溅射沉积CoCrAl微晶涂层的抗氧化性能及抗氧化机理

用磁控溅射技术获得了晶粒尺寸小于１００ｎｍ的Ｃｏ—３０Ｃｒ—５Ａｌ微晶涂层。对同成分ＣｏＣｒＡｌ合金及其微晶涂层进行１１００℃恒温和１０００℃循环氧化试验，并与ＣｏＣｒＡｌＹ合金进行比较。用声发射技术、划痕法及透射电镜对溅射ＣｏＣｒＡｌ微晶涂层的抗氧化机理进行了研究。结果表明微晶化提高了ＣｏＣｒＡｌ合金表面氧化膜的粘附性，从而大大改善了合金的抗恒温与循环氧化性能。而微晶化提高氧化膜粘附性的原因是：（１）微晶表面氧化膜比铸态合金表面氧化膜的晶粒细得多，细晶氧化膜可通过扩散蠕变释放生长应力和部分热应力；（２）微晶涂层氧化膜的热应力可通过靠近氧化膜的微晶合金的塑性变形而释放；（３）溅射微晶涂层具有柱状结构，沿柱状结构氧化可产生许多“微钉”，从而大大提高了氧化膜的附着力。从氧化膜的附着力和塑性看，微晶化比添加活性元素的作用还大。

微弧氧化和电泳沉积复合制备羟基磷灰石/TiO_2复合涂层及其生物学特性

采用微弧氧化和电泳沉积复合的方法,在钛样品表面沉积了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/TiO2复合涂层。用扫描电子显微镜, 能量散射X射线能谱分析和X射线衍射对复合涂层的表面形貌、形成过程、元素组成及含量变化、相组成进行了观察和分析。通过剪切粘结 实验确定了复合涂层与基体的结合强度,并在高温消毒后,将成骨样细胞MC3T3E1接种于试件表面进行培养以评估HA/TiO2复合涂层 的生物学性能。结果表明:形成的复合涂层由内层致密的TiO2层、中间HA/TiO2混合过渡层和外层HA层构成,其中HA含量呈梯度变化, 使TiO2层逐渐向HA层过渡。HA/TiO2复合涂层和基体间的结合强度约为(19.3±2.5)MPa。通过细胞免疫荧光染色观察到细胞在培养 3h就可附着于复合涂层表面并形成良好的铺展,而且随着培养时间的延长,细胞的形态更加舒展,附着在复合涂层表面的细胞数量亦逐渐增 加,初步表明复合涂层具有较好的生物学和力学性能。

镍铝涂层晶粒细化与金属氧化物掺杂改性研究

包埋渗铝获得的镍铝涂层是一种最早使用的Al_2O_3膜热生长型高温涂层。自20世纪50年代应用于航空发动机热端部构件的高温防护以来,进一步提高其抗高温氧化性能的机理和技术研究延续至今。基于对合金氧化及Al_2O_3膜热生长机制的理解,提出了晶粒细化与特定金属氧化物掺杂可提升镍铝涂层抗氧化性能的观点,介绍了涂层晶粒细化与金属氧化物弥撒掺杂方法,讨论了这些结构和成分改性影响涂层抗高温氧化性能的关键因素:包括Al_2O_3膜生长速度、亚稳态相向稳态相转变、涂层的黏附性以及涂层与合金基体的互扩散。这些新的研究结果有望为进一步挖掘渗铝涂层的应用潜力、延长其服役寿命提供理论和试验基础。

纳米晶化对Ni-25Cr-5Al-1S合金热生长氧化膜粘附性的影响

比较研究了高S铸态合金Ni-25Cr-5Al-1S(mass%)及其溅射纳米涂层在1000℃的氧化行为,结果表明:铸态合金在20小时恒温氧化中生长的氧化膜在冷却时发生严重剥落,氧化膜/基体界面局部区域S含量较高;而溅射纳米涂层没有发生氧化膜剥落现象,涂层/氧化膜界面上明显无S的存在.这说明Ni-25Cr-5Al-1S合金纳米化可以有效抑制S对氧化膜/合金界面结合的"毒化效应",提高了氧化膜的粘附性.