利用SMAT和SPS在纯铁表面制备铁镍合金层

利用放电等离子烧结(SPS)技术实现了镍粉在纯铁表面铁镍合金层的制备,通过纯铁表面机械研磨(SMAT)的预处理获得表面纳米层和梯度结构有效促进了铁镍的扩散,提升了合金层厚度和结合强度。通过XRD、SEM、EDS、硬度和摩擦磨损实验等,表征铁镍合金层形貌、组成,测试了力学性能。结果表明:纯铁试样经过SMAT预处理和SPS后,在表面获得了约50μm的铁镍合金层,沿着深度方向镍元素含量梯度变化,而在未经SMAT预处理的纯铁表面仅有25μm的合金层,本方法实现了合金层厚度明显增加。SMAT预处理后的SPS试样硬度提升,表面磨损量和犁沟槽深度减少,结合力增强,耐磨性提升明显。

纯Ni及其溅射纳米晶的高温氧化行为

用磁控溅射方法在电解纯Ni上溅射了一层与其成分相同的纳米晶涂层 .研究了纯Ni及其溅射纳米晶涂层在 70 0℃～ 90 0℃的氧化行为 .结果表明 :在同一温度下 ,纳米晶纯Ni的氧化增重高于纯Ni,即经溅射纳米化纯Ni的氧化速率变快 .利用扫描隧道显微镜、带能谱的扫描电镜和X射线衍射对样品的表面和截面进行了分析 ,并讨论了其氧化机理 .

钎焊工艺参数对纯Ni真空钎焊钎缝组织的影响

为了研究Ni元素对镍基钎料钎焊接头组织的影响,以及更好的理解不同钎焊工艺参数下钎焊接头的凝固现象及金属间化合物的形成行为,文中采用BNi-2+40%BNi-5的混合钎料对纯Ni进行真空钎焊,运用金相分析、扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针分析对钎焊接头显微组织、钎缝成分分布和相组成进行了研究。结果表明,纯Ni钎缝主要由γ-Ni固溶体和金属间化合物组成,钎缝中的化合物包括Cr-B,Ni-Si和Ni-B三大类,钎缝晶界处都产生了数量不均的空洞,随着保温时间的增加,等温凝固所得的γ-Ni固溶体增多,钎缝中化合物相应减少,界面空洞有增大、增多的趋势。

纯Ni在600℃～700℃固态NaCl和水蒸气综合作用下的腐蚀行为

研究了纯Ni在 6 0 0℃～ 70 0℃固态NaCl和水蒸气综合作用下的腐蚀行为 .结果表明 :在NaCl+Air和NaCl+O2 +H2 O作用下 ,6 0 0℃时腐蚀作用不明显 ,但 70 0℃时腐蚀严重 ,而且在NaCl和水蒸气综合作用下 ,样品发生了减重现象 .通过带能谱的扫描电镜 (SEM/EDX)和X射线衍射分析 (XRD)对样品的表面和截面进行了分析 ,并讨论其腐蚀机理 .

Ni/WC复合镀层与Ni-W合金镀层力学性能比较

在Q235钢表面分别制备纯Ni镀层、Ni/WC复合镀层、Ni-W合金镀层,测试并表征了不同镀层的成分、晶相结构、硬度、韧性、弹性及抗拉强度。结果表明:Ni/WC复合镀层中WC颗粒弥散分布,含量约为6.52%。Ni-W合金镀层的成分以Ni和W元素为主,W元素质量分数达到34.2%。与纯Ni镀层相比,Ni/WC复合镀层和Ni-W合金镀层的硬度分别提高了约112 HV、232 HV,抗拉强度分别提高了240 MPa、420 MPa。Ni与W诱导共沉积形成置换固溶体起到细化晶粒和固溶强化的作用,使Ni-W合金镀层的平整度和致密性明显好于Ni/WC复合镀层,抵抗塑性变形能力和弹性恢复能力增强,能够较大幅度提高Q235钢制件整体性能。

热处理对钛表面Ni-P合金镀层性能影响的研究

研究了钛表面Ni-P合金镀层的热处理工艺,通过分析镀层的表面形貌及物相组成,探讨了热处理温度等关键因素对Ni-P合金镀层硬度的影响。研究结果表明,在300℃热处理时,电镀时间为1 h的镀层中只有Ni5P4相和Ni,无Ni3P相,电镀时间为2 h和3 h的镀层中仅有少量的Ni3P相;在400℃热处理时,镀层均由大量Ni3P相和微量Ni组成;400℃热处理后的镀层硬度高于镀态和300℃热处理后的硬度;电镀时间为2 h,热处理温度为400℃时,Ni-P镀层硬度最高,维氏硬度达到8 938 MPa。

不锈钢激光熔敷纯Ni粉末涂层的组织和腐蚀行为

以纯Ni粉末作为熔敷材料,用光纤激光器在316L不锈钢表面进行激光熔敷。用SEM、EDS、XRD分析熔敷涂层的组织形貌与物相组成,采用电化学方法研究涂层与基材在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:涂层表面光滑,微观结构致密,与基材结合良好,涂层主要为γ(Ni,Fe)固溶体和FeNi3相,从顶部到底部组织形态依次为等轴晶、柱状晶、胞状晶,界面结合区为平面晶;涂层的自腐蚀电位为-0.13 V,电流密度为5.012×10-7A/cm2,相比于不锈钢基材,涂层的自腐蚀电位提高0.16 V,电流密度降低55.33%,腐蚀阻抗值高于基材,涂层表面钝化膜无夹杂物,完整性更高,点蚀萌生更加困难,同时可降低点蚀扩展速率,保护不锈钢基材。

纳米晶工业纯铁及其Ni镀层的性能

为了探究基体材料纳米化对镀层性能的影响,采用直流电沉积方法在纳米晶工业纯铁和粗晶工业纯铁上制备了不同厚度的Ni镀层.利用扫描电子显微镜与X射线衍射仪观察并分析了镀层的组织形貌和结构.采用电化学测试和静态浸泡方法对基体和镀层进行了耐腐蚀性能研究.结果表明,纳米晶工业纯铁的基体及其Ni镀层的耐腐蚀性能略优于相同厚度下粗晶工业纯铁的基体及其Ni镀层,但随着镀层厚度的增加,这种差异逐渐减小.同时随着镀层厚度的增加,镀层表面越来越平整致密.

加热工艺对纯钛表面化学镀Ni-P镀层性能的影响

采用化学镀工艺在纯钛试样上制备了Ni-P镀层,随后在真空度为10-1Pa的马弗炉中加热至300、350、400和450℃保温2 h、炉冷至室温,目的是使镀层晶化,提高其硬度。采用扫描电镜和X射线衍射研究了加热后Ni-P镀层的显微组织和相组成,并测定了镀层的硬度和摩擦因数。结果表明,在400℃加热后,Ni-P镀层晶化,结构致密均匀,厚度为9. 1~9. 2μm,硬度最高,为910 HV0. 1,摩擦因数低于0. 35。

金属Ni的电子结构

用纯金属单原子(OA)理论、全势线性Muffin-Tin轨道(FP-LMTO)及第一原理离散变分方法(DVM)对Ni的电子结构与磁性进行了系统的研究,得到了金属Ni的轨道占据数、平衡晶格常数、结合能、原子磁矩、体弹性模量、态密度、能带结构等信息,并对结果进行了分析。

钛表面Al/NiCr复合涂层改性反应机理及抗氧化性能

目的使Al/NiCr复合涂层之间发生改性反应,并原位生成具有一定抗氧化性能的Ni-Al金属间化合物防护涂层。方法利用电弧喷涂结合等离子喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了Al/Ni Cr组合涂层,对喷涂态Al/NiCr/Ti试件于炉中进行700℃加热改性处理,研究了加热改性处理前后涂层的微观组织形貌及Ni-Al金属间化合物的形成机理。此外,还对经加热和打磨处理后的Al/Ni Cr/Ti试件及无防护涂层的Ti块进行了800℃/100h的高温氧化试验。结果Ti基体表面Al/NiCr涂层经700℃炉中加热改性处理后,Al、NiCr涂层之间发生改性反应,并原位生成了固溶有一定Cr元素的Ni2Al3及Ni Al金属间化合物。另外,在整个Al、NiCr扩散反应区中,弥散分布有Al液和Cr2O3、NiO组成的混合物组织。但是生成的Ni2Al3相金属间化合物有熔化现象发生,只有高熔点的Ni Al金属间化合物能够稳定存在。结论经改性反应所得的Ni Al金属间化合物层对Ti基体起到了较好的高温防护作用。

氢在Zn-Ni-Cd合金镀层中的渗透特性

氢吸附在金属表面和进入基体晶格会影响其性能,目前对氢的渗透特性研究不够。采用电化学氢渗透技术和计算机曲线拟合方法得到了氢在工业纯铁箔片中的有效扩散系数,并利用氢在工业纯铁箔片中的扩散系数与在Zn-Ni-Cd合金镀样中的扩散系数相差几个数量级的特点,求得了氢在Zn-Ni-Cd合金镀层中的扩散系数为2.111 4×10-10cm2/s,表观溶解度为6.398 5×10-4mol/cm3,为后续的Zn-Ni-Cd阻氢镀层特性研究提供了重要依据。

纯铜表面氩弧熔覆TiB_(2)/Ni复合涂层组织及耐磨性能

通过氩弧熔覆技术在纯铜表面制备TiB_(2)增强Ni基复合涂层,以改善其耐磨性能.将钛粉、硼粉和镍粉在球磨机中充分混合,采用氩弧熔覆技术将纯铜表面预置粉末熔化制备出陶瓷颗粒增强镍基熔覆层.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析涂层的物相及涂层中陶瓷颗粒相的组成、分布及结构,利用显微硬度仪和摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度和耐磨性能.结果表明,熔覆层物相主要包括γ(Ni,Cu)和TiB_(2);陶瓷颗粒增强相弥散分布于熔覆层中,其中颗粒相TiB_(2)以六边形存在,熔覆层内部与基体界面处均无缺陷产生;熔覆涂层具有较高的显微硬度,当(Ti+B)质量分数为10%时,涂层显微硬度高达781.3 HV,与纯铜基体对比,熔覆层显微硬度提高约11.7倍;在相同磨损条件下,随(Ti+B)质量分数的增加,熔覆涂层的摩擦系数及磨损失重先减小后增大;氩弧熔覆原位自生TiB_(2)陶瓷颗粒增强镍基熔覆层可显著提高纯铜表面的耐磨性能.

电动车用MH-Ni电池SOC模型的研究

通过对电动车用MH-Ni电池的开路电压、充放电电流、温度、自放电等因素的研究,建立了一种适用于MH-Ni电池的荷电量状态的数学模型。在初始状态,采用开路电压以及系统存储值,来估算初始电量;在充放电过程中采用电流积分法,并结合各种修正系数来估算过程电量。该方法成功地应用于纯电动车和混合电动车镍氢电池的管理系统中,电量估算误差小于7%。

关于纯Ni、纯Co及WC-Co硬质合金比饱和磁化强度值的讨论

对涉及纯Ni、纯Co及WC-Co硬质合金的比饱和磁化强度值的文献进行了分析研究,发现部分论文(20多篇)的数值(以A·m2/kg为单位)约为正常值的4π倍。研究结果表明:这种情况产生的原因,对于比饱和磁化强度测定值,估计是有关作者在进行电磁量的单位换算时出现了失误;而对于由相关数据所得的比饱和磁化强度计算值,是由于其测定的饱和磁化强度值约为正常值的4π倍所致。为便于分析讨论问题,对有关物理量的定义及相应的单位换算公式也作了相应介绍。

纯铜表面原位合成Cu-Ni复合涂层及其形成机理

报导了一种在纯铜基体上通过表面机械研磨和表面机械合金化共同作用原位合成Cu-Ni复合涂层的方法。采用XRD、OM、SEM、GDS对处理不同时间的样品进行组织及成分分析。结果表明,经过表面机械研磨预处理合金化4 h样品的表面涂层均匀、致密,且厚度达到40μm。涂层的形成主要经历了3个阶段:粉体与基体机械结合、形成冷焊层和互扩散过程。在弹丸与基体材料不断碰撞时,局部迅速升温,降低了原子扩散的势垒;通过预处理引入缺陷,使扩散通道增多,促进了元素扩散。

化学镀Ni-Mo-P合金耐腐蚀性能的研究

对化学镀Ni-Mo-P合金耐腐蚀性能的进行研究,主要探究在适当浓度下镀态和不同温度下热处理对合金腐蚀性的影响,通过极化曲线测定结果表明,热处理温度达200℃以上时,最有利于镀层耐腐蚀性能的提高.

MH/Ni电池长期贮存性能的评价

通过选用纯聚丙烯接枝隔膜制作AA型MH/Ni电池,进行了长期贮存性能评价。阶段性结果表明,室温条件下,电池能够在330天内保持初始性能不发生变化;在45℃条件下,亦能在210天左右保持相对稳定的性能。

纯铝和纯镍的冷变形流变应力模型及应用

利用Gleeble-3500热力模拟机在0.005～10.0 s-1的应变速率范围内测定室温下高纯铝和高纯镍的应力—应变曲线,对试样发生断面收缩后的曲线进行处理近似,得到材料的真应力—真应变曲线,采用周纪华式流变应力模型对曲线进行拟合,得到纯铝和纯镍误差在5%以内的流变应力模型。把该模型应用到铝镍板带冷轧复合的有限元数值模拟分析,模拟的板带厚度变化与实际轧制过程取得较好吻合。

镍材设备焊接缺陷及质量控制

结合近几年现场试验、施工实践,分析研究了镍制(工业纯镍)设备和容器的性能、焊接缺陷与产生原因,以及防止与消除其缺陷、优化制造施工质量的防裂止裂工艺措施。为提高焊接一次合格率,提出了若干注意事项。