AZ31镁合金微弧氧化与有机镀膜的复合表面改性及功能特性

采用微弧氧化与有机镀膜技术对AZ31镁合金进行复合表面改性,分别对微弧氧化膜的形成过程及表面特征、微弧氧化膜表面有机镀膜过程、微弧氧化膜与复合膜的润湿性及耐腐蚀性进行研究。结果表明:镁合金经微弧氧化改性后,由于表面具有微纳多孔粗糙结构,同时具有较高的表面自由能和极性分量,与蒸馏水接触时存在较强的范德华力和毛细管吸附力,且对强极性水分子具有很强的相溶性,使其蒸馏水的静态接触角接近0°,表现为超亲水特性;而微弧氧化膜表面再经有机镀膜复合改性后,具有较低的表面自由能,对强极性水分子具有一定的排斥作用,使其静态接触角达到113.7°,表现为疏水特性;微弧氧化膜经有机镀膜表面改性后,耐腐蚀性能明显改善,疏水复合膜层在0.1 mol/L NaCl溶液中,与基体相比,其动电位极化腐蚀电流密度减小3个数量级,而电化学阻抗提高3个数量级,表现为类似纯电容行为。

复合表面改性协同增强Ti合金高温微动疲劳抗力

研究了Ti 811(Ti8Al1Mo1V)钛合金表面离子束增强沉积(IBED)0Cr18Ni9膜层的膜基界面成分分布、膜基结合强度、膜层硬度和摩擦学行为。利用喷丸形变强化对IBED膜层进行后处理,拟达到联合提高钛合金高温微动疲劳抗力的目的。结果表明:离子束增强沉积技术可以获得致密度高,晶粒细化,孔隙率低,膜基结合强度高的0Cr18Ni9膜层,从而显著提高了钛合金表面硬度和耐磨性能;离子束增强沉积0Cr18Ni9膜层的耐磨性能与喷丸形变强化引入的表层残余压应力协同作用,使Ti 811合金在350℃高温下的微动疲劳抗力显著提高,并且高于喷丸强化或IBED膜层的单独作用。

复合表面改性剂处理纳米CaCO_3粒子填充聚丙烯的结晶形态及力学性能

利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)研究了复合表面改性剂处理纳米C aCO3粒子对聚丙烯结晶形态的影响,并与单一偶联剂表面处理纳米C aCO3粒子进行比较,结果表明,复合表面改性剂处理纳米C aCO3粒子比单一偶联剂表面处理纳米C aCO3粒子有着更强的β晶诱导效应,可使复合材料β晶型的相对含量增加约为20%;而对于熔融温度和结晶度而言,其影响结果基本相同。力学性能研究表明,与单一偶联剂表面处理纳米C aCO3粒子填充聚丙烯相比,复合表面改性剂处理纳米C aCO3粒子填充聚丙烯的力学性能得到进一步改善和提高,尤其是冲击强度和断裂伸长率。

超细氢氧化镁复合表面改性对过滤性能和洗涤效果的影响

采用硬脂酸钠与水溶性钛酸脂对超细氢氧化镁进行湿式复合改性,在改善超细氢氧化镁的表面性能的同时提高过滤性能,并考察表面改性对氢氧化镁料浆洗涤效果的影响。实验结果表明:采用固含率为15%(w/v)的超细氢氧化镁悬浮液为原料,当硬脂酸钠与水溶性钛酸脂的加入量均为1.0 g/100 g Mg(OH)2,可以明显降低滤饼比阻、提高洗涤氯离子的效果,同时吸油值仍可降至42 mL/100 g Mg(OH)2。

《多能场激光复合表面改性技术及其应用》出版

激光复合表面改性技术是材料表面工程与增材制造、增材再制造领域新兴的先进技术之一。多能场激光复合表面改性技术是指激光与至少一种其他能场相互作用参与同一加工过程,并改变材料性能,产生比单一能场更优(质量、效率、成本等更优)的加工效果的一种加工技术。多能场激光复合表面改性技术利用激光和其他能场的优势,可弥补单一激光加工的不足,是激光技术的进一步发展和重要补充,已成为激光制造技术的重要发展方向之一。

《多能场激光复合表面改性技术及其应用》出版

激光复合表面改性技术是材料表面工程与增材制造、增材再制造领域新兴的先进技术之一。多能场激光复合表面改性技术是指激光与至少一种其他能场相互作用参与同一加工过程,并改变材料性能,产生比单一能场更优(质量、效率、成本等更优)的加工效果的一种加工技术。多能场激光复合表面改性技术利用激光和其他能场的优势,可弥补单一激光加工的不足,是激光技术的进一步发展和重要补充,已成为激光制造技术的重要发展方向之一。

超高分子量聚乙烯纤维复合表面改性及其橡胶基复合材料的力学性能

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与基体之间界面结合强度低的问题,采用超声波结合铬酸溶液氧化的复合工艺对UHMWPE纤维进行表面处理,并将处理后的纤维加入到天然橡胶(NR)中制备短切UHMWPE纤维/NR复合材料。结果表明:复合改性工艺可有效增加纤维表面粗糙度及表面含氧官能团含量,最佳改性工艺条件为:按照重铬酸钾、水及浓硫酸的质量比7∶12∶150配置铬酸溶液,将含有一定质量UHMWPE纤维的铬酸溶液放入35℃的超声波清洗仪中氧化5min,其中超声波频率为100kHz。与纯NR样品相比,在UHMWPE纤维与NR的质量比为0~6∶100范围内,随着处理后短纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐减小,最大损失量达到50%;复合材料的硬度不断增大,最大增加量达到96%;复合材料的撕裂强度先增大后减小,在UHMWPE纤维与NR的质量比为5∶100时达到最大值,最大增加量达到49%。

渗氮+离子注入对M2高速钢的表面复合改性

对比了分别经可控渗氮、离子注入形成 Ti N及可控渗氮 +离子注入 Ti2 + 后 ,M2高速钢精冲模的使用寿命。结果表明 ,采用可控渗氮 +离子注入 Ti2 +的复合处理工艺 ,可使零件的使用寿命获得明显提高。断口分析、表面硬度测试、金相分析、XRD和 AES分析表明 ,寿命的提高是由于 :( 1 )用 Jonsson经验公式算得的该 Ti N注入层的真实硬度为 HV30 0 0 ,Ti N的超高硬度是寿命提高的根本原因 ;( 2 )该复合工艺可使 M2高速钢表面 Ti N注入层获得较厚较硬的氮化过渡层 ,增强了膜基间的结合力 ,从而提高了零件的抗磨损和抗冲击性能 ;( 3)渗氮层增加了钛离子的注入深度 ,获得了更宽的 Ti N改性层 ,用 JT- PR 所得到的模拟计算结果与此吻合得很好。

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面复合改性处理的研究

对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的Ｎ＾＋注入态，Ｎ－Ｃ－Ｏ共渗入Ｎ－Ｃ－Ｏ共渗＋注入复合态的表面改性进行了研究。结果表明：复合态由于同时具有一定厚度的改性层与非晶态表面，而达到了耐磨性及抗蚀性的最佳统一。Ｘ射线低角度掠射技术及超显微硬度计ＵＭＨＴ－３被用于Ｎ＾＋注入层的组织结构分析与硬度表征，并采用俄歇能谱仪测量离子注入层的氮浓度分布，同时还讨论Ｎ＾＋注入对提高Ｎ－Ｃ－Ｏ共渗态抗蚀性能的贡献及其机理。

高岭土微粉与纳米TiO_2表面复合改性研究

采用sol- gel法对精细处理过的高岭土微粉与纳米TiO2 进行了表面复合改性进行研究。结果表明 ,改性高岭土结构没有改变 ,其白度显著提高 ,改性后的高岭土对红外光的遮挡能力明显增强 。

表面改性对PVC/nano-SiO_2复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备出聚氯乙烯(PVC)/纳米二氧化硅(Nano-SiO2)复合材料,研究了Nano-SiO2表面改性前后对复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析了Nano-SiO2表面改性前后在PVC基体中的分散性。结果表明:加入量小于3%时,Nano-SiO2表面改性与否对复合材料的冲击性能基本没有影响;加入量小于4%时,其表面改性与否对复合材料的拉伸性能、弯曲性能及其在PVC基体中的分散性基本没有影响;加入量超过3%后,表面改性Nano-SiO2使复合材料具有更好的冲击性能;加入量超过4%后,表面改性Nano-SiO2使复合材料具有更好的拉伸性能和弯曲性能,并且它在PVC基体中的分散性及其与PVC基体间的界面粘结性也更好。

复合改性表面抑制颗粒污垢积聚特性分析

换热设备颗粒污垢一般指悬浮在流体中的固体颗粒在换热面上的积聚。开发了一种Ni-P-TiO_(2)防垢型复合改性表面,并将之用于板式换热器抑制纳米MgO颗粒污垢在换热表面的积聚。基于搭建的板式换热器颗粒污垢热阻动态监测实验系统,研究了不同冷却水流速(0.1~0.3 m/s)、入口温度(30~40℃)及纳米MgO浓度(100~400 mg/L)对Ni-P-TiO_(2)复合改性换热表面抑垢特性的影响。结果表明,随着流速的增加,污垢热阻渐近值减小了27.85%~34.41%;随着冷却水入口温度的升高,污垢热阻渐近值减小了25.15%~39.14%;随着MgO颗粒浓度的增加,热阻渐近值减小了26.15%~45.36%。结合Ni-P-TiO_(2)复合改性表面的表面能分析了其表面的抑垢性能,发现制备的Ni-P-TiO_(2)复合改性表面的表面能与纳米MgO颗粒污垢层的表面能相接近,符合Zhao提出的“最优表面能”抑垢理论。与常规板式换热器不锈钢表面相比,Ni-P-TiO_(2)复合改性表面不仅抑制了颗粒污垢的积聚,还降低了颗粒污垢的固着强度,使得积聚其上的颗粒污垢更容易被剥离换热表面,实现了换热表面持久高效抑垢。

表面复合改性钛合金的抗疲劳性及耐磨性

钛合金的摩擦系数大，耐磨性差，因而在滑动等摩擦发生的构件和机械部位的使用上存在问题。为此，进行了许多以钛合金为对象的表面改性研究。其中在较高温度进行的氯化、渗碳以及氧化等热处理方法，由于其表面硬化层与钛合金基体是一体的，结合性好，较多地得到应用。但热处理有时会导致疲劳强度下降。

硫酸钙晶须表面无机磷酸三钠-有机硬脂酸复合改性

聚合物中天然橡胶(NR)的填充补强剂主要是炭黑等材料,炭黑等会在生产过程中造成大量的碳排放,因此可将硫酸钙晶须(CSW)作为新型补强剂应用到橡胶复合材料中替代炭黑。硫酸钙晶须表面是亲水性的,与有机基体相容性较差,本工作首先使用稀土石膏作为原材料制备硫酸钙晶须,然后采用无机磷酸三钠-有机硬脂酸对晶须表面进行改性。重点优化改性温度、时间和改性剂用量等工艺条件对改性效果的影响,实现了CSW稳定性和疏水性。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、热重-差示量热分析和X射线光电子能谱等检测手段进行表征分析。结果表明:CSW加入量为20.00 g/L,硬脂酸加入量为CSW的6%,改性时间为15 min,改性温度为80℃和0.02 mol/L磷酸三钠为最佳改性工艺条件。改性后最佳产物的接触角达到104.23°,修饰层实现纳米级,其厚度为121.26 nm。改性机理为磷酸三钠在晶须表面生成CaHPO_(3)和Ca(OH)_(2),然后其与硬脂酸发生键合反应,生成C_(17)H_(35)COO-Ca-表面层。该改性工艺实现了CSW的疏水性,为纤维型晶须在NR中的应用提供了实验和理论基础。

重晶石表面改性研究进展

重晶石具有密度大、化学性质稳定、无毒、易吸收辐射等优点,因而应用广泛。表面改性是提升重晶石性能并拓展其应用范围的重要手段,系统介绍了重晶石表面改性的3种方法:表面化学包覆法、机械力化学法、化学沉积法,以及3类表面改性剂:有机表面改性剂、无机表面改性剂、复合表面改性剂;总结分析了重晶石表面改性机理,并指出了重晶石表面改性方法及表面改性剂的未来研究方向。

负载型复合半导体V_2O_5-TiO_2/SiO_2表面V_2_O5和TiO_2的相互修饰作用

采用表面改性法制备了负载型复合半导体材料V2 O5 TiO2 /SiO2 ,并用X射线衍射、比表面积测定、拉曼光谱、程序升温还原和紫外 可见漫反射光谱等技术对固体材料的结构和光响应性能进行了表征 .结果表明 ,V2 O5和TiO2 在负载型复合半导体V2 O5 TiO2 /SiO2 表面有相互修饰的作用 .一方面 ,V2 O5能扩展TiO2 的光响应范围 ,使TiO2 的吸光区域由紫外光区拓宽至可见光区 ,从而提高了复合半导体对光能的利用率 ;另一方面 ,TiO2 则有助于提高V2 O5在载体表面的分散程度 ,抑制VOx的聚合 ,减小V2 O5的微晶尺寸 ,提高固体材料的能隙值和氧化还原能力 .

Si-B-N复合薄膜的结构及摩擦学性能研究

利用三极射频 直流负偏压 等离子体增强化学气相沉积技术在45#钢表面制备了附着力较强的Si B N复合薄膜;采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪分析了所制备的Si B N复合薄膜的组成和结构,通过划痕试验和球 盘摩擦磨损试验考察了薄膜与基体的附着力及摩擦学性能.结果表明:通过合理地控制工艺参数,并对试样基体施加适当的直流负偏压,可以制得含六方氮化硼(h BN)和立方氮化硼(c BN)混合相的Si B N复合薄膜;而在Si B N复合薄膜表面引入沉积MoS2薄膜可以改善其摩擦学性能.

纳米碳酸钙的表面技术处理研究

主要用硬酯酸钠-铝酸酯-硬酯酸三元复合配方、硬酯酸钠-铝酸酯-硅烷等两个复合配方,对纳米碳酸钙进行湿法表面改性研究,活性剂的总用量只有2.5%时产品的活性度都达到了99%,大大提高了纳米碳酸钙的表面性能。

建筑垃圾再生骨料改性对混凝土性能的影响

采用硅烷偶联剂和水玻璃对再生细骨料进行表面复合改性,研究改性前后再生细骨料的物理性能及其对再生混凝土性能的影响。结果表明:再生骨料经6%水玻璃和3%硅烷偶联剂浸泡2 h后,吸水率较未改性再生骨料吸水率降低29%,压碎指标值降低到14.3%。由复合改性的再生骨料配制的再生混凝土的7 d、28 d和60 d抗压强度和抗拉强度明显提高,其抗压强度分别达到21.16 MPa,36.49 MPa,42.23 MPa。