Preparation and characterization of Ce-silane-ZrO_2 composite coatings on 1060 aluminum

In order to improve the property of traditional Ce-based conversion coatings, Ce-silane-ZrO2 composite coatings were successfully prepared on 1060 aluminum. The microstructure, chemical element composition and corrosion resistance of Ce-based conversion coatings and Ce-silane-ZrO2 composite coatings were investigated by SEM, AFM, XPS and EIS analyses. Stacking structure of the composite coating can be observed. The inner layer of the composite coatings mainly consists of oxide and hydroxide of Ce（Ⅲ）, and the silane network is composed of the outer layer together with a small amount of Ce（Ⅳ） hydroxide. By adding silane and ZrO2 nanoparticles into Ce-based conversion coatings, the porosity and the micro cracks of the coatings decrease apparently accompanying with the improvement of the corrosion resistance.

船用TA5钛合金的激光表面清洗技术研究

分析了钛合金激光清洗过程机理,研究了船用TA5钛合金激光清洗技术,对比分析了TA5钛合金表面油污、丙酮清洗、激光清洗3种状态的表面微观形貌和化学成分;研究了焊缝表面黄色、蓝色、紫色3种不同氧化程度的TA5钛合金焊缝激光清洗的效果;研究了在焊前激光清洗状态下TA5钛合金焊接接头接头金相组织、拉伸强度、弯曲性能。结果表明:钛合金激光清洗效果明显,可有效去除杂质污染物和氧化层,效果优于丙酮清洗;激光清洗后3种焊缝均呈银白色,焊缝表面氧元素含量在8.26wt%~8.65wt%之间,激光清洗后焊缝表面质量基本一致;接头焊缝区组织为针状α和锯齿状α相,热影响区组织为等轴α、针状α以及锯齿状α,接头拉伸强度平均值为767 MPa,高于母材,接头断裂于母材处,接头弯曲性能良好,钛合金激光清洗具有很好的工程应用前景。

旧报纸漆酶/介体脱墨浆表面性能分析

利用化学分析电子能谱(ESCA)、衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATRIR)以及环境扫描电镜(ESEM)对漆酶脱墨浆的表面形态进行分析,并利用KAJAANI纤维长度粗度分析仪测定浆料纤维的长度、粗度,利用Pulmac渗透测定仪(PulmacPermeabilityTester)测定了纤维的比容和比表面积。研究结果表明,漆酶/介体脱墨过程中可以使浆料中的木素溶出,表面木素含量降低,同时纤维表面出现微细纤维。与对照浆相比,漆酶处理后,纤维的长度、粗度变化不大,说明漆酶处理过程中,并未发生纤维的断裂,漆酶主要作用于纤维的表面,并未触及到纤维的内部。比表面积和比容均增加。

玄武岩纤维矿物组成形态及熔融析晶特性

采用X线衍射分析(XRD)、X线荧光分析(XRF)、扫描电镜分析(SEM)和热重差热分析(TG-DSC),对取自黑龙江鸡西玄武岩样本(样品A)和辽宁阜新玄武岩矿物样品(样品B)的化学组成、表面形态及熔融析晶特性分别进行对比分析研究。研究结果表明:这2个样品主要矿物成分均为拉长石—钙长石,且均含有少量黏土类矿物;这2个样品表面形态相似,表面分层呈纹理状;样品B的酸度系数比样品A的小;样品B的熔融温度(1 291℃)、析晶温度(1 248℃)均分别比样品A的熔融温度(1 332℃)和析晶温度(1 262℃)低,表明在玄武岩纤维制备阶段工艺控制方面样品B较易实现。

木聚糖酶处理后麦草浆的表面形态及化学组成

采用木聚糖酶对麦草浆进行处理,研究了木聚糖酶处理对麦草浆表面形态及化学组成的影响.发现酶处理可以改变麦草浆的表面形态及化学组成,酶处理后的麦草浆变得柔软,纤维表面变得粗糙,出现明显的裂隙和沟槽.ESCA、SEM分析结果表明:经木聚糖酶处理后,麦草浆表面木素含量提高;且随着木聚糖酶用量的增加,处理后的麦草浆表面木素的含量也随之增加.

改性方法对氧化铟锡衬底表面形貌和化学组分的影响

采用溶剂超声、酸、碱处理等方法对氧化铟锡衬底进行表面改性,研究了改性方法对衬底表面性质及其发光二极管器件性能的影响.实验结果表明:衬底表面性质跟改性方法密切相关,酸、碱处理更加有效降低了衬底表面粗糙度和碳污染,优化了衬底的表面形貌和化学组分.另外,器件性能也依赖于衬底表面改性方法,溶剂超声处理的器件存在有明显的电流异常行为,而酸、碱处理的器件表现为正常的二极管伏安特性,并且具有较小的驱动电压.

聚碳酸酯基片超疏水表面的制备与表征

超疏水表面改性可以提高聚碳酸酯(PC)的实用性能。采用氧气等离子体刻蚀的方法对PC基片表面进行处理结合表面沉积疏水性涂层制备了超疏水表面。利用原子力显微镜、X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对制备过程中PC基片的表面形貌结构和表面化学成分的变化进行了表征。超疏水PC基片表面进行磨损实验后,发现磨损基片表面丧失了超疏水的特性。分析了磨损后PC基片的表面形貌和表面化学组成,表明失效的原因与基片表面形貌以及疏水性涂层的破坏有关。

化学气相沉积法制备TiC涂层的相组成和表面形貌

用化学气相沉积法 (CVD)在碳 /碳复合材料表面沉积 Ti C涂层。研究了工艺参数对 Ti C涂层的相组成和表面形貌的影响以及 CVD Ti C涂层的沉积机理。实验结果表明 ,当进入沉积室的气体流量 (m L· min-1 )比为 H2 ∶ Ti Cl4∶ CH4=30 0∶ 2 5∶ 1 0时 ,所得涂层中含较少的游离碳 ,Ti C纯度较高。随 CH4流量增加 ,游离碳含量增加。沉积温度对 Ti C的形貌有明显影响 ,较低温度下沉积的 Ti C粒子尺寸小 ,分布均匀 ,随温度升高 ,Ti C的粒径增大 。

竹原纤维的分级提取及其性能

为探究不同竹龄及不同取材部位竹原纤维性能的变异规律,以不同竹龄、不同部位的慈竹为原料,采用物理-化学结合的方法提取竹原纤维,并分别测定竹原纤维的化学组成、纤维的表面形貌、纤维的密度、吸湿性能、拉伸强度。结果表明:相同部位竹原纤维,随竹龄的增加,纤维的密度先增大后减小,纤维的回潮率先减小后增大;相同竹龄竹原纤维,随着距地高度的增加,纤维密度增加,回潮率先稍有降低后升高。3年生慈竹梢部纤维密度最大,为1.70 g/cm3,4年生的基部纤维密度最小,为1.51 g/cm3。3年生慈竹中部纤维回潮率最低,为12.94%,其不同部位竹原纤维拉伸强度较为稳定,4年生中部竹原纤维拉伸强度最大,为787.42 MPa。

粘附性具有可控响应性的智能超疏水表面研究进展

具有特殊粘附性的超疏水表面因其广阔的应用前景而引起人们的极大关注。讨论了表面形貌和表面化学组成对超疏水表面粘附性的影响及超疏水表面粘附性的评价标准,综述了近年来粘附性具有可控响应性的超疏水表面的研究进展,并对超疏水表面粘附性的研究进行了总结和展望。

正向电压对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

在磷酸二氢钠、乙酸钙及EDTA混合电解液中,对TC4钛合金表面采用微弧氧化技术制备陶瓷膜层。使用膜层测厚仪和粗糙度仪对膜层进行检测,同时用SEM、EDS及XRD对膜层的表面形貌、化学成分及相组成进行分析。结果表明:随正向电压的逐渐升高,陶瓷层厚度呈上升趋势;微孔孔径逐渐增大,数量减少,粗糙度也不断增大;P、Ca二种元素的含量随正向电压升高逐渐增大,不稳定的锐钛矿型TiO2逐渐向稳定的金红石型TiO2变化。

超快激光辐照诱导金属钛的变化

为实现对超快激光诱导金属钛改变趋势的定性控制及材料改变范围的定量控制,开展了飞秒和皮秒脉冲激光分别与金属钛烧蚀的对比实验研究。随后使用激光扫描共聚焦显微镜、X射线光电子能谱和透射电子显微镜分别就激光脉冲时间宽度变化对被烧蚀金属钛的表面形貌与烧蚀深度、化学成分、微结构状态的影响规律进行了分析。研究发现:随着激光脉冲时间宽度从飞秒增加到皮秒量级,被烧蚀金属钛的表面形貌质量逐渐变差,最终烧蚀产物的化学成分愈加复杂,微结构状态的无定形化程度也随之增加。最终认为伴随激光脉冲时间宽度增加,金属钛中热累积效应的增强而造成被烧蚀材料内部更为严重的热与机械损伤是导致上述实验现象产生的主要原因。

电压对复合氧化法制备含钙磷的多孔氧化钛涂层结构的影响

为了分析电压对复合氧化法(即预阳极氧化和微弧氧化复合处理)制备多孔二氧化钛涂层的结构和性能的影响,利用X射线衍射、扫描电镜、显微硬度计、涂层划痕仪等对涂层的结构、形貌、元素组成、硬度及结合强度进行了观察测试。结果表明:电压对多孔二氧化钛涂层的结构和性能有很大影响.电压较低时,涂层由纯锐钛矿型二氧化钛组成;电压较高时,涂层由锐钛矿和金红石混合型二氧化钛组成;随着电压的增加,涂层表面最大微孔孔径增大,凹凸起伏变得明显,显微硬度增加,涂层的钙磷原子比也发生了变化。当电压为250,300,350和400 V时,涂层中的钙磷摩尔比分别为1.27,1.86,1.52和1.82。在300 V电压下可得到结构和性能较为理想多孔二氧化钛梯度涂层。

温度脉冲方法制备碳／碳化硅复合材料界面的微观结构与性能研究

采用温度脉冲化学气相渗透沉积的方法制备了碳／碳化硅复合材料界面．以六甲基二硅胺烷(Hexam- ethyldisilazane,HMDS)为前驱体,以3k,三维四向的石墨化碳纤维编织体为预制体,通过强制流动热力学梯度化学气相渗透沉积的方法(FCVI)制备出密度为1．98g·cm-3的Cf／SiC复合材料．运用透射电子显微镜(TEM)对复合材料的界面微观结构进行了分析．复合材料的平均弯曲强度为458MPa,平均断裂韧性为19．8MPa·m1／2．应用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断裂形貌进行了分析研究．

宝钢冷轧镀铬板(TFS)产品的表面形貌、结构与组成分析

用两步法在二次冷轧基板上电镀沉积金属铬层和氧化铬层。应用扫描电镜、XRD及XPS分析了镀铬板的表面形貌和组成结构。结果表明:镀铬板表面平整,镀层均匀;镀铬层分为两层,即外层为铬的氧化物或水化物Cr2O3,Cr(OH)3或CrOOH,内层是零价的金属Cr。镀铬板的表面只存在+3价的Cr和0价的Cr,这两种铬对人体无害,不存在对人体有害的+6价铬。

电化学改性对PAN基碳纤维表面状态的影响

采用电化学氧化法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对改性后的碳纤维表面状态进行了研究。同时探讨了碳纤维表面状态与其抗拉强度及其复合材料力学性能的关联。研究结果表明,碳纤维经电化学氧化后,表面的粗糙度提高了1.1倍;表面碳含量降低了9.7%,氧含量提高了53.8%,氮含量增加了7.5倍,羟基和羰基含量也有不同程度的提高;表面取向指数减小了1.5%,表面微晶尺寸减小,表面活性碳原子数增加了78%。电化学氧化法的刻蚀作用致使碳纤维拉伸强度降低了8.1%,但同时也改善了碳纤维表面的物理性质和化学性质,提高了碳纤维与树脂间的粘结性,使复合材料的ILSS提高26%。

镁合金无铬化学转化处理的研究 第二部分──成膜及腐蚀过程研究

采用SEM、XRD和XPS方法,从膜层的表面形貌及元素组成入手,研究了无铬化学转化膜(CFM)的成膜及腐蚀过程,提出了双层成膜机制和层层腐蚀机制。

不同结构金刚石涂层刀具的制备及性能参数优化

利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)法,选取最佳工艺参数,在硬质合金刀具上制备微米、纳米及微/纳米金刚石复合涂层,采用SEM、Raman光谱、XRD测试分析涂层的表面形貌和化学纯度。结果显示,微米金刚石涂层结晶质量好,晶面取向以(111)(220)为主且金刚石纯度很高,纳米金刚石涂层表面光滑无明显择优取向,微/纳米复合涂层聚具有两种涂层的优点。采用压痕法、划痕法、微粒冲浆喷蚀(MSE)法对涂层的膜/基结合力及耐磨性进行测定。结果显示微米金刚石涂层的膜/基结合力最好,纳米金刚石涂层的最差。微/纳米金刚石复合涂层的耐磨性最好,纳米金刚石涂层的耐磨性最差。

湿法超声机械镀锌-铝层的结构分析

提出了湿法超声机械镀Zn-Al复合镀层的工艺,采用湿法超声机械镀设备制备了Zn-Al复合镀层。采用金相显微镜、白光干涉仪、多功能扫描电子显微镜及其配备的能谱分析仪观察分析了镀层的结构形貌和镀层的化学成分。结果表明,在工件表面获得了一定厚度的锌-铝层,镀层主要由Zn、少量的Al、Sn和Fe构成,锌粉颗粒是镀层的主体,片状铝粉在镀层中分布不均匀;镀层表面细腻、均匀、平整,但镀层中铝的含量比施镀前混粉中铝的含量低。

超声波化学共沉淀法制备SiO_2/Fe_3O_4复合粒子

为了防止纳米级Fe3O4的氧化及团聚,在其表面包覆一层二氧化硅,本文设计了Si O2/Fe3O4复合粒子的制备工艺。本论文采用的制备方法是超声波化学共沉淀法,用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外转换光谱(FTIR)、低温氮吸附比表面积测试仪等研究了粒子晶相、组织形貌及化学键。结果表明,Si O2/Fe3O4复合粒子形貌为球形,表面具有孔隙,颗粒平均尺寸约250 nm。Si O2/Fe3O4复合粒子不仅具有良好的化学稳定性和生物相容性,而且为下一步表面修饰打下坚实的基础。