超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能

目的研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能及磨损机制进行分析。结果随着原始粉末中镀铜石墨质量占比的增加,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的沉积效率逐渐降低。基于Al_(2)O_(3)颗粒的原位喷丸效应及激光辐照的加热软化效应,复合涂层具有致密的微观组织,且复合涂层与基体界面结合良好。单一添加Al_(2)O_(3)颗粒可以将Cu涂层的硬度从108.19HV0.2提高至121.82HV0.2。随着石墨含量的增大,涂层的显微硬度逐渐降低,镀铜石墨在原始粉末中的质量分数从5%增至15%,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的硬度从116.09HV0.2降至94.17HV0.2。添加石墨能够在复合涂层表面形成固体润滑层,降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能。CuAlGr10复合涂层具有最优的耐磨损性能,磨损率为0.7×10^(−4)mm^(3)/(N·m)。此外,由于激光辐照促进了复合涂层内部颗粒间的界面结合,均匀分散在石墨润滑相中的Al_(2)O_(3)颗粒作为负载支撑和耐磨相,可进一步降低复合涂层的磨损率。结论Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层优异的耐磨性能是润滑相石墨颗粒和硬质增强相Al_(2)O_(3)颗粒共同作用的结果,石墨的添加能够降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能,但过量的石墨颗粒会对涂层产生割裂作用,导致增强相Al_(2)O_(3)颗粒脱离涂层,从而加剧涂层的磨损。

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。

激光熔化沉积TiC/TC4复合材料热-流行为及陶瓷颗粒分布状态

颗粒增强钛基复合材料在航空航天等领域具有广阔的应用前景,采用仿真与试验相结合的方法,对激光熔化沉积TiC/TC4复合材料过程中的热-流行为和沉积层中陶瓷颗粒的分布状态进行了研究.结果表明,工艺参数对熔池的热-流行为及沉积层形貌具有显著的影响,熔池表面的流体流动呈波纹状,熔融金属从熔池中心向四周流动;熔池底部等温面上熔融金属从四周流向熔池底部,并出现漩涡现象.在激光熔化沉积过程中,TiC颗粒穿透熔池表面的Marangoni对流区,在熔池中与流体交互作用,最终在沉积层中出现沉积层中上方部位团聚、沉积层中下方部位团聚、沉积层中均匀分布等分布状态.

超音速激光沉积WC/Stellite 6复合涂层显微组织特征的研究

超音速激光沉积技术(SLD)将激光技术与冷喷涂技术相结合,在保持冷喷涂固态沉积的优势下,极大地拓展了单一冷喷涂技术的可喷涂材料范围。采用超音速激光沉积技术制备了单一冷喷涂难以制备的WC/Stellite 6金属基复合涂层(MMC),并与激光熔覆(LC)涂层在宏观形貌、显微组织、界面稀释、未熔WC占比、涂层抗裂纹扩展性能等方面进行对比研究。研究表明:具有固态沉积特点的超音速激光沉积涂层避免了热加工过程中的WC分解与溶解问题,在采用相同比例的WC/Stellite 6复合材料情况下,超音速激光沉积涂层中WC体积占比为27.6%,高于激光熔覆层的3.7%;激光熔覆层稀释率约为8.9%,而超音速激光沉积涂层无宏观稀释区;大载荷压痕测试结果显示激光熔覆涂层压痕处出现大量放射状裂纹而超音速激光沉积涂层无裂纹出现,表明超音速激光沉积涂层抗裂纹扩展能力优于激光熔覆涂层。

超音速激光沉积与激光熔覆WC/SS316L复合沉积层显微组织与性能的对比研究

采用超音速激光沉积(SLD)和激光熔覆(LC)在316L不锈钢基体上制备了WC/SS316L复合沉积层,对沉积层的宏观形貌、WC分布、显微组织、相成分及磨损性能进行了对比分析。结果表明,LC多道搭接的沉积层中有明显的宏观裂纹,而SLD沉积层表面平整致密,无宏观缺陷。在LC沉积层中,陶瓷相WC呈部分聚集的不均匀分布,而在SLD沉积层中,陶瓷相WC呈弥散状的均匀分布。LC沉积层组织成分分布不均匀,且产生了有害相,而SLD沉积层保持了沉积粉末原有的组织和性能,且表现出形变强化效果。SLD沉积层的摩擦系数比LC沉积层低28%,表现出较优的抗磨损性能。

超音速激光沉积制备7075/Al_(2)O_(3)复合涂层的显微组织及性能研究

超音速激光沉积是将超音速冷喷涂和激光辐照加热有机结合的一种新型复合材料表面处理技术,具有可制备硬质金属复合涂层、沉积效率高等优点。本工作利用超音速激光沉积技术在7B04铝合金基体上制备硬质铝合金7075与陶瓷颗粒Al_(2)O_(3)的复合涂层,系统研究激光功率对涂层的沉积特性和力学性能的影响规律。采用场发射电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计等仪器,对涂层的显微组织、相成分和显微硬度进行表征分析,结果表明:随着激光功率的增加,涂层的厚度、致密度、沉积效率、硬度以及涂层中Al_(2)O_(3)颗粒的分散性和相对沉积效率逐渐增加。当激光功率为600 W时,涂层的沉积厚度达1543μm,孔隙率为0.05%,涂层中Al_(2)O_(3)粉末颗粒的相对沉积效率达到峰值65%,HV硬度达到1911 MPa。当激光功率提升至900 W时,涂层的厚度、沉积效率增速放缓,孔隙率显著增加,涂层发生氧化相变,Al_(2)O_(3)粉末的相对沉积效率和涂层的硬度下降明显。因而,适当激光辐照的引入有利于提高铝合金颗粒在沉积过程中的塑性变形能力,显著改善涂层的质量。然而,当激光功率过高时,铝合金颗粒的软化现象加剧,且易发生氧化相变,导致涂层的质量下降。

2-2型磁电复合薄膜材料研究现状

2-2型磁电复合薄膜材料可以实现磁和电的直接转换,具有较大的磁电转换效应,在电子器件中有着广泛的应用前景。本文详细阐述了有关2-2型磁电复合薄膜的制备及其在铁电、铁磁性能以及磁电耦合效应研究方面的最新进展,并提出了目前磁电复合薄膜研究中存在的问题和进一步的研究方向。

石油管道关键阀门的激光复合强化技术应用分析

概述了石油管道关键阀门的传统表面强化手段及其不足。通过比较单独激光熔覆强化、激光-感应复合熔覆强化、激光-超音速热喷涂复合沉积强化的技术特点,指出激光复合强化技术是通过工艺方法提升石油管道关键阀门强度、高温耐磨性和耐腐蚀性能的最佳选择。介绍了我国在激光复合强化关键技术、专用材料体系、装备方面的研究现状,在此基础上分析了石油管道关键阀门应用激光复合强化技术的潜力与挑战。

超音速激光沉积石墨/Cu复合涂层微观结构及耐磨损性能

为了提高铜(Cu)材料的耐磨性能,扩大Cu材料的应用领域,采用超音速激光沉积技术在纯Cu表面制备了石墨/Cu复合涂层,研究了不同石墨含量对复合涂层微观组织、显微硬度以及耐磨损性能的影响。研究结果表明,当原始粉末中石墨的质量分数从5%增加至15%时,复合涂层的沉积效率呈下降趋势。石墨作为一种软固体润滑剂,其在复合涂层中含量的提高会降低涂层抵抗塑性变形的能力,进而复合涂层的显微硬度随石墨含量的增加,从122.48 HV0.2降至95.02 HV0.2。此外,复合涂层的磨损率也随涂层中石墨含量的增加而降低。故当原始粉末中石墨的质量分数为15%时,所制备的复合涂层具有最优的耐磨损性能,平均摩擦系数为0.179,磨损率为0.71×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。不含石墨时涂层的磨损机制为黏着磨损,随着涂层中石墨含量的增加,磨损机制从黏着磨损转为磨粒磨损。

金属基复合材料WC/SS316L超音速激光沉积行为及电化学失效机理

利用超音速激光沉积技术在316L基体上制备了WC/SS316L复合沉积层,并分析了该复合沉积层中颗粒的沉积行为、界面结合、组织结构特征以及其在电化学环境下的失效机理。研究结果表明,由于激光辐照的软化作用,SS316L颗粒在高速撞击过程中表现出较好的塑性变形能力,能够实现有效沉积;在激光辐照和高速粒子塑性变形的双重作用下,超音速激光沉积层较单一冷喷(CS)沉积层具有更好的界面结合行为。由于高速粒子塑性变形产生了加工硬化现象,沉积层中SS316L的显微硬度较原始粉末的明显增大。在电化学腐蚀环境下,WC/SS316L界面较易发生腐蚀行为。

镀钨金属化对超音速激光沉积金刚石/铜复合涂层导热性能影响

针对电子封装材料散热需求,为了获得高导热界面材料,通过盐浴镀方法在金刚石表面镀W,并采用超音速激光沉积(SLD)技术在铜基板表面制备金刚石/铜复合涂层,研究镀W金刚石颗粒的表面形貌及成分,及其对金刚石/铜复合涂层微观结构、界面结合和导热性能的影响。研究结果表明,SLD制备的镀W金刚石/铜复合涂层中颗粒间结合良好,界面无明显缝隙,热导率达306.3 W·m^(-1)·K^(-1)。金刚石表面镀W改善了金刚石与铜的表面润湿性,促进了金刚石与铜颗粒之间的界面结合,使涂层具有良好的致密性,表现出优异的导热性能。

超音速激光沉积WC/Cu复合涂层的微观结构及耐磨性能表征

针对纯铜具有良好的导电、导热和加工性能,但同时也具有硬度低,耐磨性能差的特点。采用超音速激光沉积(Supersonic laser deposition,SLD)和冷喷涂(Cold spray,CS)技术在纯铜表面制备了WC/Cu复合涂层,并对所制备涂层的微观结构、相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了对比分析。研究结果表明,CS涂层的厚度约为1128μm,WC含量为7.73%,显微硬度为147.4HV0.2,但涂层/基体结合处存在明显间隙。SLD涂层厚度随着激光功率的逐渐升高而增加,最高涂层厚度达2344μm,WC含量可高达17.22%,显微硬度可达161.3HV0.2,且涂层/基体结合良好。SLD涂层能基本保留原始粉末的相组成,但高激光功率下制备的样品存在轻微氧化。SLD涂层相比于CS涂层和铜基体具有更小的摩擦因数、磨损宽度以及磨损量,表现出更好的耐磨性能,为铜及其合金的表面性能优化提供了一种新方法。

超音速激光沉积镀铜CNTs/Cu复合涂层微观结构及耐磨损性能

采用超音速激光沉积技术(Supersonic laser deposition,SLD)在Cu基体上制备CNTs/Cu复合涂层以提高其耐磨损性能,利用化学镀对CNTs表面进行了表面镀铜处理,在CNTs表面获得了均匀分布的纳米Cu颗粒镀层。对复合涂层的截面形貌、微观结构、磨损性能及机制等进行了分析,结果表明,由于在冷喷涂(CS)过程中同步引入了激光辐照对Cu粘结相进行加热软化,SLD制备的CNTs/Cu复合涂层具有较高的沉积效率和致密性。得益于表面铜镀层的缓冲作用,CNTs在沉积过程中保持了其结构的完整性,在复合涂层中均匀分布且与Cu粘结相结合良好。表面镀铜CNTs的添加使复合涂层具有较低的摩擦因数、磨痕宽度和深度,呈现出较好的耐磨损性能。纯铜涂层的磨损机制为粘着磨损,而CNTs/Cu复合涂层则呈现出粘着磨损与磨粒磨损共存的机制。

纳米粉体的激光制备方法

总结了激光技术制备纳米粉末的特点，介绍了激光诱导化学气相沉积法、激光烧蚀法、激光诱导液-固界面反应法以及激光-感应复合加热法等的基本原理、装置及特点，综述了目前纳米粉体激光制备技术的应用研究现状，指出了其今后的研究方向和应用前景。

PLD非晶碳－聚酰亚胺复合薄膜的场致电子发射

利用脉冲激光沉积技术在高电导率衬底上，制备了非晶碳－聚酰亚胺复合薄膜，首次观察到非晶碳－聚酰亚胺复合薄膜具有较低的电子发射阈值电场和较高的发射电流密度．利用透明导电阳极技术，确定阴极电子发射位置。

金属基陶瓷复合材料的制备方法及其新进展

综述性地报导了金属基硬面陶瓷复材和金属基颗粒第二相陶瓷制备方法的最新进展 ,其中包括热喷涂法、蒸镀法、喷镀法、电化学沉积法、自蔓延高温合成法 (SHS)、溶胶—凝胶法 (sol -gel)、激光熔覆等 .并且对各种制备方法的特点及其发展进行了简要的阐述 .

激光重熔对纳米Ni-TiN复合镀层性能影响

为进一步提高超声-脉冲电沉积制备的纳米Ni-Ti N复合镀层性能并强化镀层与基体的结合,采用激光对镀层进行重熔处理,研究了激光参数对镀层形貌及显微硬度的影响。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及显微硬度计观察并分析镀层激光重熔前后形貌、成分及显微硬度。结果表明,经过激光重熔后镀层表面平整、致密度提高、重熔层与基体形成了良好的冶金结合,且表面硬度提高到1298.7 HV0.1。

《机械制造文摘——焊接分册》2006年度主题索引

(一)使用说明1．本主题索引所用主题词分正式主题词和非正式主题词两类,正式主题词用作检索词,非正式主题词用来指引检索者从本索引中不采用的主题词去查找采用的主题词。非正式主题词只列在主题词字顺表中。