CVD金刚石涂层附着性能研究

采用微波等离子体CVD（MPCVD）法在YG6硬质合金基体表面沉积金刚石涂层，在金刚石的形核和生长阶段分别采用不同的沉积条件，研究了分步沉积工艺对金刚石涂层形核，质量及其附着性能的影响，结果表明：采用分步优化的沉积工艺，可明显改善金刚石涂层与刀具基体之间的附着性能，这主要是由于基体表面形核密度的提高，增大了涂层与基体之间的实际接触面积。     

真空条件下钎焊单层金刚石砂轮的研究

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能。在真空条件下用Ni-Cr合金做钎料进行了钎焊单层金刚石砂轮的实验研究,实现了金刚石与钢基体间牢固的化学冶金结合。扫描电镜X射线能谱,结合X射线衍射结构分析发现,在金刚石界面上有Cr的碳化物Cr3C2和Cr7C3存在,而钢基体结合界面上则生成有(FexCry)C,这应是金刚石与钢基体之间具有较高结合强度的主要原因,通过磨削实验验证了金刚石确实有很高的把持强度。     

打壳锤头等离子堆焊Co—Cr—W合金涂层组织和性能研究

采用等离子堆焊技术在铝电解打壳锤头表面堆焊Co-Cr-W合金粉末。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和显微硬度计等,分析了堆焊层的微观组织、微区成分和硬度分布。利用恒电位法进行腐蚀模拟测试。试验结果表明,合金层为典型的等轴晶和柱状晶组织,与基体之间形成了良好的冶金结合。合金层外层硬度最高,平均硬度为基体的2倍,从合金层到基体硬度值不断减小,在熔合线附近迅速降低,表明合金层稀释率较低。合金层的腐蚀速率为基体的1／53左右,合金锤头的耐腐蚀性显著提高。     

PCVD TiN工艺参数对膜基结合强度的影响

作者用4Cr5MoVlSi及3Cr2W8V两种热模具钢试样进行了等离子体增强化学气相沉积(PCVD)TiN的工艺试验,探讨了PCVD TiN工艺参数对膜基结合强度、硬度和结构的影响。结果表明,在比常规化学气相沉积(CVD)方法低得多的温度下,就能得到TiN沉积层。还用X射线衍射法对沉积层的结构进行了分析;用划痕法对不同工艺参数下得到的TiN沉积层与基体的结合强度(用临界负荷表示)进行了研究。     

自蔓延喷焊耐磨涂层的基础研究

采用铝热自蔓延高温合成法在钢板表面进行喷焊，研究不同用量自熔性合金粉末所制得的喷焊层的组织及性能，分析了合金元素对基体组织和性能的影响。结果表明：自熔性合金粉末熔化后向基体和喷焊层扩散，在喷焊层中形成大量碳化物，在基体表层形成大片珠光体，大大提高了喷焊层和基体的硬度及耐磨性。将自蔓延用于喷焊，该方法切实可行。     

用相转移法在金刚石表面沉积二氧化钛薄膜

用相转移法在金刚石表面沉积二氧化钛，探讨了沉积工艺条件．覆层在高温和真空条件下被还原为单质金属钛，Ｘ射线衍射分析表明金刚石表面有钛和碳化钛生成．考察了金刚石复合体中金刚石与基体金属之间的结合状况，结果表明沉积了钛涂层的金刚石与胎体金属之间的粘结强度得到明显改善．     

正电子在非晶态Ni-P合金镀层中的注入与湮没

测量了正电子在化学沉积的非晶态Ni-P合金镀层中的透射强度,借此求得正电子在该镀层中的有效质量吸收系数和注入剖面。研究了磷含量和热处理对化学沉积和电沉积的非晶态Ni-P合金结构缺陷的影响。     

陶瓷涂层/GH202合金界面显微组织的演化

航天发动机工作时,要求燃气通道内表面具有优越的抗高温、抗氧化性能和良好的机械性能.作者在GH202合金制备的火箭发动机关键零件表面加涂高温无机涂层,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及硬度测试,观察和分析了涂层/GH202合金界面显微组织的演化.研究结果表明GH202合金表面高温无机涂层经历了1000℃25℃的50次热循环后,涂层无崩裂、脱落现象,涂层与基体结合牢固,性能良好.在1000℃时的扩散退火过程中,合金中的Cr元素向涂层/基体合金界面扩散,在涂层一侧形成富Cr元素的化合物层,在基体一侧形成富Ti,Al元素的晶间氧化物层;涂层中主要元素Si向金属基体中扩散.为提高涂层与基体合金的结合强度以及涂层的热腐蚀性能提供了依据.     

T8钢表面W-Mo-Co多元共渗层的组织和性能

采用双层辉光离子渗金属技术在T8钢表面进行了W-Mo-Co多元共渗,研究了表面合金层的组织、相组成、成分、硬度、脆性以及与基体的结合强度。结果表明,合金层由M6C MC型碳化物层和W、Mo、Co固溶体扩散层组成。碳化物层硬度很高,渗金属态HV0.025硬度高达1 200~1 400,固溶、时效处理后硬度升高至1 400~1 600左右;固溶体扩散层在渗金属态硬度较低,HV0.025硬度只有400~550,固溶、时效处理后硬度升高至800~1 000。碳化物层与基体之间为冶金结合,不存在膜基结合问题。     

Al-Mn合金镀层的制备与性能

利用AlCl3＋LiAlH4＋MnCl2有机溶剂体系在低碳钢基体上进行了电镀Al-Mn合金的实验，并对不同电镀工艺下Al-Mn合金镀层的表面形貌、成分、结构、厚度、结合力和耐蚀性等进行了研究．实验结果表明，沉积出的Al-Mn合金镀层表面光滑并呈网状分布；镀层中的Mn含量（原子分数）在3％～8％间变化，其中Mn以Al-Mn过饱和固溶体形式存在，且按（200）面的结构进行生长．随电镀时间和电流密度的增加，Al-Mn合金镀层的厚度呈线性增大，但膜层与基体的结合力逐渐降低．Al-Mn合金镀层的耐蚀性随沉积电流密度的增加而减小，随电镀时间的延长呈先增大后减小的规律．Al-Mn合金镀层的沉积速率、结合力和耐蚀性均高于相同沉积条件下的纯铝镀层。Al-Mn合金镀层在AlCl3＋LiAlH4＋MnCl2有机溶剂体系中的最佳沉积工艺为电流密度0．15～0．50A／dm^2、电镀时间30～45min．     

镁合金表面制备硅掺杂类金刚石膜的性能研究

将无铬化学转化新工艺与射频等离子化学气相沉积（PECVD）技术相结合,先在镁合金表面生成一层多孔结构、附着力高的化学转化膜作为过渡层,再采用PECVD技术低温沉积一层硅掺杂类金刚石（Si-DLC）薄膜复合涂层。扫描电子显微镜和拉曼光谱图分析证实,获得的薄膜由sp2和sp3键杂化的碳硅氢化合物呈层状堆积而成,薄膜均匀、平整致密;制备的薄膜为典型的类金刚石结构。原子力显微镜直观地观察到,掺杂硅的类金刚石薄膜比未掺杂的平整致密。当硅含量达到20%时,得到的DLC薄膜最为平整致密,无铬化学转化膜层均被含硅的DLC薄膜覆盖。性能测试实验表明,将化学转化膜作为中间过渡层并采用PECVD沉积含硅的DLC薄膜明显提高了镁合金基体与其的结合强度,同时也大幅度提高了镁合金的耐磨、耐高温和耐蚀性。     

钢基体上化学气相沉积碳化钛覆层的显微组织形成机制及开裂的研究

本文通过把不同成份的钢试样,在相同的气氛及工艺条件下,进行化学气相沉积后,用光学显微镜及扫描电子显微镜观察并分析不同沉积时间下得到的试样的显微组织变化。根据化学气相沉积理论,提出了在不同含碳量的普通碳铜的基体上覆层的形成机制。并且应用这一机制使实验结果得到了令人满意的解释。采用了倾斜剖面试样,恰当的试样制备方法,并选用了合适的浸蚀剂,成功地显示了 TiC 覆层与基体之间过渡层组织。并根据过渡层中各元素的分布,弄清了过渡层的形成原因。为作者在以前工作中提出的“予先进行 CN 共渗处理,再进行化学气相沉积,可以使覆层与基体间的结合力有所提高,其原因是因为过渡区中存在 TiN,因而减少了 TiC 层与基体间的热膨胀系数之差。这一说法找到了实验根据据。经过 TiC 化学气相沉积的试样,在静载荷和冲击载荷作用下,使覆层开裂并剥落。然后对裂纹的宏观形貌进行观察。提出了在静弯曲条件下覆层中裂纹的萌生,扩展及剥落的规律。     

SiC_P／ZA22复合材料组织及性能

对采用半固态搅拌法制备的ＳｉＣＰ／ＺＡ２２复合材料的组织和常温、高温力学性能进行了研究，并和ＺＡ２２基体合金作了对比．研究发现：ＳｉＣ颗粒大多分布于晶界，部分ＳｉＣ颗粒和基体界面上有反应物生成，ＳｉＣ可以充当合金初生相形核衬底，分布于晶内并细化枝晶。力学性能与颗粒分布均匀性、界面结合强度密切相关。和ＺＡ２２合金相比，该复合材料弹性模量上升，冲击韧性下降，高温条件下表现出较好的力学稳定性     

钛表面电化学刻蚀及HAP/Ti复合生物材料的研究

电化学沉积法在光滑钛表面上得到的羟基磷灰石涂层存在着不耐载荷，应力作用下结合界面易被破坏的缺陷．本采用电化学刻蚀技术在钛表面形成微观的粗糙结构．然后用电化学方法在粗糙化的钛表面直接沉积纯的羟基磷灰石，并应用XRD．SEM．FTIR漫反射光谱，电化学交流阻抗及拉伸结合力实验等对复合膜层的化学组成、结构及力学性能进行表征．结果表明．钛表面经粗糙化后可改善羟基磷灰石与钛基体之间的界面状况．显提高羟基磷灰石涂层与钛基体的结合力．实验表明，电化学沉积可获得纳米尺度均匀致密的纯羟基磷灰石涂层，有望提高植人体的表面生物活性．     

自催化化学沉积Ni-P合金的晶化行为及性能

对化学沉积Ni-P合金层的低温回火晶化处理进行了研究，分析了合金成分、晶化温度及时间对晶化行为和镀层硬度的影响.     

Fe基非晶合金涂层电火花加工及其性能研究

利用电火花强化技术对煤油环境的45钢表面沉积单晶硅,制备出了铁基非晶合金涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、能谱分析仪等检测手段对表面强化层成分、形貌、组织结构进行了研究,并对非晶层形成机理进行了探讨.在磨损试验机上对材料的耐磨性进行了测试,并对试样的磨损形貌进行了分析.结果表明:强化层是反应涂层,涂层厚度不均匀,但涂层与基体实现了冶金结合;强化层表面为非晶层,组织致密、均匀,在与基体交接的区域出现柱状晶;45钢表面沉积层耐磨性明显高于未加工45钢基体.     

基体的梯度结构对涂层硬质合金性能的影响

通过控制烧结气氛制备了均质和梯度结构的硬质合金基体，并用化学气相沉积制成涂层硬质合金及切削刀片。采用光学显微镜和扫描电镜观察，通过显微硬度抗弯测试和切削试验对均质基体和梯度基体的涂层硬质合金的组织特征与性能进行对比研究。研究结果表明，梯度结构的硬质合金基体可以提高涂层硬质合金的抗弯强度；相对于均质基体的涂层硬质合金刀片，梯度基体的涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能。基体涂层合金的组织结构及断口特征显示，梯度基体表层韧性区可阻碍裂纹的扩展。     

Cu-Mn化学镀层对Q235的扩散焊接强度的影响

采用化学镀工艺，在Q235基材上制备出2-4μm的Cu-Mn合金化学镀层．在650℃-870℃温度范围内对化学镀层进行了真空扩散焊接试验．利用金相和扫描电镜对接头进行了微观组织和能谱分析。并用拉伸试验评价了接头的连接强度．研究结果表明，在相同工艺参数条件下，镀有Cu-Mn化学镀层的试件其剪切强度比无镀层试件提高1倍以上；高温扩散焊接时接头的连接强度提高，但基体组织比低温扩散焊接时显著粗化．图3。表2。参7．     

AM60镁合金上两种化学镀镍方法及镀层耐蚀性比较

研究了两种在AM60镁合金上化学镀镍的方法,结果表明，在硫酸镍为主盐的溶液中和在碱式碳酸镍为主盐的溶液中，在AM60镁合金表面均可沉积出化学镀镍层．从硫酸镍溶液中沉积出的Ni-P合金镀层与从碱式碳酸镍溶液中沉积的镀层相比，磷含量更高，晶粒更为细小，镀层更均匀致密．动电位极化曲线测试结果表明，两种镀层自腐蚀电位均接近-0．4V（SCE），硫酸镍体系化学镀镍层钝化区间更为明显，耐蚀性能更为优异．     

全光亮化学镀镍磷合金工艺研究

为提高化学镀镍磷合金的装饰性,在常规化学镀镍磷合金镀液中加入组合光亮剂(由两种镀镍中间体和无机盐复配而成),获得了全光亮化学镀镍磷合金层．研究了镀液中光亮剂、硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、金属杂质离子以及pH值和温度对化学镀镍磷合金层外观、耐蚀性和沉积速度的影响;检测了有关性能．结果表明：所得化学镀镍磷合金镀层的外观(镜面光亮的镀层)、孔隙率、耐蚀性、硬度、沉积速度(可达15—20μm／h)结合力等性能优于常规化学镀镍磷合金镀层．因而具有较高的应用推广价值。