酸性盐雾腐蚀后镍硅氮化硼涂层的可磨耗性能转变研究

采用大气等离子喷涂制备镍硅氮化硼(NiSi-BN)可磨耗封严涂层并进行酸性盐雾192 h腐蚀处理。对腐蚀前后涂层的组织结构、硬度、结合强度进行分析。采用高温超高速可磨耗试验机研究腐蚀前后的涂层在650℃下与GH4169叶片的可磨耗刮削行为的差异性。研究结果表明:酸性盐雾腐蚀后NiSi-BN涂层的平均硬度由(11.9±0.40)HBW升高为(18.2±1.7)HBW,平均结合强度为变化不大,为(6.7±1.5)MPa,IDR值由腐蚀前10.77%±0.74%升高至26.70%±4.60%,酸性盐雾腐蚀192 h后NiSi-BN涂层的可磨耗性能出现明显下降。这主要是由于腐蚀区域涂层的硬度较高,造成叶片的磨损高度由腐蚀前的(0.05±0.01)mm增加至腐蚀后的(0.12±0.03)mm,对偶叶片与涂层间的摩擦作用更为剧烈,进而腐蚀态涂层的IDR值出现升高,涂层的可磨耗性能降低。

封孔处理对烘缸用高铬硼涂层性能的影响

采用电弧喷涂工艺,在45#碳钢基体上获得了高铬硼涂层,以改性双酚A氰酸脂树脂及无机填料制成的封孔剂(LG-12)对高铬硼涂层进行了封孔处理,对比了封孔处理前后的涂层在10vol%浓度的盐酸溶液中的耐腐蚀性能和摩擦学性能方面的差异,结果表明,最优电弧喷涂参数获得高铬硼涂层的硬度为568.6HV_(0.3),与基体结合强度高达51Mpa;封孔处理使涂层孔隙率由3.82%降至0.96%;封孔涂层的耐腐蚀性显著优于未封孔涂层,其摩擦系数较未封孔涂层稍有降低,为0.73,涂层耐磨性好,适于造纸烘缸的应用;LG-12常温封孔剂对造纸烘缸用高铬硼涂层的封孔效果良好。

立方氮化硼涂层刀具制备及切削性能研究现状

立方氮化硼是一种硬度和热导率仅次于金刚石的超硬材料。对cBN涂层刀具的制备及切削性能研究现状进行简要的概述,分析了cBN涂层刀具制备和应用面临的难题,结合当前研究现状,给出了cBN涂层刀具研究的发展方向,可为cBN涂层刀具在难加工材料上的高效高精密切削加工工业化应用提供参考。

六方氮化硼涂层的制备及防护性能研究

采用化学剥离法将六方氮化硼粉末剥离成六方氮化硼纳米片。利用脉冲电沉积技术在AA2024表面制备六方氮化硼涂层,采用电化学阻抗测试和动电位极化对涂层的防腐性能进行评价。结果表明,六方氮化硼涂层可有效提高AA2024铝合金的耐蚀性能。

含硼涂层的电子探针分析

元素硼在电子探针分析中属超轻元素,其定量分析的准确性受多种因素制约,很难满足材料分析的要求。本工作用电子探针分析了钼基合金上一种加硼的Si-Ti复合涂层。着重解决了Mo的M系谱线对BK_α射线的谱线干拢及质量吸收系数不准确等问题,较准确地测定了各层中元素的含量,特别是硼的含量及分布。并用面扫描显示了含硼与不含硼涂层氧化后的形貌及元素分布,较好地解释了两个含硼层对改善抗热震性能的作用。

铝氮化硼封严涂层腐蚀性能

现役军用发动机广泛使用可磨耗封严涂层铝氮化硼以提高工作效率,发动机使用过程中涂层可能存在腐蚀。利用电化学分析技术以及中性盐雾试验等开展涂层的腐蚀行为研究,采用SEM、XRD分析腐蚀产物形貌及成分,分析表明铝氮化硼作为阳极优先发生溶解,粘结层镍铝所受到的腐蚀破坏很小,不会发生粘结层破坏。中性盐雾腐蚀后铝氮化硼涂层表面出现类似凝胶状物质,经XRD分析产物为白色无定形物Al2O3。

用纳米压入法测量硼化铪涂层的弹性模量

用NanoIndenterⅡ对硼化铪 石英和硼化铪 硅等膜 基结构进行纳米压入测量。通过对测得的载荷—位移曲线进行处理 ,得到硼化铪涂层的弹性模量为 188 78GPa。实验表明 ,较软基底对测量结果的影响较大 ,所得的评定值失真 ,用KING提出的评定模型也未获得较好的结果。因此 ,最大压入深度应在保证压头尖钝化和薄膜表面质量对测量结果影响不太大的情况下尽量减少最大压入深度。

自蔓延法在金刚石表面形成碳硼化铝涂层的研究

采用Ti／Al／B／金刚石粉体为原料，通过自蔓延高温反应技术，制备了Al-TiB2结合剂金刚石复合材料，在金刚石表面合成了碳硼化铝涂层。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）结合能谱仪（EDS）分析试样。研究结果表明：各种原料经自蔓延高温烧结后，产物的主相为Al、TiB2和金刚石。同时当Al质量分数较高时（60％～80％），在金刚石表面形成了致密的碳硼化铝涂层，呈薄片状，金刚石附近也生长出许多碳硼化铝晶粒，尺寸可达到几十微米。但是当Al质量分数较低（40％和50％）时，金刚石会发生严重的碎裂。

稀释气体流量对低压化学气相沉积硼掺碳涂层的影响

以BCl3-C3H6-H2为气相反应体系,采用低压化学气相沉积制备硼掺碳涂层。研究了Ar气稀释流量对硼掺碳涂层沉积速度、形貌、组成和键合状态的影响。结果表明,不同稀释气体流量作用下,硼掺碳的沉积速度没有明显变化,产物形貌由致密向层状转变,硼元素含量稍有减少而碳元素含量稍有增加。沉积产物中B元素的键合方式以B-sub-C和BC2O为主。结合化学反应和气体扩散,探讨了稀释气体的作用机制,表明PyC形成反应的主导作用导致稀释气体流量对沉积速度作用不明显,而BCl3和C3H6在Ar气中扩散系数的差异导致产物形貌和组成发生变化。

等离子喷涂镍铬硼硅耐磨涂层的工艺研究

采用大气等离子喷涂方法制备镍铬硼硅耐磨涂层,对涂层的结合强度、金相组织、硬度等性能进行分析,并对机械加工后的涂层进行了显微组织分析,研究结果表明,镍铬硼硅耐磨涂层可用于等离子喷涂工艺,涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性。

碳纤维表面处理对铝电解用硼化钛阴极涂层性能的影响

硼化钛阴极涂层是铝电解用可润湿性阴极材料中的一种 ,具有优良的抗钠渗透性和对铝液润湿性 ,可以有效地延长铝电解槽寿命。碳纤维是硼化钛涂层材料的增强剂之一 ,对硼化钛阴极涂层的性能影响很大。本文研究了不同工艺的液相碳纤维表面氧化处理法对硼化钛阴极涂层抗拉强度和粘接强度的影响。采用FTIR检测碳纤维处理后表面含氧基团的变化 ,寻找影响硼化钛阴极涂层性能的原因 ,从而达到最有效地提高TiB2 阴极涂层抗拉强度和粘接强度的目的。结果表明 ,采用工艺 (1) (10 %HNO3,80℃、恒温 5min ,超声波、5min)对碳纤维进行表面处理最合理 ,处理后碳纤维表面含氧基团的含量最高 ,用其制备硼化钛阴极涂层的抗拉强度。

氯化镁电解时硼化钛涂层阴极性能的研究

研究了 MgCI_2 电解时镁在 TiB_2 涂层阴极、钢阴极以及石墨阴极上的析出状态。实验结果表明石墨上 Mg 的析出状态较差,而石墨基底涂上 TiB_2 后镁对电极的润湿性能变好,Mg 的析出状态大大改善,与钢阴极的情况接近。扫描电镜分析测得涂层上 Mg 的润湿角(凝固后)约为30°。本文还用断电流法测定了不同阴极材料上 Mg 析出的过电位和电解槽的反电动势;用反向电解法测定不同阴极电解时的电流效率,并用四探针技术测定了 TiB_2 涂层与石墨的薄层电阻。

C/SiC刹车材料硼硅玻璃/磷酸盐系防氧化涂层的结构与性能

采用涂刷法在C/SiC刹车材料表面制备硼硅玻璃/磷酸盐系防氧化涂层。分析了硼硅玻璃/磷酸盐系涂层的防氧化性能及抗热震性能。结果表明,硼硅玻璃/磷酸盐涂层均匀、致密,并与基体结合紧密。在干态空气环境中700℃氧化10 h,涂层试样失重率约为0.39%;经过淡水和海水浸泡后涂层样氧化失重率分别为~0.22%和~0.13%。因此,硼硅玻璃/磷酸盐涂层具有优异的防氧化性能,尤其具有优良的耐淡水、耐海水侵蚀性能。在经过50次热震实验后,涂层试样与基体结合良好,没有剥落和掉块现象,失重率仅为0.015%,具有良好的抗热震性能。

硼掺杂梯度对硬质合金金刚石涂层的影响

为提高硬质合金刀具上金刚石涂层的结合性能,采用热丝化学气相沉积法在YG 8硬质合金基体上沉积高、低梯度硼掺杂微米金刚石(high gradient boron-doped micron crystal diamond,HGBMCD;low gradient boron-doped micron crystal diamond,LGBMCD)涂层和无硼掺杂的微米金刚石(micrometer crystal diamond,MCD)涂层,探究沉积过程中硼掺杂浓度的梯度大小对金刚石涂层的形核和生长性能的影响。结果表明:随着硼的掺入,金刚石的形核密度增大,生长6 h后的金刚石晶粒更均匀细小,其中LGBMCD的晶粒尺寸大部分在2~3μm;而石墨相在梯度硼掺杂金刚石涂层中的生长会被抑制,HGBMCD中IDia/IG高达14.65,残余应力仅为–0.255 GPa,且Co2B、CoB等硼钴化合物含量随硼掺杂梯度的减小而增大;金刚石涂层的残余应力因硼的掺入逐渐从压应力转变成拉应力,残余应力大小先减小后增大;洛氏压痕显示,随着硼的掺入,金刚石涂层的结合性能提高,LGBMCD的结合性能最好,在1470 N下可达到HF2级。因此,适当的硼掺杂梯度有利于提高金刚石涂层的质量和结合性能。

热暴露对陶瓷隔热瓦表面硼硅玻璃涂层组织的影响

目的研究大面积可重复使用刚性陶瓷瓦表面高辐射率硼硅玻璃涂层在服役温度条件下微观组织的演变情况。方法采用在1250℃和1300℃下热暴露的方法来模拟涂层服役温度环境,借此研究涂层微观组织高温下的演变规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对热暴露前后涂层的微观形貌进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)表征了涂层热暴露前后的物相组成。结果 1250℃和1300℃热暴露之后,涂层表面出现微孔,尤其在辐射剂颗粒(MoSi2、Si B4)聚集区域,且微孔数量随热暴露次数的增加而增多。1300℃下热暴露5次后,中间过渡层发生烧结分层现象,靠近表面一侧逐渐变致密并与表面层烧结在一起,而另一侧则逐渐和基体烧结在一起。涂层热暴露后有方石英相析出,且析晶量与热暴露次数呈正相关关系。结论 1300℃下热暴露后,中间过渡层逐渐破坏,涂层由双层结构转变为单层结构,其抗热震性能下降,易产生裂纹、脱落等问题。高温热暴露析出方石英晶体将会影响涂层尺寸的稳定性。此外,高温热暴露导致涂层中辐射剂成分氧化,生成微孔,破坏涂层致密性,降低其抗冲刷能力,更易引起涂层脱落。

硼化钛涂层阴极碳块性能的初步研究

测量了硼化钛涂层(基体为普通底碳块)的导电性、耐蚀性以及与熔融铝的润湿性.结果表明,涂层的导电性优于普通底碳块;涂层碳块比未加涂层的碳块电解时的膨胀率约减小40％;在电解质、铝和电极三相体系中,铝在石墨和碳板上的润湿角均为179～180°,铝在硼化钛涂层上的润湿角小于80°.

镍铬硼硅耐磨涂层重熔工艺研究

采用金相和能谱分析方法,对镍铬硼硅耐磨涂层显微组织和重熔后的涂层性能进行了分析,确定了该涂层重熔工艺参数.结果表明:采用等离子喷涂方法制备的镍铬硼硅耐磨涂层达到了某进口原件涂层的性能要求.

超硬涂层材料性能及其应用研究

结合超硬涂层材料的主要特点,论述了金刚石涂层、类金刚石涂层、立方氮化硼涂层、氮化碳涂层和纳米多层结构涂层材料的性能及其在现代工程中的应用。

Si-Zr-B涂层结构稳定性及对DD3单晶高温合金深过冷的非催化形核惰性

以 Si O2 玻璃粉、分析纯 Zr O2 粉为粉料 ,分析纯 C2 H5OH,Zr OCl2 · 8H2 O,去离子 H2 O与分析纯Si(OC2 H5) 4按 4∶ 0 .1 1∶ 3∶ 1的摩尔比配制的前驱液经 3 5℃ ,1 80 min水解 -聚合反应后形成的 Si O2 -Zr O2溶胶为粘结剂 ,H3 BO3 为软化剂 ,用熔模制壳技术在壳型内壁制备了 Si-Zr-B基底涂层。利用溶胶 -凝胶原理 ,以 Si O2 -Zr O2 溶胶中加入 H3 BO3 形成的 Si O2 -Zr O2 -B2 O3 溶胶为原料 ,经浸涂 -分级热处理和 80 0℃玻璃化热处理后 ,在基底涂层表面制备了适宜厚度的同成分玻璃薄膜涂层。将涂层在 1 5 0 0℃保温 3 0 min后 ,XRD结果表明 ,涂层的析晶量仅为 1 %～ 3 % ,具有很高的高温结构稳定性。过冷实验表明 ,DD3单晶高温合金可在该 Si-Zr-B涂层壳型内获得最大 1 4 0 K过冷度 ,完全可以实现深过冷快速凝固 ,证明

Si-Zr-B涂层结构稳定性及对高温合金熔体的形核惰性

利用熔模制壳技术在壳型内壁制备了 Si- Zr- B基底涂层 (Si O2 79% ,Zr O2 1 8% ,B2 O3 3 % ,wt% )。再利用溶胶 -凝胶原理 ,在基底涂层表面制备了适宜厚度的同成分玻璃薄膜涂层。将涂层在1 5 0 0℃保温 3 0 min后 ,XRD结果表明 ,涂层的析晶量仅为 1 %～ 3 % ,具有很高的高温结构稳定性。过冷实验表明 ,DD3单晶高温合金可在该 Si- Zr- B涂层壳型内获得最大 1 40 K过冷度 ,完全可以实现深过冷快速凝固 ,证明 Si- Zr-