新涂层提高医用植入钛合金的耐磨耐蚀性能

广东省科学院中乌焊接研究所钛合金焊接团队科研人员利用双相纳米柱状晶结构TiZrNb涂层提高了医用植入钛合金的耐磨耐蚀性能。钛合金由于其优秀的生物相容性,在生物医用植入材料领域具有广阔的发展前景,含有生物友好元素铌(Nb)和锆(Zr)的钛合金是目前的研究热点。Zr元素作为Ti的同族元素可强化密排六方α相结构并改善钛合金力学性能,在Ti-Zr合金中进一步加入具有生物相容性的Nb元素可以稳定表面钝化层,从而降低合金的点蚀敏感性。

新涂层提高医用植入钛合金的耐磨耐蚀性能

在国家重点研发计划项目的资助下,广东省科学院中乌焊接研究所钛合金焊接团队科研人员利用双相纳米柱状晶结构TiZrNb涂层提高医用植入钛合金的耐磨耐蚀性能。相关研究发表于《Surface&Coatings Technology》。王海燕博士为该论文通信作者。钛合金由于其优秀的生物相容性,在生物医用植入材料领域具有广阔的发展前景。

SiC颗粒尺寸对镍基复合镀层耐磨性和耐蚀性的影响

在正交实验基础上,对比研究微米SiC(平均粒径1.5μm)和纳米SiC(平均粒径20nm)增强复合镍基镀层的摩擦磨损行为和耐腐蚀性能。通过TEM、SEM、EDX和XRD等手段研究颗粒分散状态以及复合镀层的表面和截面形貌、成分及相结构。采用球-盘滑动摩擦磨损试验机研究复合镀层的耐磨性。电化学阻抗谱测量在3.5%的NaCl水溶液中进行。结果表明:微米级颗粒增强复合镀层可以获得更高的表面硬度,两种增强复合镀层具有相似的摩擦磨损行为。电化学阻抗谱分析表明:SiC颗粒的加入可以提高镀层的耐腐蚀性,且纳米颗粒复合镀层具有更好的耐蚀性。

新型耐磨耐蚀涂料制造研究

选用对金属具有良好附着力的环氧树脂为基料,以Al_(2)O_(3)和SiO_(2)等各种颜填料复配,制备新型耐磨耐腐蚀涂料。在涂料耐磨性能满足国标的基础上,以涂料的耐酸碱性能作为主要评价手段,探讨颜基比、树脂用量、涂装道数、主要颜料的用量和配比等对耐蚀性能的影响。结果表明,颜基比为2.75、环氧树脂E-44用量为17.8%、涂装道数为2道、Fe_(2)O_(3)用量为13.3%、石墨和MoS_(2)的质量配比为1.5∶1、SiO_(2)和Al_(2)O_(3)的质量配比为1∶1时漆膜性能最好。在优化配方下制备的耐磨耐蚀涂料,其涂膜的耐酸性能、耐碱性能、耐盐水性能以及盐雾试验结果均超过国家标准,综合性能达到合格要求。

钴铁镍复合黏结相超细硬质合金显微组织与性能

钴作为硬质合金应用最广泛的黏结剂,存在资源稀缺、成本高昂以及WC-Co硬质合金耐腐蚀性能较差等问题,综合考量生产成本与改善性能,本研究采用铁镍部分代替钴组成复合黏结剂,以其制备超细硬质合金,研究其显微组织和力学、耐蚀耐磨性能的关系。结果表明,黏结相中Fe/Ni质量分数比增加,使得合金WC晶粒细化和黏结相分布不均,合金的硬度和抗弯强度分别提高与降低。合金在中性NaCl溶液中的耐腐蚀性能评估采用极化曲线测试与浸泡实验,黏结相添加Ni能提高合金耐蚀性,归因于Ni的钝化特性与促进腐蚀产物膜的形成。硬质合金摩擦系数和磨损率与Fe/Ni质量比呈负相关,合金耐磨性的提高主要归因于黏结相的强度增强和WC晶粒细化合金硬度提高。

激光熔覆法制备WC-Co球粒强化高熵合金复合硬质涂层的组织与性能

在FeCoCrNiMo0.15高熵合金(high entropy alloy,HEP)粉末中分别添加WC和WC-Co硬质相球粒,然后采用激光熔覆法在304不锈钢基材上制备2种以Fe Co Cr Ni Mo0.15高熵合金为基体的硬质复合涂层WC/HEA和WC-Co/HEA,研究这2种复合涂层的微观组织、硬度、耐磨与耐蚀性能,并与真空扩散焊制备的Ni60/WC复合涂层性能进行对比。结果表明,WC-Co/HEA涂层中WC颗粒的球形度高,涂层内气孔和裂纹较少,添加Co元素可有效避免激光熔覆过程中WC发生分解。WC/HEA和WC-Co/HEA复合涂层的平均显微硬度(HV)都在800MPa以上,其中WC-Co/HEA涂层的平均显微硬度(882.55MPa)高于WC/HEA涂层的硬度(817.27MPa),且其平均摩擦因数(0.40)略低于WC/HEA涂层(0.46)。与Ni60/WC涂层相比,HEA基涂层对WC的保持性和润湿性更好,能降低涂层与WC之间的界面反应,因此WC-Co/HEA复合涂层的显微硬度、摩擦磨损性能、耐蚀性能均优于Ni60/WC和WC/HEA涂层。

镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响

目的通过研究镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响,开发并提升工业应用价值较高的非晶态镍-磷镀层。方法采用镁硼硅晶膜改性处理技术,在45#钢基材上制备Ni-P化学镀层,通过扫描电子显微镜等设备,检测处理后镀层的微观形貌、组织结构和耐磨耐蚀性能,结合镁硼硅水体活化表征,分析镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷镀层的强化机理。结果相比传统的Ni-P镀层,镁硼硅改性晶膜处理的Ni-P镀层表面平整,分布均匀,表面致密度明显提升,摩擦因数减小了约32%,腐蚀电位正移221 mV,腐蚀电流为原来的1/2,腐蚀质量损失速率明显较低,耐腐蚀性能更为优异。经过镁硼硅改性晶膜处理的水体分子团明显减小,活性提升,这说明经过处理后的水体易于溶解来自复合陶瓷中的硅石和硼素等物质,在Ni-P镀层形成致密的晶膜,提高镀层的综合防护性能。结论经过镁硼硅晶膜改性处理后,Ni-P镀层表面致密度和耐磨耐蚀性能有了明显的提升,具有更为宽广的工业应用价值。

激光熔覆硬质颗粒增强高熵合金复合涂层研究进展

高熵合金因其独特的合金设计理念及优异的综合性能,逐渐成为表面工程领域的热门涂层材料之一,而激光熔覆技术已成为高熵合金涂层制备的主要手段之一.目前,激光熔覆制备的面心立方(FCC)或体心立方(BCC)单相的高熵合金涂层,由于强度-塑性不匹配而导致涂层综合性能不佳,限制了其工程应用.由于硬质颗粒增强FCC结构高熵合金涂层是解决强度-塑性匹配的重要途径,成为国内外学者研究热点之一.重点介绍了直接添加和原位合成硬质颗粒增强高熵合金熔覆涂层的研究现状,分析了硬质颗粒增强高熵合金复合涂层性能的主要影响因素,并对未来硬质颗粒增强高熵合金涂层研究方向进行了展望.

超疏水Co-MoS_(2)复合镀层的制备及其性能

采用一步电沉积法制备了具有优异耐磨耐蚀的超疏水Co-MoS_(2)复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、接触角测试仪及电化学工作站等系统研究了电流密度和电沉积时间对复合镀层的微观形貌结构、润湿性、自清洁效果、耐磨和耐蚀性能的影响规律及机理。结果表明,当电流密度为20 A/dm^(2),电沉积时间为30 min时,Co-MoS_(2)复合镀层实现超疏水效果,接触角达到最大值约151.4°,具有良好的自清洁防污性能。在2.5 kPa压力下与800目砂纸摩擦1200 mm后,镀层表面仍具有高于146°接触角的良好疏水性,表现出优异的耐磨性能。该超疏水复合镀层还具有较好的耐腐蚀性能。一步电沉积法简单、经济高效且环保制备了高性能超疏水复合镀层,可望实现超疏水材料的实际应用。