高电场下ZnS:Cu 复合涂层的电致发光机理

输变电设备安装运行过程中不可避免产生各种绝缘缺陷,将电致发光材料引入绝缘系统,能够直观显示高电场区,进而实现绝缘缺陷的自检测。该文针对ZnS:Cu复合涂层在高电场下的电致发光机制进行研究,利用棒–板结构电极在变压器油与空气中的不同特点,通过发光分布、放电电流与表面电荷等特性的观测,分别考察在无放电和有放电情况下的电致发光特征。结果表明,ZnS:Cu复合涂层的电致发光来源于无放电时的电荷极化发光与高电场下的气体放电诱导发光,其中电荷极化发光分布与电场强度密切相关;放电起始后,气体放电沉积在涂层表面的正负电荷向ZnS:Cu迁移形成激子,进而以辐射跃迁的方式产生发光。实验获得了ZnS:Cu复合涂层的基本发光机制,对在电场分布定性表征与绝缘缺陷自诊断中的应用具有指导意义。

45#钢表面Ni-W/ZnO超疏水复合涂层的制备及性能研究

采用电沉积工艺并结合喷涂法在45#钢表面制备Ni-W/ZnO超疏水复合涂层,表征了复合涂层的微观形貌和主要成分,并对复合涂层的疏水性、机械稳定性及耐蚀性进行测试分析。结果表明:复合涂层表面形成微纳米分级结构,主要成分为Ni、W、Zn、O、C和Si元素,改性ZnO颗粒在复合涂层中呈较均匀分散状态。复合涂层表面水滴接触角达到151.4°,表现出超疏水性能,并且经20次胶带提拉、20次砂粒冲击和20个周期砂纸摩擦后接触角仍然大于150°,能稳定地保持超疏水性能而且具有良好的机械稳定性。复合涂层还表现出优异的耐蚀性,其腐蚀电流密度仅为6.79×10^(-7)A/cm^(2),极化电阻达到3.25×10^(4)Ω·cm_(2),相比于常规Ni-W合金镀层,能为45#钢提供理想的腐蚀防护作用。

C/C-SiC:W/Cu复合涂层的制备和性能

为了提高C/C-SiC复合材料的耐烧蚀性能,改善W涂层的脆性,通过包覆法制备了W/Cu复合粉末,在C/C-SiC复合材料表面通过大气等离子喷涂技术(APS)制备了W涂层、W/Cu复合涂层,研究了不同W/Cu质量比(10∶0.5、10∶1、10∶1.5)对复合涂层的微观结构、显微硬度、耐烧蚀、抗冲刷性能的影响。结果表明,大气等离子喷涂制备的W/Cu复合涂层会形成特殊的Cu/W/Cu/W交替结构,随着Cu的增加,涂层表面夹生W颗粒增多,W/Cu复合涂层的显微硬度降低,最高下降幅度为45%,但W涂层脆性得到明显改善,抗冲刷性能明显增强。在热流密度为4200 kW/m^(2)的氧乙炔火焰考核60 s的过程中,W/Cu复合涂层由于Cu的低熔点、高沸点的发汗特性,会吸收大量热量,从而有效降低涂层表面温度,延缓烧蚀,在W/Cu质量比为10∶1时,W/Cu复合涂层烧蚀中心面直径相较于W涂层缩小57.4%,线烧蚀率和质量烧蚀率分别降低45.5%、42%。

Mg-Al-Zn三元金属间化合物对采用Al/Zn/Cu/Zn复合中间层的MB8/2024超声辅助钎焊接头的增强作用

研究采用Al/Zn/Cu/Zn复合中间层的MB8/2024超声辅助钎焊接头的显微组织演变规律。结果表明,在MB8母材与铜箔之间添加铝箔可实现这两者界面上的金属间化合物由Al_(3)Mg_(2)向AlMg_(4)Zn_(11)的转变。这个转变增强接头的力学性能,并且在超声作用22 s时获得最高剪切强度为85.26 MPa的接头。热力学分析表明,Al_(3)Mg_(2)和AlMg_(4)Zn_(11)的吉布斯自由能分别为-31.94 kJ/mol和-38.65 kJ/mol,这为该转变提供热力学基础。由于空化效应的影响,首次在超声辅助钎焊中发现Mg32(Al,Zn)_(49)准晶。

铜层厚度及退火温度对ZnS/Cu/ZnS复合薄膜显微结构与性能的影响

采用磁控溅射技术制备了不同铜层厚度的ZnS/Cu/ZnS复合薄膜,并在不同温度（100~300℃）下对其进行退火处理,研究了铜层厚度和退火温度对复合薄膜物相、表面形貌、透光率和表面电阻等的影响。结果表明：随着铜层厚度增加,复合薄膜的表面粗糙度逐渐减小后趋于平缓,方块电阻逐渐下降;当铜层厚度为16nm时,复合薄膜的最高透光率最大为87%,方块电阻为62.5Ω;随着退火温度升高,复合薄膜中ZnS层结晶性增强,表面出现颗粒团簇;在100℃退火后,铜层厚度为16nm的复合薄膜的最高透光率为89%,方块电阻为46.3Ω。

Au/Cu_(1.94)S/ZnS纳米复合物的制备及其光催化性能研究

在油胺中合成Cu1.94S/ZnS,并将其分散到乙醇溶液中在磁力搅拌下与金纳米粒子复合,制备了Au/Cu1.94S/ZnS三元纳米复合物,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等分析测试手段对所得产物进行表征,考察了在可见光下Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物对染料RhB的光催化降解性质.结果显示:Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物具有优异的光降解性能.

模拟酸雨下Cd、Cu、Zn复合污染对土壤微生物量碳和酶活性的影响

在实验室内 ,研究了模拟酸雨下Cd、Cu、Zn复合污染对供试土壤中微生物量碳和酶活性的影响 .结果表明 ,污染土壤中微生物量碳和酶活性明显降低 ,脱氢酶活性几乎丧失 ,脲酶、酸性磷酸单脂酶、总磷酸酶和多酚氧化酶活性均明显降低到一较低水平 .污染土壤中微生物量碳和酶活性随重金属量增加而进一步降低 ,有效性Cd、Cu、Zn含量与土壤微生物量碳和酶活性之间呈显著性负相关 .图 2表 2参

激光熔覆Fe_p/Cu复合涂层组织特征及其形成机理研究

利用２ｋＷ的ＣＯ２气体激光器在Ｑ２３５钢表面熔覆Ｃｕ＋５％Ａｌ混合粉末，获得了外观质量良好的熔覆层。ＳＥＭ观察发现，熔覆层中有圆形颗粒存在，且有规律分布。成分分析表明，颗粒为富Ｆｅ相。提出一个激光熔覆模型对颗粒形成过程进行了解释。

磁控溅射AlN/Cu纳米复合涂层的性能研究

采用双靶反应磁控溅射方法制备了Cu含量不同的AlN/Cu纳米复合涂层。采用X射线衍射(XRD)、纳米压痕、X射线光电子能谱(XPS)等方法观察和分析了涂层的结构、力学性能以及内部化学结合状态。XRD结果表明所有涂层中的AlN均为(002)择优取向的六方纤锌矿结构,Cu含量≥4.7%原子比涂层中可以观察到Cu(111)峰的存在。纳米压痕结果表明:Cu含量的多少影响涂层的力学性能,如硬度H、弹性模量E。Cu含量为17.0%时,H=27.3 GPa、E=264.9 GPa,H/E=0.103;随着压入深度从80 nm增加至250 nm,弹性回复值从78.2%降至67.9%。XPS分析表明:对于17.0%Cu含量的涂层而言,电子结合能位于73.5,932.3和933.4 eV处的峰分别对应着Al-N键、Cu-Cu键和Cu-Al键。Cu-Al键的存在说明AlN相与Cu相在两相界面处存在一定的相互化学作用。

Mo_2C+Mo涂层对C/Cu复合材料界面及浸渗的影响

分析了C/Cu复合材料的界面润湿特性及多种润湿涂层的性质。选择Mo2 C +Mo作为C/Cu复合材料的润湿涂层 ,研究了该涂层对真空液相浸渗C/Cu复合材料界面润湿特性的影响。结果表明 ,传统金属Cu涂层在浸渗温度下失效 ,而Mo2 C +Mo涂层在液相浸渗温度下较稳定 ,能显著提高C/Cu界面润湿性 ,有效改善界面结合 ,并促进液相浸渗复合过程的进行。

激光熔覆Zr_(65)Al_(7.5)Ni_(10)Cu_(17.5)复合涂层组织结构

在Ti基体上激光熔覆Zr65Al7.5Ni10 Cu17.5合金粉末 ,得到含非晶、纳米晶复合涂层。涂层由金属间化合物和非晶、纳米晶构成。涂层按组织形貌分为 3层 :表面枝晶区、中部细晶区和结合区枝晶区。金属间化合物为Al2 Zr3 ,CuZr2 和Zr2 Ni,纳米晶为简单四方Al2 Zr3 相 ,晶格常数为 :a =b=76 .18nm ,c =6 9.85nm。

Cu_(50)Ni_(50)过冷熔体惰性形核复合玻璃涂层的研究

为了在铸型中获得深过冷合金熔体,实现快速凝固,以SiO_2玻璃粉,C_2H_5OH,N_2O,37％HCl,Si(OC_2H_5)_4和H_3BO_3为原料,用熔模铸造法和浸涂结合分级热处理工艺在壳型内表面制备了B-F_3复合玻璃涂层。XRD分析表明,该涂层在高温下具有极高的结构稳定性,在(1773±5)K之下B保温90min和F_3保温60min均无析晶。将获得深过冷的Cu_(50)Ni_(50)熔体浇入该涂层中,合金溶体过冷度遗传性高达236 K。而且,在涂层中于154K过冷度下凝固后获得了块体快速凝固单晶。

Cu/Zn复合胁迫对2种乔木抗氧化能力的影响

为了解Cu/Zn复合胁迫对不同乔木抗氧化能力的影响,采用土培法模拟重金属污染环境,研究了Cu/Zn单一及复合重金属胁迫对广玉兰(Magnolia grandiflora)、柳树(Salix babylonica)的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,单一Cu胁迫对广玉兰、柳树的伤害作用较单一Zn胁迫严重;Cu/Zn复合胁迫下,2种乔木抗氧化指标均在Cu15和Zn110时达到最大值,表现出较强的抗性,而后随着复合浓度增加,重金属对其毒害作用增大。在75 mg/L Cu与210 mg/L Zn单一及复合胁迫下,随胁迫时间延长,广玉兰细胞活性氧代谢失衡,POD、CAT活性急剧上升,第7天时分别达到Cu(1 243.89%,300.00%)、Zn(149.22%,60.00%)、Cu/Zn(653.96%,170.00%)。柳树则无法承受高浓度、长时间的Cu、Zn伤害而死亡。综合分析,广玉兰较柳树对重金属抗性强。

Cu、Zn和表面活性剂LAS、AE对彭泽鲫的复合污染毒性效应

在LAS和AE单一毒物对彭泽鲫的毒性实验的基础上,研究了Cu-LAS、Zn-LAS、Cu-AE、Zn-AE四种组合的复合污染对彭泽鲫的毒性效应。结果表明,LAS的毒性大于AE的毒性;Cu、Zn均能增强表面活性剂的毒性作用,促进作用为Cu>Zn;Cu对表面活性剂的促进作用表现出一定的规律性,随浓度的升高表面活性剂的毒性增强;但Zn对表面活性剂的毒性影响的规律性仍不明确。

Cu-Cd、Zn-Cd、Cu-Zn复合污染对水稻毒性和重金属吸收的影响

以"中花11号"水稻品种为研究对象,通过溶液培养探讨了不同浓度配比的Cu-Cd、Zn-Cd、Cu-Zn对水稻根相对伸长毒性及元素吸收的影响。结果表明,Cu、Cd、Zn浓度与水稻相对根伸长均符合剂量效应关系,3种金属离子对水稻毒性次序为Cu>Cd>Zn;在重金属总量为50%的毒性效应浓度(EC50)下,Cu-Cd对水稻毒性因浓度配比不同而表现不同的作用方式,而Zn-Cd、Cu-Zn对水稻毒性均表现出拮抗作用。在Cu-Cd复合处理下,Cd的加入促进了水稻对Cu的吸收,而Cu的加入对水稻幼苗的Cd吸收表现出不同作用;在Zn-Cd复合处理中,不同浓度Zn的加入均抑制Cd的吸收,使得水稻幼苗中Cd含量降低了9.1%~48.4%;Cu-Zn复合处理中,高浓度Cu的加入(EC40、EC30、EC25)抑制水稻对Zn的吸收。Zn-Cd拮抗作用主要和Zn抑制了水稻对Cd的吸收有关,而Cu-Zn的拮抗作用可能和高浓度的Cu抑制了Zn的吸收有关。

等离子喷涂MoS_2/Cu基复合涂层真空摩擦磨损性能

以MoS2/Cu复合粉体为原料,采用等离子喷涂技术在2A12铝合金基体上制备MoS2/Cu基复合涂层。运用扫描电镜、能谱、X射线衍射、拉曼光谱等手段对涂层显微结构、磨损表面进行表征,并利用GTM-3E球盘式真空摩擦磨损仪探讨真空环境下MoS2/Cu基复合涂层的摩擦行为。结果表明:MoS2颗粒均匀分布于涂层中;涂层结构比较致密且与铝基体结合牢固;XRD分析表明复合涂层物相组成主要为Cu,MoS2相及Cu2O相。实验条件下复合涂层表现出优异的真空减摩效果,涂层的真空摩擦因数在0.05～0.15之间。真空磨损过程中,MoS2自润滑膜层的形成是涂层低摩擦因数的主要原因;真空磨损机理主要表现为疲劳磨损和脆性断裂。

无气喷涂MoS_(2)/Cu/C复合涂层对海上管柱螺纹抗粘扣性能的影响

目的采用无污染的无气喷涂表面处理工艺,制备MoS_(2)/Cu/C复合涂层,提高海上管柱螺纹抗粘扣性能。方法在MoS_(2)/C涂层中掺杂纳米级Cu粉末,采用无气喷涂+高温固化+喷砂处理工艺,制备MoS_(2)/Cu/C复合涂层。通过显微组织、硬度测定和摩擦试验,分别评价MoS_(2)/Cu/C复合涂层的微观组织、显微硬度和摩擦系数,并通过扫描电子显微镜对MoS_(2)/Cu/C复合涂层进行形貌分析。最后,在实物试样上进行上卸扣试验,测试其抗粘扣性能。结果无气喷涂+高温固化过程中,半熔融粉末经过多次叠加,沉积形成致密的结构,未见明显孔隙。对MoS_(2)/Cu/C复合涂层进行喷砂预处理,可明显提高涂层的均匀度,增加涂层的粘结强度。涂层与基体之间呈锯齿形紧密机械结合,喷砂无气喷涂前后,基体硬度未发生改变,未对金属基体造成不利影响。MoS_(2)/Cu/C复合涂层在螺纹表面结合形成光滑的保护膜,螺纹表面摩擦系数降低,上扣扭矩降低幅度为19%~23%。结论在MoS_(2)/C涂层中掺杂纳米级Cu粉末,形成MoS_(2)/Cu/C复合涂层,可有效降低螺纹表面的摩擦系数,同时不降低本体强度。采用无气喷涂+高温固化得到MoS_(2)/Cu/C复合涂层,可有效提高石油管螺纹的抗粘扣性能,在海上钻完井现场已取得成功应用,该技术具有极大的借鉴意义和推广价值。

H13热作模具钢表面激光熔覆原位合成Cu/TiB_2复合涂层组织与性能研究

在现代的工业生产中,模具扮演着一个非常重要的角色。模具由于一般都在极为严酷的环境条件下工作,因此对模具表面性能的要求非常高,特别是加工金属的冷作模具和热作模具。采用激光熔覆原位合成方法成功制备了Cu/TiB_2复合涂层。原始材料为Ti、B以及Cu粉。实验结果表明,涂层中Ti与B反应合成TiB_2相,并弥散分布于铜基体中,涂层分成3个区域,显微硬度随着涂层深度的增加而降低。高温摩擦磨损实验结果表明,磨痕宽度随着原始(Ti+B)的含量增加有明显下降趋势。

45#钢激光熔覆Ni60/Cu自润滑复合涂层组织演变及摩擦学性能

为改进45#钢表面硬度低、耐磨性差的缺点,拓宽其在工业生产中应用范围,选择激光熔覆技术在其表面制备Ni60(N1)、Ni60-10%Cu(N2)、Ni60-20%Cu(N3)(wt.%)三种耐磨复合涂层,研究三种涂层的微观组织、显微硬度及摩擦学性能。结果表明:N1涂层主要包括γy~Ni固溶体、Cr_(7)C_(3)硬质相、FeNis金属间化合物,N2、N3涂层额外含有固体润滑相Cu。性能上N1(730.41 HVo,s)、N2(653.04 HV_(0.5))和N3(592.29 HV_(0.5))涂层的显微硬度均高于基体,分别达到基体(299.20HV_(0.5))的2.44、2.18和1.98倍;室温下N3涂层表现出优异的减摩性能,摩擦因数比N1涂层降低8.5%,N2涂层表现出优异的耐磨性能,磨损率为1.74×10^(-5)mm^(3)(N·m),而添加20%Cu后,涂层对硬质相的支撑下降,导致硬质相剥离涂层,进而破坏润滑膜,导致磨损率上升。然而在600 C下,N1涂层的减摩性能最佳,摩擦因数比基体下降50.7%,N2涂层耐磨性最高,磨损.率为5.99×10^(-5)mm^(3)(N·m),低于N3涂层的磨损率9.02×10^(-5)mm^(3)(N·m),这是因为添加固体润滑相Cu对涂层的保护作用不足以抵消涂层硬度下降的负面影响。为固体润滑相Cu改进Ni60复合粉末,进而制备成自润滑复合涂层提供了添加量参考范围。

Cu含量对磁控溅射Ti-Cu纳米复合涂层抗菌性能的影响

钛基金属因其良好的力学性能和生物相容性,在口腔种植领域得到广泛的应用,然而钛基金属本身并不具备抗菌性能,为改善钛种植体表面的抗菌性,采用磁控溅射技术在纯Ti表面制备Ti-Cu纳米复合涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、界面张力测量仪对涂层的微观形貌、粗糙度、疏水性进行了表征;采用CCK-8法检测材料的细胞毒性;将样品与Fn共培养,检测其抗菌性能。结果表明,载Cu复合涂层成功沉积在Ti片表面,并且随着纳米Cu含量的增加,样品的表面粗糙度和水接触角均增大。该Ti-Cu纳米复合涂层对小鼠成纤维细胞未表现出细胞毒性,符合生物安全材料的标准。抗菌实验结果表明,随着纳米Cu含量的增加,涂层的抗菌效果也越来越好。结论,Ti-Cu纳米复合涂层可有效抑制Fn的生长,有望提高钛种植体的抗菌性能,为其在口腔植入领域的运用奠定了实验基础。