复合电沉积陶瓷颗粒增强金属基复合涂层研究进展

根据国内外对复合电沉积制备陶瓷颗粒增强金属基复合涂层研究结果,对复合电沉积的基本概念、机理以及复合电沉积方法主要分类进行了归纳和概述,对耐磨、耐蚀和抗高温氧化陶瓷颗粒增强金属基复合涂层进行了分类讨论,重点综述了其组织结构和性能特点及其影响规律等。在此基础上,对复合电沉积陶瓷颗粒增强金属基复合涂层发展前景进行了展望。

双创背景下金属腐蚀学实验教学改革的初探

为了拓展学生科学视野、提高学生实践创新能力、培养学生创新思维及创业意识,金属腐蚀学教学小组对实验教学改革进行初步探索与实践,对传统金属腐蚀学实验教学内容、教学方法、实验考核机制及实验教学管理进行革新和改进,助推实验教学与理论教学一体化发展。实验课程教学改革后实施效果初显,学生实验获得感强,学生实践创新能力及创业意识得到提高。

基于科教融合的专业技能训练实验教学改革探索——以电镀镍溶液化学成分分析实验为例

结合本专业方向的学科特色、培养方案、课程教学大纲和科研项目及研究成果,本文对专业技能训练中原电镀镍溶液化学成分分析实验进行了重新设计。重新设计的实验主要包括旧电镀镍溶液化学成分分析、镀液化学成分调整、电泳-电镀制备ZrO_(2)颗粒增强Ni基复合涂层(Ni-ZrO_(2)复合涂层)、复合涂层组织结构和性能表征、结果分析等环节,并将扫描电子显微镜、能谱仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站等仪器设备的原理和操作融入教学过程之中。新的实验内容丰富,综合性较强,涉及材料科学、表面科学、腐蚀学、摩擦学、化学、电化学、仪器仪表学等知识。该探索可加深学生对相关知识的理解,激发学生的学习和科研热情,提高学生的动手实践能力。

无缝钢管穿孔顶头表面防护涂层研究进展

无缝钢管穿孔顶头因服役条件恶劣(高温、受力复杂等)而易提前失效,严重影响其使用寿命和尺寸精度。在穿孔顶头表面制备防护涂层是解决该问题的有效途径。目前可应用在穿孔顶头的防护涂层主要有合金涂层、陶瓷涂层和陶瓷颗粒增强金属基复合涂层,其中陶瓷颗粒增强金属基复合涂层具有优异的综合性能,成为穿孔顶头防护涂层重点发展方向。为了进一步提高涂层防护效果,可通过利用活性元素效应和进行梯度涂层设计等措施优化防护涂层相关性能。本文可为发展长寿命高可靠无缝钢管穿孔顶头提供一定参考。

酸性高氯介质中氟离子对Incoloy825合金腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)和80℃水溶液动态浸泡试验研究了Incoloy825合金在不同F^(-)浓度的酸性高氯介质中的腐蚀行为。结果表明:Incoloy825合金在酸性高氯介质中的腐蚀行为受F^(-)浓度的影响,随着F^(-)浓度由0.1 g/L增至0.3 g/L,Incoloy825在酸性高氯介质中的腐蚀倾向减小、腐蚀速率降低。在含F^(-)的酸性高氯介质中,Incoloy825合金表面的钝化膜稳定且致密,仍保持较好的耐腐蚀性能。Incoloy825合金在80℃的含F^(-)酸性高氯介质中浸泡840 h后,其表面少数区域发生了点蚀,部分蚀坑的直径超过20μm,点蚀深度超过10μm。随着F^(-)浓度在0.1~0.3 g/L范围内升高,Incoloy825表面的蚀坑直径有所增大,平均点蚀深度有所增加。

304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为

目的研究304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为及机理。方法采用慢应变速率试验分别研究了304L不锈钢在常温常压水、高温高压水、高温高压水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为。利用SEM、三维立体显微镜和XPS,分析试样氧化后断口区域的形貌及元素分布。结果304L不锈钢在常温常压水中的抗拉强度为730MPa,拉伸率为94.32%。在高温高压水、高温高压水蒸气环境中的抗拉强度分别为382、379MPa,拉伸率分别为44.98%、47.38%。304L不锈钢在三种试验环境中慢拉伸后的断口表面布满大量韧窝,断口全貌呈韧性断裂特征,高温高压水、高温高压水蒸气中试样的抗拉强度较常温常压水中明显下降。304L不锈钢在高温高压水环境和水蒸气环境中得到的XPS谱图中各结合能峰位置几乎相同,峰的相对强度因载荷的不同而发生变化。施加载荷后,在高温高压水环境中304L不锈钢表面氧化物中的Cr含量增加,而在高温高压水蒸气环境中的Cr含量略有下降。结论304L不锈钢在高温高压水和高温高压水蒸气环境中具有相似的最大抗拉强度和最大应变值。施加载荷将影响304L不锈钢氧化过程中金属元素扩散的速度,进而影响氧化产物的成分。

镍铝涂层晶粒细化与金属氧化物掺杂改性研究

包埋渗铝获得的镍铝涂层是一种最早使用的Al_2O_3膜热生长型高温涂层。自20世纪50年代应用于航空发动机热端部构件的高温防护以来,进一步提高其抗高温氧化性能的机理和技术研究延续至今。基于对合金氧化及Al_2O_3膜热生长机制的理解,提出了晶粒细化与特定金属氧化物掺杂可提升镍铝涂层抗氧化性能的观点,介绍了涂层晶粒细化与金属氧化物弥撒掺杂方法,讨论了这些结构和成分改性影响涂层抗高温氧化性能的关键因素:包括Al_2O_3膜生长速度、亚稳态相向稳态相转变、涂层的黏附性以及涂层与合金基体的互扩散。这些新的研究结果有望为进一步挖掘渗铝涂层的应用潜力、延长其服役寿命提供理论和试验基础。

化工科技与《表面化学与物理》理论教学融合的实践探索

《表面化学与物理》是材料物理与化学方向的重要专业理论课程,主要研究材料表面界面的热力学理论以及金属、陶瓷、聚合物和复合材料等的表界面特性,涉及乳化、分散、润湿、雾化、腐蚀等物化过程,与化工产业应用及研究有着密切的联系。国家科教兴国战略的实现需要研究生群体科学思维方法的建立和科技创新精神的培养,为此需要广大高校科研教学工作者开展科研内容与理论教学相融合的实践研究。本文基于自身的教学实践经验,对液体表界表三大基本定理与化工科技相融合的教学实例从科技内容的融合属性、教学实施方法、考核评价细节和优化改进的方法进行详细阐述。

T92钢700℃下料浆渗铝机理研究

采用料浆渗铝法在T92钢上开展了渗铝工艺研究,测试了700℃料浆层厚度约80μm渗铝层生长动力学,采用XRD、SEM及EDS对渗铝层表面物相结构和渗铝层截面形貌、厚度和成分进行研究。结果表明:渗铝的前3 h活性Al原子([Al])向内扩散形成Fe_(2)Al_(5)(η)相;随后[Al]开始在料浆层与渗铝层界面堆积,此时,Fe以较快的速度向外扩散并形成Fe_(2)Al_(5)(η)和FeAl3(θ)混合相外层;10 h后在渗铝层内部可以清晰观察到Fe Al(B2)相层。从动力学和热力学角度探讨了渗铝层扩散及生长过程机理。[Al]向内扩散形成的η相层厚度随时间变化可用x=18.40t^(1/2)-4.80表达。

十二烷基苯磺酸钠在模拟混凝土孔隙液中对Q235钢缓蚀及吸附行为研究

采用动电位极化曲线、Mott-Schottky曲线与表面形貌分析等方法研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在0.5 mol/L NaCl和饱和Ca(OH)_(2)溶液(SCP)中对Q235钢的缓蚀作用及吸附行为。结果表明,SDBS浓度在0~8.315×10^(-4)mol/L区间,SDBS在模拟混凝土孔隙液中对Q235钢具有较好的缓蚀效果,其缓蚀率随SDBS浓度的增加而增大。室温下添加8.315×10^(-4)mol/L的SDBS其缓蚀率可达85.72%,且温度从298 K升至328 K过程中,缓蚀率逐渐降低。SDBS在Q235钢表面的吸附符合Langmuir型吸附等温式,吸附过程为放热、熵增的自发过程。SDBS在Q235钢表面的吸附是以化学吸附为主的混合吸附。SDBS在Q235钢表面形成的吸附膜将Cl-等侵蚀性离子隔离,抑制了Q235钢腐蚀。

用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为

用电子背散射衍射(EBSD)技术结合原位拉伸,研究了在0%~20%应变条件下,Mg-0.4%Zn二元镁合金晶界、织构和裂纹的变化。结果表明,在拉伸应变从0%增加到20%的过程中,随着应变量的增大材料微观组织中的孪晶逐渐增加。孪晶的类型以{10-12}拉伸孪晶为主;这种孪生使材料的组织织构类型发生了显著的变化,随着应变量的增大(0001)//TD面的新织构组分的强度提高;微观裂纹优先在原始晶界和孪晶尖处萌生并在部分晶粒出现穿晶裂纹,随着应力的增大微裂纹进一步扩展并相互连接最终使材料断裂。

激光熔覆WMoTaNb难熔高熵合金涂层工艺及摩擦磨损性能研究

通过激光熔覆工艺在GH4169合金表面制备WMoTaNb难熔高熵合金涂层。首先通过调控激光功率和扫描速度两个工艺参数,确定出最优工艺参数组合。再采用SEM、XRD、EDS、显微硬度计和摩擦磨损实验机等对涂层微观组织、相结构、元素分布、硬度和摩擦学性能进行表征分析。结果表明,涂层主要由柱状晶和杂乱的枝晶组成,主要相结构为BCC相和含Fe相。涂层与基体之间存在着元素的相互稀释扩散,形成较为良好的结合。激光熔覆制备的WMoTaNb涂层硬度能达到1 007.5 HV,室温下磨损率仅为5.49×10^(-5) mm^(3)/(N·m),远远优于GH4169合金基体。这些优异的表现为GH4169合金的性能提升和工程应用提供了更多的潜在可能性。