化学沉积Ni-P合金层及Ni-P-SiC复合层的研究

本文通过对化学沉积Ni-P合金和Ni-P-SiC复合镀层的研究,找到了制取适宜的磷含量和SiC含量的工艺方法。介绍了所得沉积层具有较高硬度和优良的耐磨性,并列举了应用于工业生产的实例,预期这项技术具有较广阔的应用前景。

化学镀制备高耐蚀耐磨Ni-P-SiC复合镀层

研究了Ni-P-SiC复合镀层的制备工艺和性能以及SiC含量对镀层性能的影响。采用Taber试验机对Ni-P-SiC复合镀层的磨损性能进行了测试,并用VHX-100型三维视频显微镜对磨损形貌进行了观察,分析了复合镀层的磨损机理。结果表明:SiC颗粒的加入能有效地降低摩擦副之间的犁沟效应及摩擦表面发生粘着的面积,从而减少镀层的磨损。采用电化学实验等手段研究了Ni-P-SiC复合镀层的耐蚀性能。当复合镀层均匀一致,能起到一个良好的屏蔽作用时,耐蚀性十分优异;而镀层缺陷的存在将导致耐蚀性能降低。

电刷镀纳米Ni-P-SiC复合镀层性能的研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC/NiP复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度、耐磨性的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制及NiP晶化过程中的强化作用。结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能。在NiP合金镀液中适量添加纳米SiC微粒(7～10g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,同时在NiP晶化过程中还能在细化晶粒中起到再强化作用。不仅能使镀层硬度提高1.5～1.8倍,还能提高其耐磨性。

碳纤维表面化学复合镀Ni-P-SiC镀层的形貌及性能

为了同时改善碳纤维与金属铝基体之间的润湿性和分散性,采用化学复合镀的方法在碳纤维上制备Ni-P-SiC复合镀层。通过扫描电子显微镜观察镀层表面和截面形貌,通过单纤维电子强力测试仪分析Ni-P镀层和Ni-P-SiC镀层力学性能,采用同步热分析仪分析Ni-P镀层和Ni-P-SiC镀层的氧化性能。结果表明:Ni-P-SiC镀层的抗拉强度比Ni-P镀层的抗拉强度稍低,但Ni-P-SiC镀层的形状参数m对比Ni-P的形状参数m提高了8.45%,材料的可靠性提高;对比出现最大放热峰的温度,Ni-P-SiC镀层比Ni-P镀层的出现温度高130℃,Ni-P-SiC镀层的抗氧化性明显提高;通过Ni-P-SiC镀层改性后的碳纤维在铝基中分散性明显提高,减少了碳纤维的聚集。Ni-P-SiC镀层有效解决了高温条件下碳纤维与铝基复合的难题。

钢铁表面Ni-P-SiC复合镀层的表面形貌及组成

运用SEM、AES和XPS分析了Ni-P-SiC复合镀层的表面形貌及组成。研究显示：Ni-P-SiC镀层的组成为(％)Ni 51.01、P 29.38、Si 3.64、C 3.88、O 0.75和Fe 10.08时，镀层耐腐蚀能力较强。

Ni-P-SiC化学复合镀层耐磨性与显微硬度的研究

介绍了一种Ni P SiC化学复合镀工艺。研究了热处理温度与时间、SiC粒径与共析量对复合镀层显微硬度和耐磨性的影响。经400℃以上热处理1h后,该复合镀层比常用铬镀层及其它Ni P基化学复合镀层硬度大、耐磨性好。

激光处理对Ni-P-SiC复合镀层组织与性能的影响

以不同的激光输出功率对Ni-P-SiC复合镀层进行扫描处理,借助扫描电镜、X射线衍射仪、硬度仪等对激光处理后复合镀层的表面组织及性能作了分析,并与炉中处理的镀层进行了对比。结果表明:激光处理后由于镀层中能析出较炉内处理更多的Ni3P及Ni2Si、Ni3Si等化合物,其镀层硬度明显高于炉内处理的硬度,且耐磨性也有一定的提高。

Mg_2B_2O_5晶须增强AZ91D镁基复合材料表面Ni-P-SiC化学镀层的耐蚀性与SiC含量的关系

有关Ni-P-Si C复合镀层耐蚀性的研究不多。为此,在Mg2B2O5晶须增强AZ91D镁基复合材料表面化学镀Ni-P-Si C层。采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、电化学方法研究了镀液中纳米Si C含量对镀层表面形貌、成分、耐蚀性、结合力的影响。结果表明:纳米Si C颗粒的加入细化了镀层晶粒,造成了镀层疏松,随着镀液中Si C浓度的增加,复合镀层的耐蚀性逐渐降低,但对基体仍有保护作用,Si C浓度为2 g/L时耐蚀性较佳,且镀层与基体结合良好。

化学沉积法制备Ni-P-SiC复合镀层的研究

研究了在碳钢基材表面进行化学沉积Ni-P-SiC复合镀层的工艺和条件,对镀层的成分进行了扫描分析,对镀层的金相组织进行了观察分析;结果表明SiC硬质纳米粒子嵌入,使Ni-P合金基质产生沉淀强化,使镀层硬度增加.通过对磨实验和腐蚀实验证明,复合镀层可使碳钢零件耐磨性能提高3倍,可使碳钢零件耐蚀性能提高4倍,有效地延长了钢铁零件的使用寿命.

针刺/缝合多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为

为明晰缝合工艺对针刺结构复合材料Ⅰ型层间力学性能的影响,以石英机织布和石英纱线为原料,设计制备了针刺/缝合多尺度联锁织物及复合材料,采用Micro-CT对多尺度联锁织物结构进行表征,进一步研究了多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为,同时建立了Ⅰ型层间断裂行为有限元分析模型,阐明了多尺度联锁复合材料的层间强化机制。研究结果表明:相比针刺复合材料,多尺度联锁复合材料的层间载荷值最大提高46.61%,临界能量释放率最大提高55.55%;在缝合矩阵不变的情况下,单束缝合纱线从100 tex增大到200 tex,最大破坏载荷提高了12.91%,临界能量释放率提高了17.8%;随着缝合矩阵增大,总植入量从800 tex增大到1600 tex后,最大破坏载荷提高了22.8%,临界能量释放率提高了47.3%;此外,多尺度联锁复合材料有限元模型的Ⅰ型层间断裂模拟结果与实验结果相吻合,最大误差仅为3.1%,建立的有限元模型可较为准确地预测多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间失效行为。

稀土对Ni-P-SiC复合镀层的工艺及性能的研究

研究了稀土化合物对化学复合镀Ni P SiC镀液稳定性、镀速、镀层中SiC含量及镀层性能的影响 ;并对镀层的表面形貌进行了测定。结果表明 :复合稀土的适量加入有利于延长镀液的使用周期 ,加快施镀速度 ,所得镀层表面光亮均匀 。

高速冲击加载下碳纤维复合材料层合结构抗侵彻特性及响应机理

碳纤维复合材料层合结构在高冲击服役环境中常遭受外来物体冲击作用,使之出现一些不可预测的各种损伤形式,甚至会出现不可控的损伤模式。为确保这些结构的安全性和可靠性,对碳纤维复合材料层合结构抗冲击响应及防护机理展开了研究。以碳纤维复合材料层合结构作为研究对象,基于一级轻气炮构建高速冲击加载试验装置,探明了碳纤维复合材料层合结构能量吸收特性与冲击能量之间的联系规律,结合弹道极限方程,确定了其弹道极限,并明确了不同冲击速度作用下的损伤模式。同时引入内聚力单元进行数值模拟仿真研究,探明了碳纤维复合材料层合结构层与层之间内聚力单元的损伤模式,揭示了其在高速冲击加载环境下的损伤机制。研究结果为反向设计适用于高速冲击加载环境复合材料层合结构提供理论依据。

回火温度对Ni-P-SiC复合刷镀层组织及晶化的影响

为了改善Ni-P-SiC复合镀层的性能,采用电刷镀技术制备了复合镀层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术研究了回火温度对Ni-P-SiC复合镀层组织结构的影响。结果表明:随着回火温度的升高,复合镀层发生了由非晶态向晶态的转变,晶化过程中会出现亚稳过渡相Ni12P5;加热至400℃时,晶化过程完成,亚稳相Ni12P5消失,复合镀层主要由Ni,Ni3P,SiC组成。

三层复合压延工艺对紫薯面条品质特性的影响

为改善紫薯面条加工性能差,拉伸特性不佳,蒸煮过程中营养损失高等问题,采用三层复合压延工艺,用小麦粉面片包裹紫薯面片,制备紫薯面条,改善面条品质。首先,通过单因素试验和正交试验设计考察紫薯全粉添加量、加水量、谷朊粉添加量、食盐添加量、淀粉添加量5个因素对芯层紫薯面片加工特性的影响,得出芯层紫薯面片的最佳配比为紫薯全粉添加量55%,加水量45%,谷朊粉添加量6%,食盐添加量1%,淀粉添加量13%(以上均为质量分数,下同)。在此基础上通过响应面试验考察外层面片加水量、芯层淀粉添加量、内外层面片厚度比、每道压延次数4个因素对紫薯面条加工性能和食用品质的影响,确定出三层复合压延紫薯面条的最佳工艺为:外层面片加水量35.2%、芯层淀粉添加量13.2%、内外层面片厚度比为1、每道压延次数为3次。按照最佳原料配比和加工工艺制得的紫薯面条呈淡紫色,口感爽滑,咀嚼性好,可为该产品的工业化生产提供一定的理论参考。

镀液中SiC含量和粒径对Ni-P-SiC复合化学镀层性能的影响

采用化学镀方法制备了Ni P SiC复合镀层 ,系统研究了镀液中SiC含量和粒径对镀层结构及显微硬度的影响。结果表明 ,镀层中SiC析出量随镀液中SiC含量的增加而增加 ,在SiC含量一定的情况下 ,当SiC粒径为 7.0 μm时 ,析出量最大 ;镀液中SiC的含量和粒度对原始镀层的硬度影响不大 ,但对 4 0

化学沉积法制备Ni-P-SiC(C)复合镀层的研究

选择廉价的SiC和石墨C颗粒作为复合镀层添加物 ,用化学沉积法在碳钢表面制备Ni P SiC(C)复合镀层 ,研究了复合镀层的制备工艺、镀液配方以及复合镀层的性能等 .结果显示 :碳钢表面形成的复合镀层厚薄均一 ,SiC和石墨C颗粒在镀层中分布均匀 ,镀层形成速度理想 ,表明本文采用的工艺技术合理可行 ;与单一的Ni P镀层相比 ,Ni P SiC和Ni P C复合镀层耐磨性能均有不同程度的提高 ,而将 2种不同性质的SiC和C颗粒同时加入槽液 ,形成的Ni P SiC

湿热环境下复合材料含孔层合板静力拉伸性能及工程估算模型

湿热环境下的复合材料结构件力学性能预测对其工程应用具有重要意义。文中针对复合材料层合板静力拉伸性能和强度预测问题,开展6种湿热环境下复合材料含孔层合板的静力拉伸试验,分析其结构失效响应及损伤表征。基于应力场强法建立湿热环境下复合材料含孔层合板工程估算模型,与有限元渐进损伤模型和试验结果进行对比,分析了湿热环境对含孔层合板力学性能和拉伸失效的影响。结果表明,工程估算模型预测结果与有限元及试验结果误差范围较小,可用于预测温度和吸湿率对含孔层合板拉伸失效强度的影响;相比于室温干态,75℃吸湿饱和态下试件拉伸失效强度下降了6.1%;25℃干态和75℃吸湿饱和态下含孔层合板0°铺层出现最为严重的纤维拉伸失效,90°铺层出现最为严重的基体拉伸失效,纤维拉伸失效和基体拉伸失效为层合板主要破坏模式;通过扫描电镜对75℃吸湿饱和态下层合板厚度方向微观形貌进行分析,发现试件0°方向纤维与树脂的脱粘程度加重且出现明显的裂痕,90°方向纤维分布较为齐整,但黏附的树脂较少。

考虑剪切非线性的复合材料层合板渐进损伤数值模拟

基于连续损伤力学的基本原理,建立了考虑剪切非线性的三维渐进损伤模型,分析预测复合材料层合板的力学行为、失效载荷以及失效机理。选用高阶指数函数描述复合材料的剪切非线性行为,考虑复合材料刚度渐进和突然折减的组合方式来表征损伤过程中材料的刚度变化,编制了UMAT子程序,采用ABAQUS软件对带孔AS4/PEEK复合材料层合板进行渐进损伤失效分析。本文提出的模型与传统不考虑剪切非线性的模型相比,仿真结果精度更高,与已报道试验对比误差值小于4%。模拟结果显示,孔径越大,损伤发生前,圆孔附近的应力极限值越大,应力分布梯度越大,层合板承载能力越小。当采取[±45]_(2S)铺层方式时,仿真应力与试验结果具有很好的一致性,也进一步验证了模型的适用性和准确性。

含孔复合材料层合板的单轴拉伸渐进损伤研究

针对复合材料的分层现象,结合考虑材料脆性断裂的三线性内聚力模型,通过Fortran语言,编写了Abaqus用户子程序,建立了三维的含孔复合材料层合板渐进损伤分析模型。针对4种不同的铺层方式,进行了单轴拉伸试验,使用大型商用有限元分析软件Abaqus进行建模,对层合板的孔边损伤进行了分析。结果表明,模型可以较好地预测含孔复合材料层合板单轴拉伸失效的极限载荷和损伤形貌,层合板的失效区域主要集中于孔边。此研究方法和成果可为复合材料层合板设计和维修提供参考依据。

晶粒尺寸对界面含Cr-O-C防黏层Cu/Ni复合体拉伸性能的影响

通过分子动力学方法研究含Cr-O-C防黏层的具有不同晶粒尺寸的Cu/Ni复合体的拉伸变形。结果表明:当Cu/Ni复合体的晶粒尺寸大于12 nm时,不论界面不含Cr、O和C原子或含有定量Cr、O和C原子,复合体的屈服强度随着晶粒尺寸的减小呈现增大趋势,符合细晶强化规律,晶粒塑性变形主要受晶体内部的位错滑移控制,最大应力增加9.52%;当晶粒尺寸小于12 nm时,由于晶界所占比例的增加,拉伸过程的塑性变形更多受晶界变形控制,屈服强度下降。Cr-O-C界面弱化了Cu/Ni复合体的强度,随着界面上Cr、O和C原子数量的增加,Cu/Ni复合体的抗拉强度随之降低,最大应力下降56.40%,Cu/Ni复合体内部的位错数量也随之降低,转移到Ni表面的Cu原子数量随之减少。