激光熔覆FeCoCrNiMn_(x)高熵合金涂层摩擦学性能的试验研究和分子动力学模拟

采用激光熔覆技术制备了FeCoCrNiMn_(x)(x=0,0.25,0.50)的高熵合金涂层,系统地研究了添加不同摩尔比的Mn对涂层的显微组织、硬度以及摩擦学性能的影响.采用分子动力学模拟的方法研究了FeCoCrNiMn高熵合金涂层的原子尺度变形和磨损行为.FeCoCrNiMn_(x)高熵合金涂层由单一的面心立方晶格(FCC)型固溶体组成.结果表明,Mn的掺杂提高了涂层的减摩性和耐磨性,摩擦系数为0.66的Mn_(0.5)涂层在各涂层中具有最优的减摩擦性能.与基材Q235钢[磨损率为12.2×10^(-5)mm^(3)/(N·m)]和FeCoCrNi涂层[磨损率为4.99×10^(-5)mm^(3)/(N·m)]相比,Mn_(0.5)涂层[磨损率为4.03×10^(-5)mm^(3)/(N·m)]的耐磨性分别提高了66.96%和19.23%.分子动力学模拟结果表明,Mn掺杂通过摩擦诱导的FCC变到HCP(密排六方),掺杂Mn可增强应变硬化.根据位错演化模式确定,Mn_(0.5)涂层的变形机理是相变诱发塑性(TRIP),从而同时提高了涂层的塑性、强度和加工硬化率.

Inconel718合金激光熔覆Co/TiN复合涂层摩擦学及氧化行为

为了研究拓展Inconel718合金在高温环境下的应用,使用激光熔覆在其表面制备Co/TiN复合涂层,并结合XRD、SEM和EDS等分析方法,探究其在室温和600℃下的摩擦学行为及800℃下的抗氧化性能。结果表明:制备的涂层硬度相对基体有所提高,约为基体的1.3~1.4倍。另外,涂层中的物相主要为固溶体及金属间化合物。对涂层的摩擦学性能进行测试,当TiN添加量为4%(质量分数,下同)时,涂层的减摩性能最好;而添加量为6%时,涂层的耐磨性最好,磨损率最大可降低90.02%。此外,氧化实验表明:Co/TiN复合涂层具有一定的抗氧化性能,氧化速率为8.7634mg^(2)·cm^(-4)·h^(-1),与基体相差不大。由此说明该复合涂层在保留基体抗氧化性的同时,能够大幅降低高温下的磨损率,且磨损率随着TiN的增加而减小。通过磨损机理分析可知,在600℃下各涂层均发生氧化磨损,其表面氧化膜的产生一定程度上也有助于降低磨损率。

Inconel 718合金激光熔覆Stellite3/Ti_(3)SiC_(2)复合涂层摩擦学性能研究

为了探究高温下Inconel 718合金的摩擦学性能,使用激光熔覆制备了三种不同粉末质量配比的复合涂层:Stellite3-5%Ti_(3)SiC_(2)(C1)、Stellite3-10%Ti_(3)SiC_(2)(C2)和Stellite3-15%Ti_(3)SiC_(2)(C3)(均为质量分数),并通过物相分析、组织形貌和显微硬度分析,探究其在室温和600℃条件下的摩擦学行为.结果表明,涂层中主要含有γ-Co、(Fe,Ni)固溶体,金属间化合物Cr_(2)Ni_(3)以及碳化物WCx、TiC和Cr_(7)C_(3),由于硬质相碳化物的存在,涂层的显微硬度提高到基体(262.7 HV_(0.5))的1.6~2.5倍,分别为662.74 HV_(0.5)、521.47 HV_(0.5)和419.44 HV_(0.5),并且摩擦学性能也有所改善,其中室温下效果最好的为C1涂层,摩擦系数降低了20.52%,耐磨性提高了85.45%;600℃下性能最好的为C2涂层,耐磨性提高了79.53%.室温时基体、C1及C2涂层出现塑性变形和磨粒磨损,C3涂层由于硬度较低出现黏着磨损.600℃下各样品均发生氧化磨损,其中氧化、黏着磨损和严重塑性变形为基体的磨损机理,三种涂层由于加入了Ti_(3)SiC_(2)导致磨损减轻,除氧化外主要为磨粒磨损.

TC11钛合金表面电弧离子镀TiAlN涂层防护性能的研究

利用电弧离子镀技术在TC11钛合金基体上沉积TiA lN涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对比分析了钛合金基体和涂层氧化前后的表面形貌、物相结构。采用X射线光电子能谱仪(XPS)对TiA lN涂层性能进行了分析,研究了基体和镀膜的耐磨性。结果表明,TiA lN涂层显著改善了钛合金的粘着磨损性及高温抗氧化性,在空气中650℃静态氧化100 h后,TiA lN涂层依然保持良好的状态和抗磨损性能。

Mg-5Al-0.8Ca-0.2La-xSr合金的显微组织及高温力学性能

采用真空熔化、精炼和无氧化重力铸造工艺，制备了不同Sr含量的Mg-5Al-0．8Ca-0．2La镁合金试样。研究了Sr对该镁合金的显微组织、室温与150～200℃温度区间内力学性能的影响。结果表明：基体合金组织除含α-Mg相外，主要由骨骼状和条状的Al2Ca相、点状的Al11La3颗粒相以及少量的β-Mg17Al12相组成；Sr的加入显著细化了基体合金的显微组织，抑制β-Mg17Al12相的析出，并在晶界上析出Mg-Al-Sr三元耐热相，提高了合金的高温力学性能；随着Sr含量的增加，虽然合金的室温抗拉强度和伸长率呈下降趋势，但合金的高温抗拉强度（σb）和屈服强度（σ0．2）得到明显提高；当Sr含量在0．5％时，合金的综合力学性能最佳。

AZ91镁合金中La的吸收率及其影响因素

在AZ91镁合金熔体中添加不同含量的La元素进行精炼实验,定量地测定在973～993 K下、Al含量为8.0%～9.5%时La元素吸收率的变化。结果表明:当La元素添加量大于0.2%、Al含量大于9%时,La的吸收率稳定在(75±5)%;当La含量小于0.2%、Al含量小于9%时,La的吸收率随La添加量的增加而增大。大量的La元素以Al11La3化合物形式存在于镁合金基体中形成弥散组织。

Mo-ZrO_2金属陶瓷导电性能的GEM方程预测

采用通用有效介质(GEM)计算了Mo-ZrO2金属陶瓷电导率,研究了组分、温度和孔隙率对金属陶瓷电导率的影响。结果表明:Mo-ZrO2金属陶瓷与ZrO2相体积分数可用GEM方程进行描述,Mo-ZrO2金属陶瓷的临界体积分数为0.158,方程指数t为2.506。GEM方程计算的金属陶瓷的电导率结果与实际测量结果基本一致。在Mo金属相含量较高时,金属陶瓷的电导率随温度的升高而降低,金属陶瓷的电导率变化主要受Mo金属相电导率变化的影响;在Mo金属相含量较低时,金属陶瓷呈现Mo金属相电子导电和与ZrO2陶瓷相离子导电的混合导电机制。金属陶瓷的相对密度或孔隙率对导电率有很大影响,提高烧结温度和延长保温时间,可提高金属陶瓷的电导率。

铅阳极膜的半导体性能

利用微分电容法结合Mott-Schottky理论研究铅电极1.28V(vsSCE)下硫酸溶液中所形成阳极腐蚀膜的半导体性质,同时对测试频率、成膜时间及成膜溶液pH值等影响膜半导体性能的因素也做了分析。结果表明:铅阳极膜具有n型半导体特性,施主密度ND随测试频率的增加而减小,随极化时间的延长而增加,随溶液pH值的增加而减小。溶液pH值的改变可以显著影响膜的平带电位EFB,两者间呈线性关系,拟和斜率为60.43。

复合添加Zr、Cr和La对铝再结晶温度的提高作用

以99.99%高纯铝为原料,以中间合金形式复合添加Zr、Cr和La,采用铸锭冶金法制备铝合金。通过对合金的组织结构观察和分析以及力学性能测试,研究复合添加Zr、Cr和La对铝再结晶温度的提高作用。结果表明:在铝中同时添加0.1%Cr和0.28%La(质量分数,%,下同),可使铝的再结晶起始温度提高约30℃,铝的再结晶得到抑制;复合添加0.09%Zr、0.1%Cr和0.14%La,铝的再结晶起始温度提高了约30℃,终了温度提高约60℃,铝的再结晶及晶粒长大现象得到显著的抑制。与同时添加Cr和La相比,复合添加Zr、Cr和La对铝的强化作用更大。

氩气保护条件下碳对AM60镁合金组织性能的影响

在氩气保护精炼条件下研究了煤粉、石墨粉、碳纤维等形态的碳元素对AM60镁合金组织与性能的影响,探讨了C元素对其合金组织的细化机理。研究结果表明,在AM60镁合金中加入少量不同形态的碳元素能有效地改善其显微组织,使AM60镁合金的铸态室温力学性能有了不同程度的提高;当碳以纤维状态加入时,合金室温铸态力学性能的提高幅度最大,其抗拉强度和延伸率分别达到了242.4 MPa和13.2%,分别在原合金的基础上提高了23%和2.5倍。

Web下的镁合金焊接数据库系统设计

本文成功设计了镁合金焊接数据库系统,这个系统是在Web下基于B/S结构设计的。ASP技术以及网络数据库技术被应用在该系统中,在这个系统中镁合金的焊接性能好坏可以被查询、而且编辑以及系统管理等功能模块也被成功地建立;关于镁合金焊接的所有相关信息都会被合理的、全面的进行解析以及归纳总结,用户可以根据这些结果直接查询到镁合金的焊接性能以及相关的基本数据,所有的实验结果可以被查询到,焊接性能、二元相图以及CCT图等各种信息都被包含其中。这个系统的成功建立对镁合金焊接以及工业制造业具有一定的指导和实用价值,因为它可以实现焊接行业数据的共享。

微波-熔盐热处理在金刚石表面镀Ti和TiC涂层

采用Ti和金刚石粉体,通过熔盐处理法在金刚石表面反应形成了Ti和TiC涂层,利用XRD、SEM和EDS对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行了分析和表征。结果表明:当选用金刚石粒度为170/200目时,在600~700℃,金刚石表面会形成致密的Ti涂层。在800~1000℃,得到Ti-TiC复合涂层,大部分TiC晶粒大小约0.8μm,个别的TiC晶粒长大至7~11μm;在1100℃,形成TiC涂层,TiC晶粒大小约1.5μm。当金刚石的粒度降至5μm,在1100℃热处理的产物中会形成大量含微量Cl元素的TiC纳米层状组织与虾骨状组织。

微波烧结制备MAX-cBN复合材料及其反应机理研究

采用Ti3SiC2与Ti3AlC2粉体和cBN粉体为原料,通过微波烧结制备Ti3SiC2与Ti3AlC2结合剂cBN复合材料,同时研究cBN的含量对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响。结果表明,Ti3SiC2-cBN试样烧结后得到了SiC、TiSi2、TiC、TiO、TiO2、SiO2。cBN添加量为10%的复合材料中Ti3SiC2分解较为严重。试样烧结后基体组织比较细小,只有几微米。当原料中cBN含量为20%时,cBN表面会形成凹凸不平的组织。Ti3AlC2-cBN试样烧结后得到了Ti2AlC、TiC、Ti、Al、Al2O3,Ti3AlC2材料分解完全。cBN含量较高时,它可以与Ti3AlC2或其分解产物充分反应,形成相应的氮化物或碳氮化物。

立方氮化硼用量及粒度对其同钛铝碳结合剂的反应程度的影响

为研究CBN用量对Ti_3AlC_2结合剂CBN复合材料的影响,使用不同质量配比的Ti3AlC2粉体和CBN粉体通过放电等离子体烧结的方式制备试样,并对比其物相组成和显微形貌。结果表明：当CBN质量分数为10%时,试样的主相为Ti_3AlC_2、CBN和TiC;当CBN质量分数为20%~40%时,生成了TiC、TiN、AlN、TiB_2等物相。另一方面,当CBN质量分数为10%和20%时,CBN表面会形成厚约10μm的过渡层;当CBN质量分数为30%和40%时,CBN与基体间没有过渡层。若选用粒度尺寸为10μm的CBN（质量分数为10%）进行烧结,则复合材料中出现许多气孔,基体主相为TiC等轴晶粒且在CBN表面形成厚度1~2μm的过渡层。CBN质量分数越大或粒度尺寸越小,其同Ti_3AlC_2的反应越充分、过渡层越薄。

基于Open Stack的有色金属行业相关院校信息资源管理云平台设计

云计算是大数据处理时代产生的基于互联网的一种新兴计算模式,在近年来成为信息化领域研究的热点,对于有色金属相关院校来说,通过建立教育云为有色金属相关院校提供云服务已成为大势所趋。在有色金属行业相关院校,建立教育云可以将有色金属行业相关院校实验室和计算中心的软硬件资源进行整合,使得院校资源得到合理利用,使学生接触到更多有用的资源,使老师的科研工作得到更多的支持。Openstack是云计算项目中被业界广泛应用的技术,本文选择Open Stack技术搭建有色金属相关院校信息资源管理云平台,创建了信息资源管理云平台必备的环境模板文件和云主机类型,提供了按需使用的服务,并开发有色金属相关院校资源管理平台的客户端程序,对云平台功能进行测试,验证其可用性和稳定性。

高温热蒸发法在金刚石表面镀覆SiO_2的形貌与形成机理

采用高温热蒸发法在金刚石表面镀覆SiO_2,用扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)和能谱分析对SiO_2的形貌与物相组成进行观察与分析,研究SiO_2晶体的生长机制。结果表明,在较低温度下(1 300℃)金刚石表面生成SiC和SiO_2颗粒,无法形成涂层。温度升高到1 400℃时,金刚石表面形成许多由C,Si,O元素组成的细小蝌蚪状组织。当温度升高到1 500℃时,金刚石表面镀覆良好的Si-O涂层,Si-O涂层上有许多SiO_2晶粒、微米棒与晶须。SiO_2晶体的生长机制为:首先在金刚石表面沉积一层Si-O涂层,然后在该涂层上析出SiO_2颗粒,在SiO_2颗粒上进一步形成新的SiO_2颗粒和晶须。

反应烧结制备TiC-Ti_3SiC_2梯度材料

采用Ti、Si、TiC粉末为原料,通过放电等离子反应烧结制备TiC-Ti3SiC2梯度功能材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段,分析梯度材料的相组成和微观结构特征。结果表明,采用放电等离子烧结,升温速度为100℃/min时,在1 350℃保温15 min、加压40 MPa,可制备出由TiC、TiC-20%Ti3SiC2、TiC-60%Ti3SiC2和Ti3SiC2（均为质量分数）4层组成的致密TiC/Ti3SiC2梯度功能材料。该梯度材料的各个分层均由TiC和Ti3SiC2两相组成。烧结后TiC晶粒有所长大,在TiC层中,TiC晶粒尺寸约4~10μm。反应生成的Ti3SiC2可抑制TiC晶粒长大,随着层中Ti3SiC2含量增加,TiC晶粒逐渐减小。Ti3SiC2晶粒呈板条状,长约10μm,宽约4μm。含Ti3SiC2梯度层间的界面结合较好,有一定厚度的过渡层。各层的硬度值随TiC含量的增加而增加。

以铝为助剂通过机械合金化和热处理制备Ti_3SiC_2

采用Ti、Si、C单质粉末为原料,添加少量Al元素粉末为助剂,通过机械合金化和热处理制备高纯Ti3SiC2材料。采用XRD和SEM研究该材料的物相组成和显微结构。研究结果表明,机械合金化Ti、Si、C单质混合粉末,会诱发自蔓延反应,生成组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉末与颗粒产物。添加适量的Al元素可消除硅化物,明显促进Ti3SiC2的反应合成。采用Ti、Si、C、Al单质粉末进行机械合金化,可制备出主相为TiC与Ti3SiC2的粉末与颗粒产物。对掺Al机械合金化粉末产物压制后,在900~1 100℃热处理2 h,可制备出纯度大于95%（质量分数）的Ti3SiC2材料,而颗粒产物在900~1 200℃进行热处理,亦可获得纯度为96%的Ti3SiC2材料。但在1 300℃,热处理产物中的Ti3SiC2会发生严重分解,部分分解为TiC和少量硅化物,使产物纯度降低。

机械合金化+热处理制备Ti_3AlC_2材料

采用3Ti/1.1Al/2C粉体为原料,通过机械合金化与热处理,制备高纯Ti3AlC2材料。采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析与表征。结果表明,3Ti/1.1Al/2C粉体机械合金化9 h后,元素粉末间会发生化学反应,合成了TiC和Ti3AlC2的复合粉体材料。粉体材料的晶粒比较细小,颗粒直径约为0.5～2μm。同时产物中有一些坚硬、细小的块体出现,小块体中的TiC和Ti3AlC2晶粒发育良好,TiC晶粒大小约2μm,Ti3AlC2晶粒长约10μm、宽约2μm。对得到的机械合金化粉体进行热处理,经900℃保温2 h可获得组织细小（颗粒直径0.5～1μm）、高纯（96.6%）的Ti3AlC2材料。继续升温,会导致Ti3AlC2材料分解。温度升至1 300℃时,物相分析表明试样仅由TiC相组成,组织致密,TiC晶粒大小约5～10μm。

自蔓延高温烧结制备碳化钛陶瓷结合剂CBN复合材料

采用Ti/C/CBN粉体为原料,通过自蔓延高温烧结(SHS)技术,制备了TiC结合剂CBN复合材料。研究了Al添加剂与CBN粒度对烧结试样的物相组成与显微形貌的影响。研究结果表明:Ti/C/CBN试样(质量分数为10%CBN)反应后可生成TiC为主相的材料,同时CBN与Ti反应生成TiN和TiB2。但在反应后CBN发生严重的热损伤,颗粒上出现大量裂纹。在原料中添加适量Al,可避免CBN严重的热损伤,同时生成TiN、TiB2、Al3Ti、AlB2等物相。SHS反应后,较粗粒度的CBN颗粒表面会形成平均粒径约2.3μm的表面组织,而较细粒度的CBN颗粒与基体反应程度较大,部分CBN与基体元素反应形成过渡层,过渡层中组织的平均粒径约0.8μm。