人工模拟体液中离子注氮工业纯钛腐蚀行为

采用电化学技术研究了人工模拟体液中离子注氮对人体医用金属材料工业纯钛的耐蚀性的影响 .腐蚀电位和阳极极化曲线表明 ,离子注氮明显提高了材料的耐蚀性 .X射线衍射与AES分析发现材料表面形成钛的氮化物膜层 ,其机械隔离与化学效应抑制了腐蚀     

人工模拟体液中施子注氮工业纯钛腐蚀行为

采用电化学技术研究了人工模拟体液中离子注氮对人体医用金属材料工业纯钛的耐蚀性的影响。腐蚀电位和阳极极化曲线表明,离子注氮明显提高了材料的耐蚀性。Ｘ射线衍射与ＡＥＳ分析发现材料表面形成钛的氮化物膜层,其机械隔离与化学效应抑制了腐蚀。     

AZ31B镁合金表面V/Ce转化膜层的耐蚀和导电性能的研究

以偏钒酸钠和硝酸铈为主盐,在AZ31B镁合金表面制备了V/Ce转化膜层。利用SEM、激光扫描共聚焦显微镜、XPS等技术对制备的膜层进行微观形貌观察与成分分析,进而探讨了成膜机理。结果表明:化学转化膜表面有着均匀网状微裂纹,并且在其上分布有球状颗粒。膜层物质主要由V、Ce和Mg的氧化物以及CeVO₄组成。采用极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)评估了基体和转化膜层的耐蚀性。与AZ31B镁合金相比,转化膜层的自腐蚀电位提高了200 mV,腐蚀电流密度降低了两个数量级。EIS测试表明经过化学转化后,镁合金的阻抗值由裸体的2.2 × 102 Ω·cm2增加到1.6 × 103 Ω·cm2。此外,通过电导率仪和莫特肖特基（MS）曲线研究了涂层的导电性,结果表明膜层导电率为9.657 MS/m,具有N型半导体特性。其导电性和膜层成分的半导体特性有很大关系。     

碳氮复合渗处理温度对TA2钛合金组织结构及耐蚀性的影响

在不同温度(850℃、900℃和950℃)下对TA2钛合金进行碳氮复合渗处理,并研究其组织结构以及在人工模拟体液(SBF)中的腐蚀行为。利用X射线衍射、维氏硬度计、金相显微镜对碳氮复合渗层的组织结构进行表征,采用电化学测试方法对不同温度碳氮复合渗处理的样品的耐蚀性进行表征。结果显示:渗层主要由TiN相组成,且随温度升高渗层逐渐增厚;碳氮复合渗处理后的TA2钛合金的耐蚀性提高,且850℃碳氮复合渗后的TA2钛合金耐蚀性最好。     

mPAA/CMC-mCS双极膜的制备及其在电合成TMAH中的应用

聚丙烯酸(PAA)和羧甲基纤维素钠(CMC)共混后以3价铬离子改性,制备了mPAA/CMC阳离子交换膜;以戊二醛和正二丁基二氯化锡改性壳聚糖(CS),制备了阴离子交换膜(mCS)溶胶.采用流延法制得mPAA/CMC-mCS双极膜.IR分析表明,双极膜阴阳两膜层分别含有NRH2+和COO-官能团.膜特性研究表明,双极膜具有较高的离子交换容量和较好的离子渗透性.将该双极膜应用于电解制备四甲基氢氧化铵(TMAH).当电流密度为15 mA/cm2时,镍网电极工作8 h,产率达74%,电解槽工作电压为3.4 V.     

TiN/TiN+Si/TiN多层膜的高温微动磨损行为研究

用直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法在T225NG钛合金基体上制备出厚度约为6μm的TiN/TiN+Si/TiN多层膜,重点研究了多层膜及钛合金基材在室温和高温条件下的微动磨损行为,采用激光共焦扫描显微镜测定磨损体积,用扫描电子显微镜观察磨痕微观形貌.结果表明：在室温(25 ℃)至400 ℃范围内,微动初期和稳定阶段多层膜的摩擦系数比钛合金基体低,磨损体积也比钛合金基材明显降低;多层膜磨损体积随着温度的升高而增大;多层膜可以显著降低钛合金基材的磨损;多层膜的损伤主要表现为剥层和磨粒磨损形式.     

电压对纯镁微弧氧化膜层电化学腐蚀行为的影响

采用循环伏安(CV)、动电位极化(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)技术、结合纯镁微弧氧化膜微观形貌,研究电压对膜层电化学腐蚀行为的影响.结果表明:电压对膜层耐蚀性影响显著,随着电压升高,膜层耐蚀性增强,这是因为较厚的膜层厚度为抵御腐蚀介质的侵蚀提供了良好的物理屏障.在整个腐蚀试验过程中,高电压下制备的膜层经历三个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层,腐蚀介质渗透膜层到达膜基面侵蚀基体,腐蚀产物填充微孔和微裂纹等缺陷.相比而言,低电压下制备的膜层随着浸泡时间的延长,膜层外部疏松层和内部致密层的电阻均逐渐减小,致使耐蚀性降低,最终膜层完全失效.     

钛对镀锌层硅酸盐钝化膜的影响

为了研究钛离子对硅酸钝化膜的微观形貌、化学组成及耐蚀性能的影响,在硅酸盐钝化液中加入钛离子,通过SEM、XPS、交流阻抗谱(EIS)及中性盐雾试验(NSS)进行研究.试验结果表明:钛离子的加入可控制硅酸钝化膜成膜速度,细化颗粒,使钝化膜膜层平整、致密、无裂纹,且微粒团聚物颗粒变小;同时,钛离子参与反应生成的Ti O2颗粒可填充膜层的空隙,增加膜层致密度,显著提高膜层的耐蚀性;钝化过程是复杂的多相反应,最终得到膜层的主要组成为Zn4Si2O7(OH)2·2H2O,Si O2,Zn O,Zn(OH)2和Ti O2.     

含有界面裂纹薄膜的有限元分析

薄膜-基体复合材料在许多工程领域得到广泛应用。但在生产与使用过程中膜基界面处容易产生裂纹,裂纹的扩展导致膜层的脱落是使膜层完全失效的主要形式之一。目前主要用划痕法定量地测量膜基的结合力。先参考划痕法的试验过程建立分析薄膜力学响应的模型。然后在FEPG(有限元自动生成系统)平台上,编制相应的计算程序。并计算分析了裂纹在不同基底TiN薄膜中的影响和裂纹位置不同对TiN/Au/HSS双层膜的影响,以及裂纹长短不同对TiN/HSS单层膜的影响,表明薄膜应力与裂纹的存在因素有关。     

铝合金表面有色钛/锆转化膜的成膜机理及性能

为了解决工业生产中钛/锆转化膜无色的问题,通过向含钛/锆的处理液中加入单宁酸及成膜促进剂,在铝合金表面制备了有色钛/锆转化膜.采用X射线能谱仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和电化学工作站对转化膜的形成过程、形貌、组织结构、耐蚀性等进行了分析.结果表明:在铝合金表面成功制备出了金黄色、耐蚀性优异的转化膜,其主要成分是Na3AlF6,其次是单宁酸水解产物的金属络合物以及少量Al2O3.3H2O、TiO2等;膜的形成可分为Na3AlF6晶体成核、生长和金属络合物的沉积3个阶段;转化膜的腐蚀电流密度由基体的5.894μA/cm2下降到0.283μA/cm2,耐蚀性明显提高.     

Study of titanium nitride for Iow-e coating application

The paper reports our novel work on chemical vapor deposition coating of titanium nitride （TIN） thin film on glass for energy saving. TiN films were deposited on glass substrates by atmospheric pressure chemical vapor deposition （APCVD） using titanium tetrachloride （TiCl4） and ammonia （NH3） as precursors. As a result, TiN films with a thickness of 500 nm were obtained. X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, atomic force microscopy （AFM）, four-point probe method and optical spectroscopy were respectively employed to study the crystallization, microstructure, surface morphology, electrical and optical properties of the coated TiN films. The deposited TiN films are of NaCI structure with a preferred （200） orientation. The particles in the film are uniform. The reflectivity of the TiN coating in the near-infrared （NIR） band can reach over 40%, the visible transmittance is approximately 60%, and the visible refiectivity is lower than 10%. The sheet electrical resistance is 34.5 Ω. According to Drude theory, the lower sheet resistance of 34.5 Ω gives a high reflectivity of 71.5% around middle-far infrared band. The coated films exhibit good energy-saving performance.     

稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能

通过向Al-5Zn-0．05In-0．1Sn铝舍金基体中添加不同量的稀土元素Ce，制得一系列含稀土Ce的合金。采用扫描电镜和能谱分析，研究稀土对铝合金阳极微观组织的影响，并进行将稀土铝舍金用作铝空气电池阳极的电化学性能测试。研究结果表明：当Ce的含量不大于0．5％时，细化枝晶的效果较好；添加稀土元素Ce，铝舍金阳极的自腐蚀电位负移，放电稳定性和放电电压提高；当以50mA／cm^2的电流密度恒流放电时，Ce含量为0．3％的舍金放电性能最好，放电电压为1．118V，放电时间达到13h；添加稀土元素Ce能改善铝舍金阳极的耐腐蚀性能。     

热浸Zn-Ti合金镀层的显微组织与耐蚀性能

为了抑制热镀锌过程中因含硅活性钢引起的镀层超厚生长,本文采用在纯锌浴中加Ti的方法,研究了0.09%Si钢在含低于0.1%Ti的几种锌浴中热浸镀获得的组织,并采用盐雾腐蚀,电化学极化以及X射线光电子能谱等方法,研究了Zn和Zn-Ti镀层的耐蚀性能。结果表明,随着锌浴中Ti含量的增加,Ti对ζ相生长的抑制作用增强,合金层厚度逐渐减薄,Ti能有效地抑制含硅活性钢镀层的超厚生长。当Ti含量大于0.05%时,镀层中出现Γ2粒子。Zn-Ti合金镀层在5%NaCl溶液中发生自发腐蚀的倾向小于Zn镀层,其极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性能提高。Zn-Ti镀层表面形成的氧化膜由ZnO 和TiO2组成。锌钛合金镀层的耐腐蚀性能优于纯锌镀层是由于在镀层表面形成了更加稳定的TiO2膜。     

Microstructure and mechanical properties of titanium nitride coatings for cemented carbide cutting tools by pulsed high energy density plasma

Hard, wear-resistant and well-adhesive titanium nitride coatings on cemented carbide cutting tools were prepared by the pulsed high energy density plasma technique at ambient temperature. The results of Auger spectra analysis indicated that the interface between the coating and substrate was more than 250 nm. Under optimized deposition conditions, the highest critical load measured by nanoscratch tester was more than 90 mN, which meant that the TiN film was well adhesive to the substrate; the highest nanohardness and Young抯 modulus according to nanoindentation tests were near to 27 and 450 GPa. The results of cutting tests evaluated by turning hardened CrWMn steel in industrial conditions indicated that the wear resistance and edge life of the cemented carbide tools were enhanced dramatically because of the deposition of titanium nitride coatings. These improvements were attributed to the three combined effects: the deposition and ion implantation of the pulsed plasma and the becoming finer of the grain sizes.     

反应等离子喷涂TiN涂层电化学腐蚀行为

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为. 研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行. 涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因.     

Mg-Zn-Zr表面Ca-P涂层的制备及其降解性能研究

本研究采用微弧氧化与电化学沉积相结合的方法在镁合金(Mg-Zn-Zr)表面制备Ca-P生物陶瓷涂层.利用XRD、SEM、划痕仪、显微镜以及电化学工作站等测试手段来表征所得到的生物陶瓷的成分组成、表面形貌、涂层与机体的结合力、涂层厚度以及涂层材料的耐腐蚀性能.结果表明:在沉积溶液相同的情况下,沉积时间都为30 min,直流电沉积电流大小制备的Ca-P生物陶瓷涂层成分近似相同,主要成分为Ca HPO4·2H2O和Ca HPO4;在沉积电流为20 m A时,直流电沉积制备的Ca-P陶瓷涂层的腐蚀电位达到最大值-1.49 V,腐蚀电流密度达到最小值0.24×10-6A·cm-2,其耐蚀性能也最强.     

TC4合金氩弧熔覆TiN复合涂层的组织及耐磨性

为提高钛合金表面性能,以TiN粉和Ti粉为原料,利用氩弧熔覆技术,在TC4合金表面成功制备出TiN增强Ti基复合涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆涂层的显微组织和物相组成;利用显微硬度仪、摩擦磨损试验机测试了复合涂层的显微硬度和室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆涂层主要由TiN棒状树枝晶和TiN颗粒组成,复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,涂层的最高显微硬度可达9.5 GPa;复合涂层在室温干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性,磨损机制主要是磨粒磨损,其耐磨性较TC4合金基体提高近9倍。     

铝合金表面电镀镍的耐腐蚀性能

在铝合金表面电镀镍,考察镀液温度、电流密度和镀液pH值等因素对镀层耐蚀性能的影响,获得最佳电镀条件下的镍镀层.选择3.50%NaCl溶液作为腐蚀介质,采用稳态阳极极化曲线法研究镀层的耐蚀性能.用SEM和XRD研究镍镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌的变化.结果表明镀镍的最佳工艺条件为温度50℃、电流密度30mA/cm2、镀液pH值3.82.XRD测试表明镍镀层的结构为立方晶系,晶面择优取向为(111),腐蚀前后晶面择优取向不变,但(111)晶面的织构系数由35.35%增至61.73%,说明低指数晶面(111)具有较好的耐蚀性能.SEM测试表明最佳条件下制备的半光亮镍镀层均匀致密,具有较好的耐腐蚀性能.     

固态NaCl诱导的TiAlN多层涂层热腐蚀行为研究

采用高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)技术耦合多弧离子镀技术,在钛合金和304不锈钢基体表面沉积高致密TiAlN/Me多层纳米复合膜层,通过SEM、XRD、XPS等方法对涂层的宏微观结构进行表征,在500 ℃高温的固态盐膜环境下,研究不同金属子层种类对涂层高温热腐蚀能力的影响规律．结果表明:TiAlN/Ti多层涂层孔隙率低至0.049 %,以点蚀为主要腐蚀形式的涂层热腐蚀面积占比为2.948%,分别达到304不锈钢和Ti-6Al-4V钛合金基体耐腐蚀能力的24.046和23.041倍．TiAlN/TiAl涂层由于涂层表面缺陷和层间缺陷分布广泛,涂层腐蚀面积占比达到67.090 %．TiAlN/Ti比TiAlN/TiAl多层纳米复合膜层有更优的高温热腐蚀性能．      

TiN涂层磨损特性的研究

ＴｉＮ涂层可显著提高零件寿命．研究ＴｉＮ涂层的滑动磨损行为有重要意义．研究结果表明，表面进行ＴｉＮ涂层后，Ｃｒ１２ＭｏＶ和ＬＭ１两种材料的磨损抗力大幅度提高；与ＴｉＮ涂层试样相配对的４０Ｃｒ试样的失重明显高于与没有涂层试样相配对的４０Ｃｒ试样的失重；Ｃｒ１２ＭｏＶ和ＬＭ１两种材料及其经过ＴｉＮ涂层后的磨损抗力相差不大．讨论了ＴｉＮ涂层对基体材料的要求．