AlCoCrFeNiYHf高熵合金的高温抗氧化性能研究:一种极具潜力的热障涂层黏结层材料

该文介绍了一种超级抗氧化以及抗剥落的AlCoCrFeNiYHf高熵合金.与传统NiCoCrAlY合金相比，该合金表现出极其慢的氧化速率，其氧化速率常数(2.32×10-13 g2 cm-4 s-1)下降超过一个数量级.氧化膜主要由α Al2O3及少量偏析在α Al2O3晶界处的活性元素氧化物构成.平滑且干净的氧化膜与基体有良好的界面结合.总而言之，极低的氧化膜生长速率和优异的界面结合使得AlCoCrFeNiYHf高熵合金具有优异的抗剥落性能.     

乳酸钠对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在NaAlO2、KH2PO4复合体系中添加不同浓度的乳酸钠对镁合金进行微弧氧化处理,研究了陶瓷层生长速率随乳酸钠浓度的变化规律,并对陶瓷层采用扫描电镜进行表面形貌观察;利用X射线衍射仪对膜层相组成进行分析,用电化学工作站进行动电位极化曲线测试.结果表明:乳酸钠浓度为3 mL/L时所获得的膜层致密性较好并具有最佳的耐蚀性.     

在制备过程中热障涂层系统应力场有限元分析

采用有限元软件ABAQUS建立了非齐边三层平板结构热障涂层模型,并模拟了在制备过程中其残余应力的分布情况,主要讨论了沉积温度、陶瓷层厚度对其残余应力场分布的影响.计算表明：沉积温度越高,陶瓷层厚度越厚,容易造成陶瓷层端部应力分布不均匀区域变大,同时对基底应力场不均匀分布影响区域也越深;在不同的陶瓷层厚度和沉积温度条件下,陶瓷层和过渡层均处于压应力状态,其数值分别在-50 ~ -300 MPa和-30~-140 MPa范围内,而基底则处于拉应力状态,其值变化在5 ~ 55 MPa范围内;陶瓷层与过度层界面剪切残余应力呈双曲正弦分布,且在界面中间剪切残余应力的值接近于零.这些模拟结果将进一步完善解析解所预测的残余应力场分布情况,为后期采用拉伸法研究热障涂层系统界面结合性能时提供重要的应力分析基础.     

SiC增强铝基复合材料的力学性能

采用半固态搅拌铸造法制备了SiC颗粒增强铝基复合材料,研究了加入不同质量分数SiC和Mg的（Al基体、Al-4 wt.％SiC、Al-4 wt.％高温氧化SiC,Mg的质量分数从0～4 wt.％以1wt.％的含量递增）铝基复合材料的微观结构和力学性能,研究结果表明：经过高温氧化的SiC颗粒能够防止铝液对SiC颗粒的侵蚀,SiC颗粒表面没有发现孔洞.在Al-4 wt.％高温氧化SiC-3 wt.％Mg铝基复合材料中形成了Si和MgAl2O4,其屈服强度、抗拉伸强度和硬度最大,但当Mg的质量分数超过3 wt.％时,其屈服强度和抗拉伸强度降低,这主要是由于过量Mg的加入,会使复合材料中SiC颗粒表面的SiO2与Mg反应后继续与铝液进行反应,这将削弱SiC颗粒与基体的界面结合强度.     

萃取--火焰原子吸收法测定高纯稀土氧化物中的锌

该文研究了用吡咯啶二硫代氨基甲酸铵(APDC)-甲基异丁基酮(MIBK)萃取体系，火焰原子吸收法测定高级纯稀土氧化物中的锌．建立了优化的测定条件，并对可能存在的元素作了干扰实验．实验结果表明，氧化铕相对标准偏差为5．44％，氧化钐为3．24％，加标回收率氧化铕为95．73％～98．5l％，氧化钐为95．29％～101．59％．     

Co-Ni-NiFe2O4金属陶瓷的制备及抗氧化性研究

采用传统的粉末冶金技术及真空固相烧结的方法，制备出了Co-Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极材料，通过研究确定了制备NiFe2O4粉体及真空固相烧结Co-Ni-NiFe2O4金属陶瓷的合理工艺．实验表明：Co-Ni-NiFe2O4金属陶瓷在960℃条件下的氧化动力学曲线近似符合抛物线规律，NiFe2O4含量越多，试样的抗氧化性越强；并且在高温氧化后，氧化膜在生长过程中产生明显的择优取向．     

双层KNN基陶瓷的制备和性能研究

利用传统的固相反应法制备了单层和双层KNN基无铅压电陶瓷．用X射线衍射和扫描电子显微镜研究了样品的相结构和晶粒分布．研究结果表明,双层陶瓷的两种组元在界面处匹配完好．与单层陶瓷相比,由于双层陶瓷中两种成分高温下在界面处相互扩散乖渗透,因此双层陶瓷表现出较高的致密度,较大的压电常数和剩余极化强度．该制备方法对于进一步提高KNN基陶瓷的压电性能具有重要意义．     

不锈钢上草绿色钼酸盐转化膜组成的研究

用阴极电沉积法从钼酸盐溶液中获得了草绿色的不锈钢转化膜。该膜具有良好的热稳定性。ＸＰＳ和ＡＥＳ分析表明，膜厚约为１７３ｎｍ，膜的表面钼以Ｍｏ存在，而在膜内则以Ｍｏ和Ｍｏ共存。从ＡＥＳ深度剥蚀曲线的组成恒定区求得膜的组成为：Ｏ５２．８％，Ｍｏ３０．４％，Ｐ１２．５％和Ｆｅ４．３％。循环伏安的氧化峰也证明膜内存在Ｍｏ。     

混酸体系中铝阳极氧化膜表面结构的研究

采用硫酸-草酸混酸溶液作为电解液,对纯铝片进行直流阳极氧化,研究了氧化时间、电流密度、超声波等因素对阳极氧化膜微观结构的影响,采用SEM、XRD、EDS等方法对阳极氧化膜的微观形貌、成分和结构进行了分析．结果表明,氧化时间对氧化膜表面微观结构的影响主要体现在随着氧化时间的延长,氧化膜表面的微孔形状越来越规则地发生变化,电流密度对阳极氧化膜表面微孔的分布情况影响较大,当电流密度超过15mA·cm-2时氧化膜表面的微孔数量有所增加,但不规整;将超声波作用于阳极氧化过程中,阳极氧化膜有晶体结构出现,经检测分析为Al2O3晶体．     

离子束增强沉积制备Al、Al－Y薄膜改善304不锈钢抗氧化性能的研究

用离子束增强沉积的方法，在３０４不锈钢表面合成了Ａｌ及Ａｌ－Ｙ薄膜．通过在９５０℃、１０５０℃的恒温氧化和９５０℃的循环氧化实验发现，由于Ａｌ＿２Ｏ＿３保护膜的生成显著提高了３０４不锈钢的抗氧化性，而Ｙ的加入又明显地提高了Ａｌ＿２Ｏ＿３氧化膜的抗循环氧化能力．本文通过ＳＥＭ、ＡＥＳ、ＥＰＭＡ及Ｘ射线衍射相分析等手段，分析了氧化产物层的形貌和组成．并根据实验结果探讨了Ａｌ、Ｙ有益作用的机制．     

用于热障涂层氧化测量的复阻抗谱中等效电路参数的确定

建立了热障涂层在不同氧化阶段的等效电路,确立了等效电路中各元件参数与阻抗表征值之间的关系,确定了各元件的参数值,以达到对热障涂层微观结构以及TGO(其界面氧化物称为热生成氧化物(TGO))生长过程的检测.运用EQU软件模拟发现,等效电路阻抗谱与实测阻抗谱有很好的一致性,同时等效电路中参数值的计算与模拟的结果符合得很好.     

热循环下热障涂层中的残余应力场预测

建立了适应于热循环中热应力场的理论模型。分析了热障涂层内的热应力分布场。并计算出一个循环后热障涂层内的残余应力分布。由此可推算经过N次循环后热障涂层中总残余应力值。以达到预测热障涂层寿命的目的。     

陶瓷金属热障涂层组合筒的热弹塑性极限分析

对热障涂层组合筒进行了热弹塑性极限分析,导出了热弹塑性应力分布的计算式,分别就基体内层开始进入塑性及整个基体完全处于塑性两类极限状态下,得到了极限温差,并就 Ｚｒ Ｏ２ Ｔｉ － ６ Ａｌ－ ４ Ｖ 陶瓷热障涂层给出了计算结果,为热障涂层材料设计时参数的优化奠定了理论基础．     

在制备热障涂层过程中系统内残余应力场预测

在热障涂层系统制备工艺冷却过程中，各层材料参数不匹配（如弹性模量、泊松比、热膨胀系数、热传导参数等）将导致其体内各层材料冷却速率不一样，同时在各层界面上热障涂层系统为了保持应变协凋和位移连续，最终在冷却后热障涂层系统各层内均存在热残余应力．通过建立相应的理沦模型得到了热障涂层系统各层热残余应力的解析解表达式．通过计算分析，得到了冷却方式和陶瓷喷涂厚度对各层残余应力的影响．最终希望得到一组最优化工艺参数来指导热障涂层制备工艺和生产．     

电沉积镍涂层中的残余应力及激光热冲击的影响

着重研究了电沉积镍涂层中的残余应力，首先介绍了用X射线衍射法(XRD)测量残余应力的基本原理，研究并得出了电镀工艺参数如厚度、电流密度等对残余应力的影响，并用XRD和扫描电镜对其微观结构进行了分析观察，分析了残余应力的形成机制，为了改善电沉积镍涂层的力学性能，采用激光热冲击的方法对镍涂层进行了表面处理，结果发现，经过激光束热冲击之后，涂层中的残余应力由处理前的拉应力变为压应力，而且随激光参数，如扫描速度与光斑直径、激光能量密度的变化而变化。     

热障涂层研究进展

介绍近年来国内外热障涂层的研究状况和发展趋势.通过对热障涂层的材料和结构体系的综述,分析了制备热障涂层的各种技术方法,论述了热障涂层的失效与破坏机理,并且对热障涂层的技术发展与应用前景作了展望.     

用于钢水连续测温的金属陶瓷热电偶实验研究

采用两种不同组成的金属陶瓷棒作为测温热电偶,置于钢液中进行连续测温,实验证明是可行的.组成新型热电偶的金属陶瓷棒耐钢渣侵蚀性好、输出热电动势值较大,在金属熔化温度范围内其热电动势与温度的线性关系明显.     

热针法测量材料导热系数研究

研究了可测量软性材料导热系数的热探针法,所用热探针由20匝直径为0.02mm的漆包铜丝紧密封进外径为0.3mm的不锈钢针管制成,铜丝同时起加热和测温元件作用.理论和实验研究表明,采用适当延迟测量时间可以克服因热针壁厚引起的误差.测量误差估计小于±3%.     

热循环条件下圆柱结构热障涂层系统应力场演变分析

基于弹性热力学,建立了一个四层空心圆柱结构热障涂层系统的应力模型和解析解.在考虑了弹塑性变形和蠕变变形影响的条件下,分析了热循环次数、基底曲率半径和热循环温度对TBCs系统残余应力的影响.随着热循环次数的增加,TBCs系统内不匹配残余应力的差异不断加剧.氧化层内环向应力和轴向应力数值大约为-2.2 GPa,是其他三层相应应力的10倍,具有明显的应力奇异性.该特性必然加剧TBCs的界面裂纹扩展和涂层剥落.基底曲率半径越小,陶瓷表面服役温度越高,越容易造成TBCs系统内应力分布不均匀.     

钢桥疲劳裂缝的红外热成像无损检测

利用裂缝尖端应力集中的特点,提出一种钢桥疲劳裂缝无损检测方法.从理论上建立钢结构表面温度变化与其应力之间的本构关系模型,在实验中采用红外热成像法测试构件孔边畸变温度,计算构件相应点处的畸变应力,确定构件裂缝.以带孔平板为例,应用上述模型分析了周期荷载作用下圆孔周边点的应力和表面温度之间的关系.实验结果显示,当t=0.05 s时,圆孔左右节点温度降低达到最小值,上下节点温度升高达到最大值;当t=0.15 s时,左右节点温度升高达到最大值,上下节点温度降低达到最小值.实验结果符合理论模型,表明该检测方法可行.