氢气流量对超音速微粒沉积Al-12Si涂层的影响

采用SEM、XRD、EDS、拉伸试验机及硬度仪,检测不同氢气流量下采用超音速微粒沉积技术制备的A1-12Si涂层形貌、相组成和力学性能,研究作为次燃料气和还原气的氢气流量对涂层结构和性能的影响。结果表明:提高氢气流量能显著提高颗粒的速度,利于颗粒沉积;氢气流量为30 L/min时涂层最厚,但孔隙率最大;继续增大氢气流量,厚度减小,孔隙率降低;涂层由α(A1)相和Al-Si共晶相组成,氧含量随氢气流量增大而降低,未发现氧化物相;涂层结合强度超过34 MPa,硬度是基体硬度的2倍以上,结合强度和硬度均随氢气流量增大而增大,能够显著提升基体的耐磨性能。

AZ31B镁合金表面火焰喷涂Al-Mg_2Si涂层的耐腐蚀性能

为提高AZ31B镁合金表面的耐腐蚀性能,用火焰喷涂方法在镁合金表面制备Al-Mg_2Si复合涂层。采用XRD、SEM和EDS分析涂层的物相组成、微观组织及元素分布;通过电化学试验测试样品在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位、腐蚀电流密度;通过3.5%NaCl溶液浸泡试验测试样品的腐蚀速率;并测试涂层的显微硬度。结果表明:涂层中的主要物相有Mg_2Si、Al,组织比较致密,元素分布均匀。Tafel极化曲线测试表明,Al-Mg_2Si涂层样品与AZ31B镁合金样品相比腐蚀电位从-1.489 V正移到-1.366 V,腐蚀电流密度从2.817×10^(-3) A/cm^2降低到1.198×10^(-3) A/cm^2。浸泡试验结果表明,喷涂Al-Mg_2Si的镁合金的腐蚀速率明显低于没有喷涂的镁合金。显微硬度测试表明,涂层的显微硬度集中分布在259~308 HV0.05之间,镁合金为50~60 HV0.05。因此在AZ31B镁合金表面火焰喷涂Al-Mg_2Si涂层可以提高其耐腐蚀性能,表面硬度显著提高。

不同退火温度下a-C:Si涂层的热稳定性研究

目的在碳化硅基底上制备a-C:Si涂层,通过分析涂层在不同退火温度下的热稳定性机制,拓宽其在高温领域的应用。方法采用非平衡磁控溅射法在碳化硅表面沉积a-C:Si涂层,并进行不同温度的退火热处理,通过XPS、SEM、拉曼光谱对涂层进行表征与分析。利用分子动力学对a-C:Si涂层退火过程进行仿真,从涂层与原子结构、原子径向分布函数、配位数、键长及键角等多方面对涂层石墨化行为进行分析。通过仿真与实验数据的交叉分析,探究a-C:Si涂层热稳定性机制。结果a-C:Si涂层主要由C、Si元素组成,且碳原子之间主要形成sp2和sp3两种杂化键,其中sp3键居多,随退火温度的上升,其相对含量下降。a-C:Si涂层的拉曼光谱在400~500℃时出现明显的D峰,ID/IG积分强度比和G峰峰值具有相似的变化趋势。退火温度升高时,涂层中键长较长的sp3-sp3键最先开始向sp2-sp2转化,随着退火温度的升高,键长较短的sp3-sp3键才开始变化。石墨化过程中,sp3-sp3键转化率最大,Si与C形成高热稳定性的Si—C键。结论退火处理对a-C:Si涂层的热稳定性有重要影响,退火温度为400℃时,a-C:Si涂层开始发生石墨化转变。Si元素能稳定原子结构,与Si成键的C-sp3杂化原子具有更高的热稳定性,降低了石墨化的速率。

Ti60合金和表面Ni-Co-Cr-Al-Y-Si涂层氧化动力学的研究

研究了Ti60合金及表面阴极多弧离子镀沉积涂层（Ni—Co-Cr-Al-Y-Si）的600～750℃的高温氧化行为。采用x射线衍射、扫描电子显微镜等方法，对Ti60合金及涂层表面形貌、结构和成分进行分析研究。结果表明涂层对Ti60合金在600，650和750℃均有较好的抗氧化性能。循环氧化动力学曲线基本上符合抛物线规律。涂层显著提高了Ti60合金抗氧化性能。

钛合金表面低氧压熔结Al-Si涂层及抗氧化能力

采用低氧压高温快速熔结技术在Ti-6Al-4V合金表面成功地制备出抗高温氧化的Al-Si熔结涂层.与Si改性渗涂层相比,这种工艺相对简单,不需要经过长时间的扩散就能形成足够厚度的Al-Si熔结涂层,省时节能,且涂层中抗氧化元素铝、硅的浓度可通过调整粉末的混合比例来进行控制.X射线检测表明涂层主要由Ti5Si3和TiAl3组成.在923 K空气中52 h循环氧化试验结果表明:低氧压熔结Al-Si涂层在前10 h的氧化过程中氧化增重较快,而在随后的氧化过程中氧化增重较为缓慢,而Si改性渗涂层在氧化过程中一直保持着较高的氧化速率.

Ni_3Si涂层对Ti_6Al_4V合金抗NaCl/O_2/H_2O(g)协同腐蚀性能的影响

研究了磁控溅射法制备的Ni3Si涂层对Ti6Al4V合金在600℃下,抗NaCl/氧气/水蒸气协同腐蚀性能的影响.结果表明,在材料遭受腐蚀的过程中,Ni3Si涂层有效地改善了Ti6Al4V合金抗NaCl/氧气/水蒸气综合腐蚀的能力;而无涂层试样遭受了严重的腐蚀,不仅发生了内氧化,而且有大量的腐蚀产物脱落.利用带能谱的扫描电镜、X射线衍射、电子探针和表面光电子能谱对样品的腐蚀行为进行了分析,并讨论了涂层抗腐蚀的机理.

常温腐蚀对Al-Si涂层循环氧化行为的影响

研究常温腐蚀对镍基高温合金表面Al-Si防护涂层循环氧化行为的影响 .结果表明涂层在常温腐蚀后 ,涂层表面粗糙化 ,表层Al含量明显下降 .在循环氧化过程中不仅涂层内出现γ′ Ni3 Al相的时间明显提前 ,而且涂层表面Al2 O3 膜更易剥落 ,从而降低了涂层的抗循环氧化能力 。

含Si涂层刀具铣削复合铝2024的性能研究

选用含Si涂层、TiAlN涂层和未涂层的整体硬质合金四刃平底立铣刀,在相同的切削参数下进行复合铝2024的铣削加工试验。试验结果表明:含Si涂层铣刀具有良好的耐磨性,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具使用寿命长,加工表面光洁度好,是铣削复合铝2024的理想刀具。

K452高温合金Al-Si涂层的制备与性能

对于燃气轮机而言,使用温度越高,则工作效率越高。因此,随着燃气轮机使用温度的不断提高,要求在热端部件的材料表面施加高温防护涂层,以提高基体合金的抗高温氧化性能。文中对K452高温合金进行了Al-Si共渗实验,利用金相显微镜、SEM、XRD分析了渗层的形貌和成分。实验结果表明:K452渗Al-Si高温合金中,Al-Si渗层由外层、过渡层和扩散层三层组成。由于柯肯达尔效应在过渡层外侧出现平行于扩散层的黑色空隙带。Al-Si共渗有利于提高Al和Cr在渗层中的扩散系数,促进扩散层向基体移动,有利于渗层的形成。

Nb质量分数对Al‐15Si‐xNb涂层组织与耐蚀性能的影响

以Al‐15Si‐xNb涂层为研究对象,探究了Nb质量分数对涂层显微组织结构和耐蚀性能的影响规律。采用金相显微镜观察涂层的组织形貌,运用XRD分析涂层的物相组成,应用电化学实验方法(包括开路电位、阻抗谱、极化曲线)表征并讨论了涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Al‐15Si‐xNb涂层主要由α‐Al、初生Si、共晶Si组成,在涂层中加入Nb元素后生成少量的NbAl3相和Nb5Si3相;Nb元素的加入促进异质形核,较明显地改变涂层的组织分布;Al‐15Si‐10Nb涂层中的组织更细小且分布更均匀,均匀分布的α‐Al、初生Si和共晶Si构成众多均匀分布的腐蚀微电池,促进α‐Al阳极反应,使涂层表面生成的Al_(2)O_(3)氧化膜更加连续;Al‐15Si‐xNb涂层的极化曲线具有类钝化特征,其中Nb质量分数为10%时涂层的自腐蚀电位和点蚀电位较高,产物膜电阻较大,维钝电流密度较低,具有更好的耐腐蚀性能。

A356铝合金表面Al-25Si等离子喷涂层的组织和耐磨性能研究

为了提高A356铝合金表面的耐磨性能,在其表面通过等离子喷涂技术制备了过共晶铝-硅合金Al-25Si涂层,用金相显微镜.XRD,SEM和MM-200磨损试验机等对基体和涂层的组织和性能进行对比分析测试。结果表明;制备的Al-25Si涂层比A356铝合金基体的硬度提高了一倍多,耐磨性得到了很大的改善;基体的磨损机制为严重的粘着磨损,Al-25Si涂层的磨损机制主要以磨粒磨损为主,还有少量的粘着磨损。因此,在A356铝合金表面制备A1-25Si涂层可以显著提高其耐磨性。

载荷及摩擦频率对Al-Mg_2Si复合涂层摩擦性能的影响

目的研究载荷及摩擦频率对Al-Mg_2Si复合涂层摩擦磨损性能的影响。方法用高速往复摩擦磨损测试仪考察了不同载荷及摩擦频率下的Al-Mg_2Si复合涂层的摩擦系数,并用SEM和超景深三维显微镜检测分析磨痕的表面形貌、磨痕深度和体积,对比分析载荷及摩擦频率的影响。结果载荷一定时,随着摩擦频率的增大,摩擦系数呈下降趋势,体积磨损率呈上升趋势。频率为3 Hz时,摩擦系数最小,为0.50;体积磨损率最大,为166.08×10^(-4) mm^3/(N·mm)。频率从1 Hz增至3 Hz时,摩擦系数减少了0.65,体积磨损率增加了3.1倍。频率一定时,随着载荷的增加,摩擦系数和体积磨损率均呈增加趋势。载荷为15 N时,摩擦系数和体积磨损率最大,分别为0.93和126.27×10^(-4) mm^3/(N·mm)。载荷从5 N增至15 N时,摩擦系数增加了0.27,体积磨损率增加了0.4倍。结论与载荷相比,摩擦频率对Al-Mg_2Si复合涂层摩擦性能的影响更大。

C/SiC材料表面Si/SiC涂层及其对基底结构的影响

采用泥浆预涂层反应法在C/SiC复合材料表面制备Si/SiC涂层。通过理论计算和实验确定了制备致密不开裂涂层的泥浆配比;研究了埋粉烧结和气相硅真空反应烧结2种不同烧结气氛对Si/SiC涂层微观形貌和成分的影响;比较了单涂层和双涂层2种不同涂层制备方法对C/SiC复合材料基底结构的影响;用SEM观察涂层形貌,用XRD分析涂层成分与晶体结构。结果表明:泥浆中C∶Si(质量比)在1∶1.25左右制备的涂层不开裂;埋粉烧结制备的涂层成粉,而气相硅真空反应烧结制备的涂层致密且与基底结合好;单涂层法制备涂层后基底材料致密度高,而双涂层法制备涂层后基底仍然保持多孔结构。

Al-Mg_2Si复合涂层在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀磨损性能研究

目的研究Al-Mg_2Si复合涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀-磨损性能。方法用电化学工作站(CHI660E)、腐蚀-磨损试验机测试试样的电化学行为及实时监测在3.5%NaCl溶液中的开路电位、摩擦系数和干摩擦性能,并采用扫描电镜(SEM)、超景深三维显微镜对磨痕特征进行表征。结果镁合金自腐蚀电位为-1.4888V,腐蚀电流密度为2.817×10^(-3) A/cm^2。与镁合金基体相比,Al-Mg_2Si复合涂层的自腐蚀电位正移了0.5288V,腐蚀电流密度降低了3个数量级。腐蚀磨损过程中,Al-Mg_2Si复合涂层的开路电位(OCP)为-0.9202 V,比镁合金基体高0.5713 V。干摩擦过程中,复合涂层的稳定摩擦系数为0.28,比镁合金低0.07。复合涂层干、湿磨损率相差44.72×10^(-4) mm^3/(N?mm),其值是镁合金基体干、湿磨损率相差值的0.52倍,且均远远大于各自纯机械磨损率。结论在腐蚀磨损过程中,腐蚀是造成磨蚀损失的主要原因,且Al-Mg_2Si复合涂层的耐磨蚀性能优于镁合金基体。

冷喷涂制备γ-TiAl表面Ti(Al,Si)_3扩散涂层的高温氧化行为（英文）

通过冷喷涂Al-20Si合金涂层及后续热扩散处理在γ-Ti Al合金表面制备Ti(Al,Si)_3扩散涂层。对涂层进行900°C下1000 h等温氧化和120次循环氧化来测试其抗氧化性能。通过扫描电子显微镜、X-射线衍射以及电子探针分析涂层氧化前后的组织和相转变。结果表明:该扩散涂层具有良好的抗氧化能力,其氧化增重只有基体合金的四分之一。由于在氧化过程中涂层与基体发生互扩散,氧化后的涂层退化为3层:Ti Al2内层、由Ti(Al,Si)_3和富Si相组成的中间层以及多孔层。

射频磁控溅射法制备TiSiN纳米复合涂层的结构与性能研究

采用射频磁控溅射工艺在Si基体上制备了TiN/Si3N4纳米复合结构涂层。对不同溅射气压、基片温度以及N2/Ar气流比条件下制备的TiN/Si3N4纳米复合涂层的结构和性能进行了研究和分析。结果表明:溅射气压、基片温度和N2/Ar气流比对TiN/Si3N4涂层的断面结构和力学性能均有显著影响,当溅射气压为0.4 Pa、沉积温度为300℃、N2/Ar气流比为5∶38时,涂层可获得最大硬度为34.4 GPa。

C/C复合材料Mo-Si-N抗氧化涂层的制备

在C/C复合材料表面采用熔浆法制备Mo-Si系涂层的烧结过程中通入氮气,开发了Si3N4-MoSi2/Si-SiC(Mo-Si-N系)多层抗氧化涂层,并初步考察了涂层的抗氧化性能.结果表明,多层涂层的致密性主要受制于起始氮化温度.只有在Si熔点以上通入氮气,才能获得致密无缺陷的涂层.多层涂层的底层为SiC,外层为Si3N4,中间层为MoSi2/Si.这种多层涂层的抗氧化性能与涂层中MoSi2的含量有关;MoSi2含量为30%(体积分数,下同)和40%时,与真空中合成的Mo-Si涂层相比,高温抗氧化性能显著改善,抗氧化温度提高到1400℃～1450℃.

C/SiC陶瓷基复合材料表面Si/SiC涂层制备

采用新的泥浆预涂层 -反应烧结工艺在 C/ Si C复合材料表面制备 Si/ Si C致密涂层 ,重点研究了原材料、工艺条件对涂层性能的影响 ;采用 XRD分析涂层的组分及晶体结构 ,采用 SEM分析涂层的断口形貌。结果显示 ,采用 MC为胶粘剂、较低的裂解升温速度制备的预涂层性能最好 ;无 Si气氛存在直接高温烧结制备涂层性能差 ,而在真空环境下、 14 5 0～ 16 0 0℃温度范围高温烧结能够制备出致密的 Si/ Si C涂层 。

金属钼表面MoSi_2/Si_3N_4涂层的氧化性能研究

在金属钼表面分别制备了MoSi2涂层和MoSi2/Si3N4涂层,利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成,并比较了涂层在1 450℃大气环境下的抗氧化性能.结果表明:两种涂层与基体结合好且均匀致密;MoSi2涂层钼氧化16 h后出现贯穿裂纹,破坏了SiO2保护膜的连续性,导致涂层失效;Si3N4相的引入可明显改善MoSi2基涂层钼的高温抗氧化性,其抗氧化时间达76 h.

铬含量和烧结工艺对Fe_3Si基合金涂层组织结构的影响

目前,关于以碳化硅粉、铬粉为原料原位生成Fe_3Si基合金涂层的研究鲜见报道。以碳化硅、铬粉为主要原料,以聚氧硅烷为胶粘剂,采用无压烧结技术在Q235钢基体表面制备Fe_3Si基合金涂层,采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析涂层的形貌和结构,并测试涂层的硬度,研究了Cr含量和烧结工艺对Fe_3Si基合金涂层性能的影响。结果表明:Cr元素对SiC的分解有助催化作用,有利于Fe_3Si基合金涂层的生成;Cr含量低时,涂层组织由Fe_3Si相和石墨相组成;随着Cr含量增加,涂层中的石墨相转变为硬质的(Fe,Cr)_7C_3相,形成Fe_3Si相+(Fe,Cr)_7C_3相的组织结构,涂层与基体连接更加紧密,涂层硬度提高,Cr/SiC质量比为0.6~0.8时,所得膜层质量较好;制备Fe_3Si基合金涂层较合适的烧结工艺为真空,烧结温度1 120℃,保温时间60 min。