脉冲电沉积制备NiW-Si_(3)N_(4)/MWCNTs复合镀层及其性能研究

长期暴露在复杂工况下的油管、套管钢材表面极易发生腐蚀,导致材料使用寿命降低,影响油井正常生产。通过脉冲电沉积技术在C45钢基材表面制备了NiW-Si_(3)N_(4)/MCNTs复合镀层,并探究了纳米颗粒Si_(3)N_(4)与MWCNTs用量对复合镀层表面微观形貌、硬度和耐蚀性等性能的影响。研究表明:纳米颗粒的加入在抑制Ni-W镀层的(220)与(200)晶面生长的同时,还能促进Ni-W镀层晶粒的细化,大幅度提升NiW-Si_(3)N_(4)/MCNTs复合镀层的显微硬度,最高可达1243.7 HV;与Ni-W镀层相比,NiW-Si_(3)N_(4)/MCNTs复合镀层的阻抗更大,腐蚀速率更低,抗腐蚀性能更好。该项研究为进一步提高Ni-W镀层物理化学性能奠定了理论基础,缓解了油管的腐蚀问题。

Si_(3)N_(4)对碳/碳复合材料表面SiC涂层耐磨性的影响

为了提高碳/碳复合材料表面SiC涂层的耐磨性,采用包埋法和氮化处理制备SiC/Si_(3)N_(4)涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)及摩擦磨损试验,分别评价SiC涂层与SiC/Si_(3)N_(4)涂层的表面形貌、物相组成、磨损形貌及摩擦磨损性能,并研究涂层显微组织结构与磨损机理之间的联系。结果表明:SiC/Si_(3)N_(4)涂层由Si_(3)N_(4)相、SiC相和C相组成,涂层平整且致密;SiC/Si_(3)N_(4)涂层的摩擦系数低于0.05且更稳定;SiC涂层高摩擦系数值的主要磨损机制是黏着磨损和磨料磨损;SiC/Si_(3)N_(4)涂层中形成了一层较薄的润滑膜,并在摩擦磨损的后续阶段降低摩擦系数。Si_(3)N_(4)相的引入可以有效改善SiC涂层的表面结构,使得SiC涂层摩擦系数更小且更稳定,从而提高涂层耐磨性。

镍-钨-磷-氮化硅化学复合镀层的摩擦磨损性能

为了研究Ni-W-P-Si_(3)N_(4)化学复合镀层在高速钢刀具上应用的可行性,对比研究了Ni-W-P合金化学镀层与Ni-W-P-Si_(3)N_(4)化学复合镀层的摩擦磨损性能.利用Quanta200型扫描电子显微镜观察了镀层形貌,用VMHT-002V型显微硬度计测量了镀层硬度,用MS-T3000型球盘式摩擦磨损试验仪测试了镀层的摩擦磨损性能.结果表明,试验条件下,当载荷为200 g、滑动速度为20 m/min时Ni-W-P-Si_(3)N_(4)化学复合镀层表现出了较好的摩擦磨损性能,相比Ni-W-P基础化学镀层,Ni-W-P-Si_(3)N_(4)化学复合镀层的摩擦因数减少了28%、摩擦率减少了44%.

碳纤维增强氮化硅复合材料的制备及介电性能研究

为了研究以碳纤维为吸波剂的二维层状复合材料,采用热压烧结法以改性碳纤维和氮化硅为原料,在1400℃、N_(2)气氛下烧结制备了连续碳纤维增强氮化硅基复合材料。采用网络矢量分析仪测试了C_(f)/Si_(3)N_(4)复合材料在X波段的介电常数,并分析了其对电磁波的反射特性。结果表明:单层复合材料中碳纤维轴向垂直电磁波的电场方向的虚部小于平行的即损耗优于平行时的情况;双层复合材料有效地大幅降低了介电常数的实部,但仍不能达到阻抗匹配的要求,其原因一是Si没能阻止碳纤维径向的电流传导,二是相邻层碳纤维的反射电场分量合成为椭圆极化场,双层结构的各向异性不明显,反射主要取决于平行电场的分量。