ZTA陶瓷颗粒表面Ni-TiB_(2)镀层的制备及工艺优化

为了解决氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷颗粒增强铁基复合材料制备过程中,ZTA陶瓷颗粒与铁基体润湿性差的问题,在ZTA陶瓷颗粒表面镀覆Ni-TiB_(2)镀层。通过化学镀镍及电镀Ni-TiB_(2)两步法,先在ZTA陶瓷颗粒表面化学镀镍得到具有导电性的ZTA@Ni颗粒,再在ZTA@Ni颗粒表面电镀均匀的Ni-TiB_(2)复合镀层。采用XRD对ZTA、ZTA@Ni和ZTA@Ni-TiB_(2)颗粒进行物相分析;使用数码相机和SEM分别对ZTA、ZTA@Ni和ZTA@Ni-TiB_(2)颗粒进行宏观及微观形貌观察;并利用EDS分析镀层中各个元素的质量百分比。分别研究电镀液中TiB_(2)粉末浓度、氯化胆碱-乙二醇(ChCl-EG)浓度及沉积电压3种因素对Ni-TiB_(2)复合镀层的成分及表面形貌的影响。结果表明,在1.8 V的沉积电压下,TiB_(2)粉末掺杂浓度为6 g/L,ChCl-EG的浓度为9 g/L时,Ni-TiB_(2)复合镀层平整均匀,无孔洞产生,镀层中的TiB_(2)质量百分数可以达到58.22%~64.79%。

ZTA_(P)/HCCI复合材料热处理条件下的界面残余热应力

基于ANSYS有限元模拟,采用随机分布,建立了不同体积分数(10%、15%、20%、30%)、不同界面过渡区厚度(0、10、20、50和100μm)的ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料模型。结合实验,研究了不同复合材料热处理后的残余应力分布。结果表明:复合材料界面过渡区域的存在能够降低界面残余热应力。随着界面过渡区尺寸的增加,残余热应力呈现先增大后减小的趋势。颗粒体积分数低时,界面过渡区对复合材料残余热应力影响作用大;颗粒体积分数高时,ZTA颗粒对复合残余应力起主要影响作用。