WC-Ti(C,N)-Co梯度硬质合金表面韧性区的形成机理

从动力学的角度分析WC-Ti(C,N)-Co硬质合金在液相烧结过程中表面韧性区的形成机理。借助金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和切削实验研究表面韧性区梯度硬质合金的微观结构和性能。研究结果表明:由于N原子与Ti原子之间强烈的热力学耦合作用,N原子和Ti原子在液相烧结过程中朝相反的方向迁移,在合金表面形成缺立方相碳化物的韧性区;与合金内部的WC晶粒相比,韧性区内WC晶粒度更细,晶体取向发生改变;刃口附近前、后刀面的表面韧性区的厚度呈现梯度变化;在合金内部存在环形相结构的立方碳化物;表面韧性区使合金的强度提高,使涂层刀片的抗冲击性能提高1.6倍。

TiN、Ti(C，N)和(Ti，Al)N涂层的结构和性能研究

借助EPMA、XRD、SEM、纳米压痕和划痕仪研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的TiN、Ti(C,N)和(Ti,Al)N涂层的组织结构和力学性能。研究表明,TiN涂层的晶粒形貌为典型的喇叭口结构,呈(220)生长织构;Ti(C,N)与(Ti,Al)N涂层为平直的柱状晶结构,但表现出不同的取向。Ti(C,N)涂层表现出最高的硬度,TiN涂层则表现出与基体更好的结合力,(Ti,Al)N涂层由于其好的高温稳定性表现出最好的切削性能。

3D打印金属零件后处理研究现状

3D打印技术具有不需模具和制造成本对设计的复杂性不敏感的特点,适合制造结构-功能一体化、仿生学设计、轻量化点阵结构、薄壁等复杂结构产品。但因其内部和表面存在一些不可避免的缺陷,需结合适当的后处理来改善金属零件的显微组织和缺陷。分别从显微组织、内部缺陷和表面缺陷3个方面归纳了国内外学者对3D打印零件进行不同后处理的研究进展,分析了未来3D打印后处理研究的主流方向,为3D打印技术生产更合格的零件提供参考。

TiAlON涂层微观结构与光学性质研究

通过控制氧气与氮气流量比,使用反应磁控溅射技术在抛光硅片表面制备TiAlON涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光谱椭偏仪(SE)分析氧氮比对涂层的微观结构与光学性能的影响。结果表明,TiAlON涂层具有与TiAlN涂层相同的面心立方结构(NaCl型)。随着溅射氧气分压的升高,涂层的柱状晶结构变得模糊。通过控制涂层的成分,TiAlON涂层的光学性质可由类金属特性向半导体特性以及陶瓷特性转变,说明TiAlON涂层具有可控的光学常数,可作为太阳能光谱选择性吸收涂层的候选材料。

碳钢抗氧化涂层的制备与性能分析

以铝矾土、硼砂、玻璃粉和钛白粉(金红石型)为主要原料,制备了三种玻璃态碳钢抗氧化涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析了涂层的物相组成与形貌。结果表明,三种涂层均具有抗氧化性能,且使用后不会影响基体的组织构成;相较于无涂层保护基体,三种涂层基体边缘脱碳层深度可以减少67%、88%及90%,加热5h后质量变化率分别下降61%、82%及94%;由铝矾土、硼砂、玻璃粉及钛白粉(金红石型)比例为5∶10∶2∶3所制备的涂层,因其中含有热稳定性好的TiAl2O5,且表面结构致密,孔隙较少,没有裂纹和夹杂,抗氧化性能最佳。

镍基高温合金修复强化技术研究现状及发展趋势

镍基高温合金具有优良的高温强度和抗氧化性能,广泛应用于航空发动机、涡轮叶片等热端部件。其在高温、高压、高转速及交变负荷等恶劣条件下长期使用过程中,易出现烧蚀、磨损等表面损伤和掉块、断裂等体积损伤。采用特定的表面工程技术和增材修复技术可有效恢复损伤零件的尺寸和性能,为镍基高温合金综合使役性能的保持和再生提供可行途径。重点综述了表面改性、表面镀层、表面涂层、载能束增材、能束能场复合等镍基高温合金修复强化技术国内外研究现状,归纳总结了各修复方法的技术原理、工艺特点及应用范围。加强能束能场复合修复技术开发、能束能场与材料的作用机理,以及修复过程形性协同调控等方面的研究,对拓宽工艺适用范围、降低修复强化层缺陷以及增强修复机动时效性具有重要意义,是镍基高温合金修复强化技术未来发展趋势。

钛合金表面阳极氧化着色及摩擦学特性研究

为了改善钛合金(TC4)的表面处理工艺,在钛合金表面获得均匀、绚丽的色光效果,提高钛合金的耐磨性,增进钛合金的功能性和色彩美。利用直流脉冲稳压电源对钛合金在0.15 mol/LH3PO4+0.1 mol/LH2O2混合溶液中进行阳极氧化着色处理,分析了电解电压及前后处理对着色氧钛薄膜颜色和性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜、维氏显微硬度计和球盘摩擦磨损试验机等分析了氧化膜的颜色、表面形貌、氧化膜的显微硬度和摩擦磨损性能。研究结果表明:表面预处理影响钛合金阳极氧化着色效果;封孔后处理可以有效提高氧化膜的抗污染能力。电压是决定氧化膜颜色最主要的因素,氧化膜颜色随电解电压呈规律性的变化;在电压为50 V时,钛合金阳极氧化膜具有最优异的力学性能和耐摩擦磨损性能。在钛合金表面通过阳极氧化制备一层光滑且致密的氧化钛膜,可显著提高钛合金的显微硬度和耐磨损性能,同时使之具有不同的颜色增加其装饰效果和艺术价值,不但节约着色成本,还可以扩大其应用范围,具有重要的经济意义。

基于金属腐蚀与防护课程工程实用化教学改革与实践研究

为了提高学生的综合能力,则需对当代的化工与材料创新人才的应用工程能力进行系统化的培养。金属腐蚀与防护课程是一门综合性的新兴学科,更是化学与材料类专业人才必须学习的一门专业综合性的课程,基于金属腐蚀与防护课程的教学特点,从理论教学体系出发,根据理论知识体系架构的角度,通过对授课方式的改革,加强实践指导,实施课程设计和改革优化教学材料的内容等方面的建设,优化人才培养的结构,建设比较为全面的培养化工与材料创新人才体系,培养能够满足社会需要的工程实践能力的化工与材料人才。