Pt改性梯度NiCrAlY涂层的热腐蚀行为研究

为了进一步提高NiCrAlY涂层的抗热腐蚀性能,利用电弧离子镀技术在DZ125合金表面分别沉积NiCrAlY/NiAl/Al涂层(coating A)、NiCrAlY/Pt/NiAl/Al涂层(coating B),再经真空扩散退火处理形成成分渐变的梯度涂层结构。在涂层中引入改性元素Pt以改善涂层的抗热腐蚀能力,对比研究了2种涂层体系在900℃不同混合盐中的热腐蚀行为;利用SEM、EDS、XRD以及EPMA分析了涂层经过热腐蚀后的微观形貌、物相组成和元素分布。结果表明:在900℃的K_(2)SO_(4)+Na_(2)SO_(4)混合盐中,coating A表面的氧化膜发生了大面积的剥落,coating B中的Pt抑制了S在涂层/氧化膜界面处的偏析,增强了氧化膜的黏附性。在900℃的NaCl+Na_(2)SO_(4)混合盐中,coating A的Cr元素和O元素分别发生了外扩散和内扩散,Cr外扩散易与S反应生成有害相Cr_(x)S_(y)。coating B中的Pt抑制了Cr、O元素的外扩散和内扩散。在NiCrAlY层和NiAl层之间增加Pt层,显著提升了NiCrAlY涂层在混合盐中的抗热腐蚀能力。

超薄金属膜电磁波传输性能的研究

利用谐振吸收原理和传输线理论分析了超薄金属膜的吸波性能.测量了Al,Ni薄膜的方块电阻及其用于不同厚度泡沫结构的平板反射率,实验结果表明:超薄金属膜结构可以实现谐振吸收;吸波性能由介质材料和金属薄膜共同决定.讨论了超薄金属膜结构中泡沫厚度对吸收峰位的影响,及金属薄膜的方块电阻对吸收峰值的影响.

聚合物低温等离子体表面双疏改性的研究现状

疏水疏油的聚合物材料广泛地应用于国防、工农业生产和日常生活,含氟低温等离子体对聚合物表面双疏改性的研究得到关注。文中总结了以降低聚合物表面能和改变表面粗糙度两方面来提高表面双疏性能的基本原理及相应的实验研究状况,阐明了含氟低温等离子体处理技术能在降低表面能的基础上改变聚合物表面粗糙度,是提高聚合物材料表面双疏性能的有效途径。最后,结合等离子体科学与技术的国内外发展情况,提出表面双疏理论需要进一步发展和完善的方面,展望我国在服装面料等离子体表面双疏改性的自主产业化及其它应用领域的发展前景。

电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的透射电镜研究

采用透射电镜技术对电弧离子镀制备的NiCoCrAlY涂层的微观组织结构进行了研究,结果表明,电弧离子镀沉积后,在DSM11高温合金基体γ′相中析出大量的弥散纳米γ相颗粒,析出的γ相与γ′相取向相同。γ′晶胞内部出现大量的堆垛层错,涂层与基体界面之间的应力处于一个较低的水平。电弧离子镀方法沉积的NiCoCrAlY涂层具有纳米晶体的结构,且涂层比较致密。真空退火后涂层内部的结合更致密,晶粒明显长大,部分晶粒有孪晶出现,并伴随β-NiAl或CoAl相析出。

碳纤维增强镁基复合材料的界面反应和拉伸性能研究

采用气压浸渗法,制备了碳纤维增强镁基复合材料.实验中分别选用了c.p.Mg,AZ31和AZ91三种基体材料进行研究.分别采用了扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了复合材料的拉伸断口和界面微区.结果发现,随着基体中Al含量的增加,界面处的化学反应逐渐加剧,界面处不同程度的化学反应导致了不同的界面结合状态和界面结构.采用纯镁基体时,界面呈现弱结合;采用AZ31和AZ91为基体材料时,界面处出现针状反应产物,且界面结合都较强.

传统合金型热电材料研究进展

随着热电材料制备方法的多样化和性能表征手段的具体化,合金型热电材料以其优异性能在众多热电材料中脱颖而出,成为拥有高热电性能和高转换率的热电材料。主要介绍了根据适用温度划分的三类传统合金型热电材料:低温热电材料Bi_2Te_3、中温热电材料PbTe和高温热电材料SiGe,重点归纳总结了金属合金热电性能优化方法,最后概述了其实际应用领域并展望其未来的发展前景。

Cu丝上沉积Ti/TiN多层膜的研究

铜丝可用于尿毒症患者腹膜透析置管术中的替代导丝。为了减少或消除铜离子对生物组织的损害,增加铜丝表面的生物相容性,同时又保持铜丝较好的塑性变形能力,本文采用电弧离子镀工艺在铜丝上沉积Ti/TiN多层膜。研究结果显示,镀膜铜丝表面光亮呈金黄色。沉积膜有明显的周期性层状特征,TiN相和金属Ti相周期性交替分布。其中,TiN相具有(111)晶面择优取向。沉积膜与铜丝结合良好,弯曲时镀膜铜丝没有出现微裂纹和膜脱落现象。室温消毒液浸泡和高温蒸汽消毒处理后,镀膜铜丝表面没有变化。腹膜透析置管术中使用镀膜铜丝,患者腹膜炎发生率明显降低,镀制Ti/TiN多层膜的铜丝适合应用于腹膜透析手术。

沉积工艺参数对电弧离子镀薄膜沉积速率影响的研究进展

阴极电弧离子镀技术作为工业应用最多的真空镀膜技术之一,近年来得到了长足发展。但是仍存在一些技术问题尚未完全解决,如大颗粒污染、所沉积的薄膜残余应力大、不能实现低温沉积等。另一方面,电弧离子镀的沉积效率仍有待提高,尽管与同属物理气相沉积(PVD)技术的磁控溅射相比,拥有较高的沉积速率,但对于沉积厚膜(厚度超过20μm甚至50μm)而言,其通常的沉积速率(一般在1~10μm/h内)较低,仍需要较长时间。针对这一问题,总结了不同沉积工艺参数对沉积速率的影响,综述了近年来电弧离子镀技术在提高沉积速率方面的研究进展,以期对该技术的发展提供一定的技术支持。

冷喷涂装置研究进展

冷喷涂技术于20世纪八十年代由俄罗斯科学家首先提出,随后西方国家对其进行了发展与商品化,近十年来关于冷喷涂技术及装置的研究论文及应用专利的增长越来越快,对冷喷涂工艺的研究已有多篇综述性文章。"工欲善其事,必先利其器",改进现有冷喷涂装置和研发新装置,对获得高质量的涂层和提高冷喷涂效率、降低成本十分重要,但这方面鲜有综述性的文献。本文对冷喷涂装置的研究进展进行评述,使相关科技人员和研究生对其有一全面的了解,并对开展冷喷涂技术和装置的研究和应用有所帮助。

电子束物理气相沉积制备热障涂层研究进展

介绍了电子束物理气相沉积设备的主要组成、工作原理和电子束物理气相沉积热障涂层的结构特点,并重点论述了工件转速、工件温度、靶材蒸汽入射角度、工件表面的粗糙度、粘结层预氧化、改性粘结层和双层陶瓷层等对电子束物理气相沉积热障涂层性能的影响。

硬质涂层的研究热点及面临问题

硬质涂层的制备及改性是当今涂层领域的研究热点之一,随着科学技术的迅速发展及工业要求的不断提高,对硬质涂层材料、性能及其制备技术则提出了更高的要求。本文主要从硬质涂层制备、组元微结构设计及其强化/退化机理、高性能硬质涂层三方面展开,介绍了硬质涂层领域的一些热点研究方向及其目前存在的问题。主要包括以下内容:发展新的沉积系统和涂层制备新技术,实现一些硬质涂层的低温沉积、低压沉积和高速率沉积,以及亚稳相的制备等;基于对Veprek制备的nc-TmN/a-Si3N4纳米复合涂层结构模型和理论解释的质疑,提出纳米晶/非晶复合涂层的研究重点;对比了氧元素在不同的涂层体系中所扮演的角色及其作用机制;总结了低应力厚硬质涂层的结构设计方法、对应机理及存在问题;归纳了一些高性能硬质涂层所需要具备的性能特点及实现方法,如高韧性、高抗裂纹扩展能力涂层,高热稳定性、抗氧化性涂层,超硬耐磨自润滑硼化物涂层。

冷喷涂沉积陶瓷涂层的研究历程

冷喷涂金属涂层已应用于许多领域,冷喷涂材料也在不断扩大,曾经被认为不适合冷喷涂的陶瓷材料也实现了沉积。本文综述了冷喷涂陶瓷的发展过程,总结了现已提出的结合机制及其初步应用。可以看出,对冷喷涂沉积本质脆性的陶瓷材料仍有一个艰难的认知过程。

冷喷涂颗粒临界速度研究

在冷喷涂过程中,粉末颗粒被超音速压缩气流加速以固态沉积到基体上获得涂层,且只有颗粒速度高于临界速度且低于冲蚀速度时才能与基体成功结合。临界速度的概念对冷喷涂过程中涂层结合、涂层质量、优化工艺过程等问题的研究有重要意义。然而文献中对临界速度的定义及估算方法不一,导致同一种材料的临界速度差异较大(如Cu/Cu的临界速度从310m/s到580m/s)。本文综述了临界速度的各种定义与判据方法,并总结了影响临界速度的因素。

Mo浓度渐变的AlCrMoSiN刀具涂层调控及切削性能

采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合技术制备Mo浓度渐变的AlCrMoSiN梯度涂层,利用XRD、SEM和TEM、纳米压痕仪、划痕仪、高温摩擦试验机和立式加工中心对涂层微观结构和性能进行表征和测试。结果表明:沿涂层生长方向,随着Mo浓度渐变速率的增加,涂层硬度和弹性模量逐渐增大;临界载荷、摩擦因数和磨损率略有下降。当CrMo靶溅射功率从0.4 kW线性增至1.2 kW时,制备的AlCrMoSiN梯度涂层(涂层Ⅲ)硬度和弹性模量达到最大值,分别为23.8 GPa和317.7 GPa,临界载荷约57.3 N,此时摩擦因数和磨损率分别为0.51和2.20×10^(−8) mm^(3)/(N·mm),涂层耐磨性能最佳。经干铣削淬硬模具钢(P20H)试验,AlCrMoSiN梯度涂层铣刀的使用寿命比AlCrSiN涂层铣刀提高24.1%,连续切削40 min时,其切削温度比AlCrSiN涂层铣刀低65.1℃。

碳纤维表面SiO_2涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用

利用Sol-Gel方法,通过优化溶胶的配置、纤维提拉过程和干燥烧结等工艺过程,在碳纤维表面制备出均匀的、无裂纹的SiO_2涂层.采用SEM、XPS和TEM表征了碳纤维表面SiO_2涂层的结构、形貌、元素分布以及涂层碳纤维/镁基体的界面结构.结果表明,涂覆SiO_2的碳纤维,抗氧化能力提高,拉伸性能略有降低,但与镁基体复合后其拉伸强度降低了20%.SiO_2涂层改善了Mg对碳纤维的润湿能力,有效地促进了熔融Mg液对碳纤维的浸渗.

表面纳米晶化处理中碳钢的组织与力学性能

采用高能表面处理技术在40Cr钢的表面制备出具有纳米晶体特征的表面层。用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了表面纳米层的微观结构,并利用纳米压入法测定了表面纳米层的硬度。结果表明,经过高能表面处理后,样品表面层的晶粒细化为纳米晶,平均晶粒尺寸约为11 nm,表面纳米层的硬度明显提高。

光栅阀角度对电弧离子镀TiN薄膜结构及性能的影响

通过调整光栅阀角度开展对电弧离子镀TiN薄膜结构及力学性能的研究。实验结果表明:光栅阀角度对TiN薄膜的择优取向无明显影响,薄膜均以TiN(200)面择优取向为主;随着光栅阀角度的增加,TiN薄膜中N与Ti原子比均呈欠化学计量比,且先增加而后降低,在光栅阀角度为10°时N与Ti原子比最高;TiN薄膜表面粗糙度随着光栅阀角度增加整体呈增加趋势;在光栅阀角度为10°时,TiN薄膜呈现出最高硬度和最低磨损率,具有最佳力学和耐磨性能。在电弧离子镀真空镀膜过程中,光栅阀角度通过影响气体流量进而影响薄膜性能,但对于TiN薄膜结构无明显影响,只有选择合适的光栅阀角度才能有助于薄膜综合性能的改善。

电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的组织结构及初期氧化

采用XRD,SEM,TEM和光激发荧光谱等技术对电弧离子镀制备的NiCoCrAlY涂层的组织结构和初期氧化的机理进行了研究.结果表明,电弧离子镀方法沉积的NiCoCrAlY涂层具有纳米晶体结构,呈明显的层状生长.真空退火后涂层内的层状结构消失,涂层组织更致密,晶粒明显长大.有孪晶出现.涂层在真空退火后表面已经生成一层很薄的以α-Al2O3为主的氧化膜,在高温氧化过程中,涂层表面的亚稳态氧化物θ-Al2O3先增多,然后逐渐转变为稳态的α-Al2O3,并对其相关机理进行了探讨.

镍基高温合金上Co改性铝化物涂层的组织结构与耐蚀性能

为研究Co改性铝化物涂层在室温环境中的耐蚀性,利用包埋法渗Co和气相沉积渗Al(两步法)制备出两种不同Co含量的Co改性铝化物涂层,采用XRD、SEM、EDS分析涂层的组织结构。结果表明:850℃和1 000℃渗Co涂层外层和内层均为γ-(Ni,Co)相,内层有氮化物/碳化物相析出。Co改性铝化物涂层与简单NiAl涂层结构一致,外层为β-(Co,Ni)Al相,内层为互扩散区含有大量的富Cr(W)相。简单NiAl涂层的自腐蚀电流为0.04μA/cm2,约为Co改性铝化物涂层的十分之一。这说明在涂层中添加Co降低涂层的耐蚀性,一方面因为Co的腐蚀电位(-0.28V)低于Ni的腐蚀电位(-0.25V),另一方面因为渗Co过程中产生的夹杂物与涂层电位不一致,容易成为微阴极区,加速涂层的腐蚀。

氮气分压对电弧离子镀CrN_x薄膜组织结构的影响

利用电弧离子镀技术在钛合金表面制备CrNx薄膜,分析讨论氮气分压对薄膜表面形貌、相组成和微观结构的影响。结果表明,随着氮气分压的升高,CrNx薄膜表面熔滴的数量及尺寸减少,表面平整度得到明显改善;薄膜的物相组成在氮气分压为1.0 Pa时由Cr2N相变为CrN相;同时因氮气分压改变粒子、离子的轰击作用,影响薄膜表面的能量状态,CrNx薄膜晶体的择优生长由(200),(220)变为(111)。在氮气分压为1.5 Pa时可获得高沉积效率、高致密度、高硬度,并具有纳米晶体结构的单相CrN薄膜。