双辉多元共渗与电刷镀复合表面耐蚀渗镀层的研究

在20钢表面电刷镀快速Ni层作为过渡层,然后采用双层辉光离子技术将Ni-Cr-Mo-Cu合金进行多元共渗,对形成的复合镀层在5％HCl溶液中进行了电化学腐蚀性能测试.利用XRD,扫描电镜以及EDX对渗层的组织结构和合金元素及碳元素在渗层中的分布进行了分析.结果表明:预先刷镀快速Ni镀层再进行双层辉光多元渗Ni-Cr-Mo-Cu的复合渗镀层的耐蚀性能明显优于双辉多元渗Ni-Cr-Mo-Cu以及单独电刷镀Ni镀层的耐蚀性能.分析认为,由于双辉多元共渗中的温度效应,使刷镀的Ni镀层与20钢基材之间互扩散,有效地降低渗镀层中的碳含量,从而使多元共渗Ni-Cr-Mo-Cu与刷镀的Ni镀层双层复合渗镀层具有较好的耐蚀性能.

潜艇表面涂层失效机理的研究

评述了有机涂层失效机理的现代研究方法,将电化学测试技术与现代表面分析技术和传统的涂料检测技术相结合,应用于涂层失效机理分析和寿命评估中.探讨了电化学交流阻抗谱技术在研究变海水压力作用下潜艇表面有机涂层的失效机理,以及建立腐蚀性介质渗入与涂层失效之间数学模型的可能性.

表面修饰硼酸盐润滑油添加剂的摩擦学性能

制备了表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂（球形颗粒，粒径大都小于０．５μｍ），且用四球试验机研究了其摩擦学性能．结果表明：这种添加剂具有良好的极压抗磨减摩性能，当润滑油中元素Ｂ的质量分数为０．０５％时，四球磨斑直径最小，最大无卡咬负荷（ｐＢ值）最高；基础油的粘度和含水量对添加剂的极压抗磨性能有较大的影响，粘度为６５．３０ｍｍ２／ｓ时的极压抗磨性最好，水的质量分数为１％时的ｐＢ值最高，低于１％时的ｐＢ值比不含水时的高，水的质量分数高于１％时的ｐＢ值随水含量的增加而降低．Ｘ射线光电子能谱分析发现，表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂在摩擦表面形成了一层混合的摩擦化学反应膜，其中元素Ｂ主要以ＢＮ的形式存在．

含纳米铜的减摩修复添加剂摩擦学性能及其作用机理研究

在不同条件、不同接触形式下考察了含钠米铜的减摩自修复添加剂的摩擦学性能,以及对不同油晶的影响规律。结果表明,添加剂NFR2具有优良的减摩抗磨性能,用于液体石蜡、16号坦克油和15W/30油中,磨斑直径分别降低了42％、56％和19％,摩擦系数分别降低了50％、49％和33％。其修复性能试验后,出现了负增重现象。而添加剂NFR1具有良好的高温抗磨减摩性能,用于16号坦克油中,磨损降低了56％,摩擦系数降低了27％。其热管氧化情况与16号坦克油空白试验相似。XPS、SEM等表面技术分析结果表明,摩擦表面生成含Mo、S、P和O等元素的摩擦化学反应膜,其中Mo主要以+6价形式存在,元素S主要以-2价和+6价形式存在,元素P主要以+5价形式存在。

表面修饰硼酸盐润滑油添加剂的摩擦化学作用机制

采用 X射线光电子能谱仪研究了表面修饰硼酸盐润滑油添加剂在钢球表面形成的表面膜的元素组成和化学状态 ,并考察了摩擦化学反应膜的结构和化学作用机制 .结果表明 :在不同油润滑条件下 ,硼酸盐润滑油添加剂均与钢球磨损表面发生了相互作用 ,并形成主要由吸附膜和摩擦化学反应膜组成的复杂表面膜 ;摩擦化学反应膜中所含元素的化学状态及其含量与试验负荷有关 ,且沿反应膜深度方向而变化 ,即由表及里 ,Fe与 B、N及 O等形成的无机化合物的含量逐渐增加 。

含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌液体石蜡润滑下钢-钢体系的摩擦磨损性能研究

在四球试验机上考察了含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)复配添加剂的液体石蜡润滑下钢 -钢摩擦副的摩擦学性能 .采用 X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了复配体系的作用机理 .结果表明 :纳微米硼酸盐 / ZDDP复配添加剂对钢 -钢摩擦副的抗磨作用产生对抗效应 ,在摩擦过程中的某一阶段摩擦系数突然升高 ,磨损加剧 ;在试验初期 ,磨斑表面较为光滑 ,相应的边界润滑膜为物理和化学吸附膜 ;随着试验时间的延长 ,钢球磨斑表面吸附膜发生破裂 ,磨斑表面变得粗糙并形成微小磨屑碎片 ,相应的摩擦系数突然升高 ;随着试验时间的进一步延长 ,添加剂同钢球磨损表面发生摩擦化学反应 ,并生成含 B、N、S和 P等元素的摩擦化学反应膜 ,从而使摩擦系数波动减小 .

纳微米硼酸盐添加剂的抗磨减摩性能研究

用超声波乳化分散,在微乳液中反应制备了球状无定型纳微米硼酸盐添加剂,粒径为50～250nm。用四球摩擦试验机研究其摩擦学性能,当W_B=0.5％时,磨斑直径最小,减摩性能最优。用XPS分析了纳微米硼酸盐添加剂在摩擦表面,摩擦化学反应产物硼氧化物、O-B-N类化合物、酸性化合物以及吸附的有机化合物组成。并探讨了其抗磨减摩机理。

激光熔覆铜基自生复合材料设计及其涂层研究

为了提高铝合金的耐磨性 ,利用铜合金体系存在液相分离现象等冶金性质 ,在铝合金表面设计了自生铜基复合材料体系 ,并采用激光熔覆技术对其进行了验证和优化 .设计的较理想材料体系为Cu - 16Ni-6Fe - 8Co - 7Mo - 4Cr - 3Si,由其得到的激光熔覆复合材料中存在大量的自生硬质颗粒增强体 ,其熔覆涂层具有良好耐磨性 。

几种磷氮型润滑油添加剂的摩擦行为及其摩擦化学机制的研究

对3种氮杂环的磷氮型润滑油添加剂的摩擦性能进行了研究,用X射线光电子能谱仪和电子探针分析了摩擦表面。结果表明:PN1添加剂的综合摩擦学性能最好,当其加入量为0.20％时,四球磨斑直径最小,摩擦系数最低,同时具有较高的最大无卡咬负荷,磨斑表面较光滑,磨痕较窄;元素磷的分布不均匀,而元素氮的分布较均匀。摩擦化学反应膜中元素的XPS分析结果表明,添加剂添加量增大时,添加剂在摩擦过程中发生明显的氧化磨损,摩擦表面上O—C=O类化合物明显增多。

TMAH腐蚀液制作硅微结构的研究

通过各向异性腐蚀硅微结构工艺,研究了四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀液的特性,包括硅(100)晶面腐蚀速率与TAMH溶液浓度、温度、pH值以及过硫酸铵添加剂的关系,并采用原子力显微镜研究了不同腐蚀条件下硅的表面形貌,研究表明随TMAH溶液的浓度的降低和腐蚀温度的提高,腐蚀速率提高,硅腔的表面粗糙度增大;过硫酸铵添加剂明显改善了硅微腔的表面平整度。本研究所确定的最佳腐蚀工艺条件为溶液中TMAH浓度为25%,过硫酸铵添加剂浓度为3%,腐蚀温度80℃。在此工艺条件下腐蚀出了深度为230μm、表面粗糙度小于50nm的硅微腔。

一些极压抗磨减摩添加剂协同效应的研究

利用低速四球试验机和ＨＱ－１型摩擦磨损试验机考察了硫化烯烃（Ｔ３２１）与含磷添加剂复配体系的润滑性能及其协同作用机理。结果表明，温度对不同添加剂的减摩性影响不同，Ｔ３２１与Ｔ３０４或Ｔ３０７复配，极压抗磨减摩性产生明显的协同效应。ＦＴ－ＩＲ和３１ＰＮＭＲ分析表明，Ｔ３２１与Ｔ３０４在一定条件下可产生新的含磷化合物。Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析表明，含硫。

纳米结构Al_2O_3+13%TiO_2热喷涂喂料的研究

纳米结构的Al2O3+13%TiO2混合粉经过球磨制浆和喷雾干燥,制得了25～50μm的球形大颗粒结构,分别采用高温电炉和高速火焰两种方式,对喷雾造粒的纳米结构Al2O3+13%TiO2颗粒进行了致密化处理,制备了适合热喷涂的纳米颗粒喂料。测试了喂料形貌、晶粒尺寸及物相成分。分析结果表明,应用高温电炉烧结造粒喂料时,在选定的温度范围内(1100～1300℃),喂料的相成分没有改变,晶粒没有显著长大;采用高速火焰烧结造粒喂料,喂料经高温快速激冷,Al2O3晶粒尺寸仍在100nm以下,但因火焰温度高(2500～3200℃),相成分分析表明,喂料中发生α-Al2O3→γ-Al2O3及金红石TiO2→板钛矿TiO2的转变。

Al及Al-Re高速电弧喷涂层性能的研究

对高速电弧喷涂(HVAS)与普通电弧喷涂铝及铝稀土涂层进行了对比实验研究。结果表明,稀土元素的加入明显改善了涂层与基体的结合性能,降低了铝合金涂层的孔隙率,同时,铝合金涂层的孔隙率也受铝稀土丝材加工工艺的影响;高速电弧喷涂铝稀土材料时,涂层具有结合强度高、硬度高、孔隙率低、组织致密等特点。

烷基亚磷酸氮杂环胺盐添加剂润滑性能的研究

合成了几种烷基亚磷酸氮杂环胺盐，并对其摩擦性能、抗氧化安定性和抗腐蚀性能进行了研究。结果表明，所合成的磷氮（P－N）剂具有好的极压抗磨减摩性能，与亚磷酸-正丁酯（T304）和硫代磷酸复酯胺盐（T307）相比，其抗磨减摩效果，特别是PN－2在较高温度下具有较低的摩擦系数。油浸试验反应膜强度划痕试验表明，反应膜与试块底材的结合强度与最大无卡咬负荷之间存在着一定的相关性。X-射线光电子能谱（XPS）和俄欧电子能谱（AES）分析表明，P－N剂在摩擦表面形成了一层含磷、氮元素的化学保护膜，其中元素磷以磷酸铁形式存在，元素氮以原来的价态形式存在，但元素氮参与了整个摩擦过程。

表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂与P-N型添加剂复配体系的协同效应

利用四球试验机考察了表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂与P N型抗磨添加剂复配体系的摩擦学性能 ,并分析研究了摩擦表面膜的组成和化学状态。结果表明 :表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂与PN 1添加剂复配具有协同效应 ,可提高添加剂的抗磨减摩性能和PB 值 ,在表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂为 0 .5 0 %和PN 1添加剂为 0 .2 0 %时复配 ,协同效应最佳 ;试验负荷对摩擦表面形成的摩擦化学反应膜的化学组成和结构 ,特别是元素碳和硼的化学状态影响较大 ,随着负荷的增大 ,O—CO类化合物和B N类化合物生成量增大。

热电厂用高速电弧喷涂FeCrAl/WC涂层的性能研究

利用高速电弧喷涂技术将自行研制的FeCrAl/WC粉芯丝材制备出FeCrAl/WC复合涂层。采用EDS谱、XRD谱和成分分析系统测到FeCrAl/WC涂层的组成为84 %FeCr+16 %(WC、W2C、少量(FeCr)2O3和Al2O3)。通过对涂层的显微组织和力学性能的研究,得出FeCrAl/WC复合涂层的组织呈现出典型的层状结构特征;涂层综合力学性能优异,具有较高结合强度、高致密度、较佳的耐热震性能等特点。结果表明,该涂层在所测的力学性能方面能适用于热电厂燃煤锅炉管道的服役条件,能够满足实际工况应用的需要。

无电焊接焊缝组织性能研究

无电焊接是传统焊接与自蔓延高温合成(SHS)的集成创新技术,它工艺简便,不需外界能源即可进行焊接.对45钢无电焊接焊缝组织及力学性能的研究表明:焊缝冶金结合良好,线扫描曲线表明焊缝元素明显进入45钢基体组织;其抗拉强度可达348MPa,冲击韧性达44J/cm2.该技术还能焊接有色金属,尤其适用于野外应急维修.

基于CCD图像处理技术的等离子喷涂粒子温度研究

应用先进的Spray Watch-2i热喷涂状态监测设备,对超声速等离子喷涂过程中纳米 结构Al2O3+13％TiO2喂料的粒子温度进行了研究,优化了喷涂距离。通过监测分析,喷涂 粒子温度随喷涂距离变化曲线呈抛物线规律,在距喷嘴8-10 cm处粒子的温度达到最大。

环氧铝粉涂层在3.5%NaCl介质中的失效机理研究

采用电化学阻抗谱技术(EIS)研究了环氧铝粉涂层/Q235钢基体在3.5%NaCl介质中的电化学腐蚀行为。利用扫描电镜(SEM)分析了涂层表面形貌,对涂层断面进行了能谱(EDX)线扫描和界面处腐蚀产物成分分析,探讨了环氧铝粉涂层的腐蚀失效机理。结果表明,腐蚀介质能通过涂层迅速渗透到涂层/基体界面,引起涂层电阻值的降低及界面处电化学腐蚀的开始。失效前涂层致密、连续,失效后涂层表面出现鼓泡、孔洞等现象。鼓泡是由腐蚀产物的体积膨胀和腐蚀介质渗入产生的压力推动共同产生的。界面处腐蚀产物主要是Fe和Al的氧化物及氯化物。涂层的失效机理为腐蚀介质渗入,涂层鼓泡、剥离。

X光电子能谱分析边界润滑膜特性的研究

用剖面X光电子能谱分析研究了边界润滑膜的元素组成、化学状态以及对应的含量。结果表明 ,边界润滑膜由吸附层和边界润滑层组成 ;表面膜所含元素的化学状态与其位置有关 ,特别是元素S ,N和B在表层和边界润滑层中存在的化学状态有很大的差异。由表及里 ,有机产物逐渐减少 ,Fe的S ,N和B的无机化合物逐渐增大。