微结构及力学性能的影响

采用低速卧式球磨法和放电等离子烧结法(SPS)制备了2%TiC/6061Al复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和拉伸试验研究了不同烧结温度和压力对该复合材料致密度、显微结构和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为500℃时,烧结不充分,颗粒之间结合不紧密,导致复合材料致密度过低;当烧结温度为550℃时,超过了Al基体的熔点,少部分熔融Al飞溅并溢出模具,导致模具内压力不平衡,从而降低了复合材料致密度。复合材料致密度和力学性能随着烧结压力的增大而增大,故选取模具所能承受的最大压力作为最佳烧结压力。故当烧结温度为525℃、烧结压力为40 MPa时,该复合材料的致密度、硬度和强度均达到最大值。

超疏水Co-MoS_(2)复合镀层的制备及其性能

采用一步电沉积法制备了具有优异耐磨耐蚀的超疏水Co-MoS_(2)复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、接触角测试仪及电化学工作站等系统研究了电流密度和电沉积时间对复合镀层的微观形貌结构、润湿性、自清洁效果、耐磨和耐蚀性能的影响规律及机理。结果表明,当电流密度为20 A/dm^(2),电沉积时间为30 min时,Co-MoS_(2)复合镀层实现超疏水效果,接触角达到最大值约151.4°,具有良好的自清洁防污性能。在2.5 kPa压力下与800目砂纸摩擦1200 mm后,镀层表面仍具有高于146°接触角的良好疏水性,表现出优异的耐磨性能。该超疏水复合镀层还具有较好的耐腐蚀性能。一步电沉积法简单、经济高效且环保制备了高性能超疏水复合镀层,可望实现超疏水材料的实际应用。

脉冲电沉积镍钼合金镀层的工艺优化

采用脉冲电沉积技术在黄铜表面制备镍钼（Ni-Mo）合金镀层,并以硬度为考核指标,对脉冲电沉积镍钼合金镀层的工艺进行了正交优化设计。结果表明：平均电流密度对镀层表面硬度的影响最大,其次是时间,再次是钼酸钠含量和温度。最佳制备工艺为：平均电流密度6 A/dm^2,时间45 min,钼酸钠含量4 g/L,温度30℃。

阳极氧化法构筑的铝基超疏水表面及其耐蚀性能

通过接触角测量仪、扫描电镜、红外光谱、电化学工作站对经阳极氧化及低表面能物质修饰相结合处理的7075铝合金的表面的形貌、化学成分和耐蚀性能进行了表征。结果表明:阳极氧化法构筑的珊瑚状微纳结构和低表面能十四酸的协同效应赋予了7075铝合金表面超疏水性能。当草酸浓度40 g/L、电流密度20 A/dm^(2)、阳极氧化时间10 min时,获得的铝合金超疏水表面接触角最大,为152°,耐蚀性能最好,腐蚀速率比铝合金基体降低了4个数量级,同时具有优异的防污和自清洁性能。