光固化成形中的智能涂层工艺

为提高涂层效率和保证涂层质量从而达到提高光固化成形效率的目的,对光固化涂层参数与涂层质量和涂层效率的关系进行了研究,得出了各参数对涂层质量和涂层效率的影响规律,提出了根据层片形状优化涂层参数的智能涂层工艺.工艺实验结果表明,对于截面变化较大的零件,采用智能涂层方式与普通涂层方式相比,平均涂层时间可以节约42%左右,同时成形件表面波度减少31%左右,有效地提高了涂层效率.     

新型置换法制备Ni涂覆SiC颗粒

应用自行设计的新型化学涂层工艺（置换法）,对粉末表面进行预处理后,采用自配亲水性溶液对被涂颗粒（SiC）进行表面预处理,改善了涂层金属与颗粒基体的结合状况,与未经亲水性处理的普通置换法相比,新型化学涂层工艺得到了较光滑、致密的Ni涂SiC粉末．实验进一步分析了涂层反应温度、表面活性剂、涂层助剂(乙酸)等因素对涂层效果的影响,结果表明随着涂层反应温度的升高,涂层沉积速率明显加快,但涂层致密度降低;适量的表面活性剂与涂层助剂对涂层效果有积极的作用．试验选定涂层反应温度90℃、适量聚乙二醇和乙酸的工艺条件进行涂层研究,对涂层含量、涂层厚度进行了控制与计算,得到了粉末厚度、涂层粒度、粉末表面形状因子之间的定量关系．对涂层反应的热动力学原理进行了分析研究．     

高分辨率快速成形系统涂层厚度研究

涂层性能是影响高分辨率激光快速成形系统制作精度和制作分辨率的重要因素.为获得更薄的涂层厚度,高分辨率激光快速成形系统采用活塞式涂层系统.为提高活塞式涂层系统的涂层性能,研究了活塞式涂层系统涂层参数对涂层厚度的影响,建立了涂层厚度模型.实验研究表明:涂层厚度随添加树脂量及刮刀间隙的增加而增加,涂层厚度随刮刀速度及刮刀厚度的增加而减小.试验中还发现活塞式涂层系统的涂层厚度随制件高度增加而增大.为解决该问题,提出了通过实验方法在建立制作过程中涂层厚度关于制件高度及刮刀速度的经验模型;随着制件高度的增加,对刮刀速度进行动态优化,实现涂层厚度的均匀化.     

涂层硬质合金刀具的切削机理与性能特点

首先论述了涂层硬质合金刀具的基本性能和特点，然后对其切削机理（包括涂层的耐磨屏障机理、涂层的固体润滑机理和涂层与基体的匹配作用机理等）进行了分析．还讨论了涂层硬质合金的某些固有缺陷，并在此基础上探讨了涂层硬质合金刀具对于切削条件的适应性和选择性．     

硬质合金涂层技术及其进展

首先概述了硬质合金涂层技术的研究现状,接着对涂层机理和涂层方法进行探讨,并对主要涂层工艺进行比较,最后结合实际应用,对硬质合金涂层技术的新进展进行了总结。     

涂层硬质合金刀具切削韧性研究

切削韧性和耐磨性是刀具材料发展中的一对主要矛盾。目前涂层硬质合金刀片的耐磨性大大优于非涂层基体硬质合金刀片,而切削韧性却有所下降。不同的涂层厚度,不同的涂层材料和不同的基体材料对涂层刀片切削韧性的影响程度亦有所不同。 本文从探讨涂层刀片的破损机理入手,分析了涂层刀片切削韧性下降的原因;推导了涂层刀片表面残余应力σ_R的计算公式;提出了基体材料必须具备较高的断裂韧性K_(1c),进而寻求提高涂层刀片切削韧性的途径;并用断裂力学理论定量试算了最佳涂层厚度。     

电弧喷涂铝及铝-锌涂层在动态腐蚀介质中的耐蚀性研究

对钢铁基体表面电弧喷涂铝及铝锌涂层进行了动态腐蚀实验 ,以失质量法计算了腐蚀速度 ,并探讨了腐蚀机理。采用SEM对铝及铝锌涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察 ,并对铝及铝锌涂层表面进行了能谱分析 ,采用电化学系统测试了涂层的自腐蚀电位。实验结果表明 ,在 3 %NaCl水溶液中铝涂层的耐蚀性优于铝锌涂层 ;其原因是铝涂层表面上氧化膜的自愈能力及自腐蚀电位高于铝锌涂层。研究还表明 ,铝及铝锌这些阳极涂层不仅能有效地保护它所覆盖的钢铁表面 ,还能保护暴露于腐蚀介质中的钢铁基体表面。在铝、铝锌涂层上刷涂有机涂料 ,有机涂料能渗透到金属涂层的孔隙中 ,将孔隙封闭。同时 ,有机涂层和金属涂层能构成复合涂层 ,其防腐效果更佳     

光固化快速成型树脂涂层厚度的研究

介绍了光固化成型中的树脂涂层厚度的控制问题，从理论和实际上论证了涂层过程中影响树脂涂层厚度的主要因素是刮板间隙，流道内的压力降以及涂层速度。研究结果显示，由于树脂流道内的压力降很小，因此涂层速度及树脂粘度的变动对涂层厚度的影响也很小。在涂层过程中，对涂层厚度影响最大的因素为刮板间隙，在刮板间隙上于10倍涂层厚度的情况下，涂层厚度接近于间隙大小的1／2，其波动将影响涂层质量及成型过程。根据实验结果，对刮板间隙进行了优化，结果显示涂层厚度偏差的平方和达到最小值。     

绢云母增强无机硅酸锌涂料耐蚀抗磨性及耐水性

 研究探讨了绢云母在无机硅酸锌涂料中添加改性的应用,采用极化曲线、干磨损实验、浸泡及水冲刷实验等测试手段,对比考察了添加绢云母前后涂层的腐蚀特性、摩擦磨损及耐水性能。结果表明,绢云母具有的良好耐腐蚀性能,以及绢云母与腐蚀产物一起对涂层孔隙的协同填塞作用,降低了涂层的腐蚀速率;绢云母的层片状结构降低了涂层的摩擦系数,减轻了涂层的塑性变形,阻止了涂层内部裂纹的产生和扩展,增强涂层耐磨性能;绢云母的添加可以促使涂层内部形成一种致密的层网状结构,增加了涂层的致密性、抗渗透性和涂层强度,从而提高了涂层的耐水性。     

电弧喷涂铝及铝—锌涂层在动态腐蚀介质中的耐蚀性研究

对钢铁基体表面电弧喷涂铝及铝-锌涂层进行了动态腐蚀实验，以失质量法计算了腐蚀速度，并探讨了腐蚀机理。采用SEM对铝及铝—锌涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察，并对铝及铝—锌涂层表面进行了能谱分析，采用电化学系统测试了涂层的自腐蚀电位。实验结果表明，在3％NaCl水溶液中铝涂层的耐蚀性优于铝-锌涂层；其原因是铝涂层表面上氧化膜的自愈能力及自腐蚀电位高于铝-锌涂层。研究还表明，铝及铝—锌这些阳极涂层不仅能有效地保护它所覆盖的钢铁表面，还能保护暴露于腐蚀介质中的钢铁基体表面。在铝、铝—锌涂层上刷涂有机涂料，有机涂料能渗透到金属涂层的孔隙中，将孔隙封闭。同时，有机涂层和金属涂层能构成复合涂层，其防腐效果更佳。     

拉伸螺杆表面真空烧结镍基合金界面组织研究

文章利用真空粉末烧结法在螺杆表面上制备镍基合金涂层,研究了涂层的组织及性能,分析了涂层与钢基体界面形成的特点、涂层的微观硬度分布及耐磨性能。结果表明,所获涂层与基体之间形成了良好的冶金结合,且涂层结构致密,表面具有较高的硬度。     

镍基热喷涂层对列车车轮铸钢抗制动热疲劳损伤作用机制探讨

这里主要研究了镍基热喷涂层对车轮铸钢材料抗热疲劳的作用机制,分别对有涂层试样和未涂层试样进行了450～20℃温度幅下热疲劳试验.研究发现,镍基涂层试样在涂层表面出现一些腐蚀坑和微裂纹,但具有层状结构的韧性镍基涂层未出现剥落现象,涂层层状结构阻碍了涂层裂纹向基体的传播,镍基涂层很好地避免了基体材料的热疲劳损伤.而在同等条件下,未涂层试样不论是表面还是断口处都已经遭受到了较为严重的破坏.     

用交流法研究高聚物涂层的耐蚀性

研究了涂覆在铁板上的纯高聚物涂层在质量分数为０．０３的氯化钠水溶液中的交流电容、电阻特性，以及与涂层耐蚀性的关系。从涂层的电容测量值计算了涂层的电阻以及电阻随介质浸渍时间的变化。理论值与实验值吻合，说明涂层的电容实验值与电阻实验值一样可作为评价涂层的抗蚀性能的重要参量。结果表明：用固化度较高的固化剂和活性稀释剂制备涂层，有利于提高涂层耐蚀性；电阻时变率随涂层度的增加变快。     

Cu元素对Ni60定向结构涂层微观组织及摩擦学性能影响

采用自主研发的定向结构涂层制备装置成功研制出定向结构Ni基合金高耐磨耐腐蚀涂层的基础上，为了赋予涂层减摩特性,使涂层具有减摩耐磨综合性能,本文将廉价的Cu元素引入涂层,采用火焰喷涂+感应重熔+强制冷却复合技术研制了定向结构Ni60/Cu复合涂层。研究了Cu对Ni60定向结构涂层微观组织、物相演变、硬度和磨损性能的影响。结果表明:Cu的添加使Ni基合金定向结构涂层的组织更加致密，Cu主要富集在晶粒内部，生成了稳定的Cu_3.8Ni相，Cu元素的溶解、扩散和反应使涂层组织得到显著细化。Cu元素引入尽管使涂层的硬度得到降低，但赋予了涂层减摩耐磨综合性能，使涂层耐磨性能得到显著提高。Cu元素引入的Ni60定向结构涂层显示出窄而浅的光滑磨痕，其磨损率仅约为纯Ni60定向结构涂层的50.8%。     

铜合金表面激光诱导原位反应制备Ni基合金涂层

采用含有定量纳米铝粉的Ni基新合金粉为涂层原材料,利用激光诱导原位反应在Cu-Cr合金表面制备陶瓷相增强Ni基合金涂层.研究了样品涂层的结构和机理.结果表明:在优化的激光诱导原位制备工艺参数条件下,涂层与铜基体之间形成了由涂层元素和基体元素组成且晶粒细小的结合界面结构;纳米铝粉能够提供更多能量促进铜合金表面涂层的形成;涂层中原位生成了直径小于10μm的陶瓷颗粒增强的复合涂层组织结构;涂层成分中纳米铝粉和稀土氧化物的加入,减少了裂纹和孔洞缺陷的形成;表面涂层的平均显微硬度由铜合金基体表面的85 HV提高到了340 HV.     

涂层对钢管桩身侧摩阻力影响的数值分析

工程中常采用涂层法来消除桩侧负摩阻力问题.为充分认识堆载作用下涂层桩的工作性状,分别建立地表堆载下钢管涂层单桩-土及钢管非涂层单桩-土模型;用有限元单元法对比分析了堆载时钢管涂层桩及钢管非涂层桩工作性状的异同,研究了涂层种类、涂层分布范围对钢管单桩桩身侧摩阻力的影响.发现桩侧加涂层可显著降低桩身侧摩阻力,涂层摩擦系数越小减摩效果越明显,不同种类的涂层其减摩效果相差近10%;仅负摩阻力区布满涂层时减摩效果最佳,用涂层法削弱桩侧负摩阻力时,必须严控涂层施加区域.研究成果对实际工程中涂层法的施工乃至桩基负摩阻力问题的消除、整个桩基工程的安全有重要意义.     

硬涂层悬臂梁减振机理分析模型的建立

由于无法有效确定硬涂层阻尼占整个系统阻尼的份额,致使创建硬涂层复合结构减振机理分析模型变得非常困难.从分离硬涂层的阻尼贡献出发,研究了创建硬涂层悬臂梁减振机理分析模型的方法.首先,对涂层前后的悬臂梁系统进行了减振特性实验,获得了固有频率、阻尼比和振动响应.然后,在对涂层前后悬臂梁系统储能及耗能分析的基础上,确定了获取硬涂层材料阻尼贡献的方法.最后,基于Oberst梁理论,创建了同时考虑材料阻尼和等效黏性阻尼的悬臂梁系统减振机理分析模型,并校验了分析模型的正确性.结果表明:利用分离出的硬涂层材料阻尼以及涂层前测试获得的阻尼,可创建用于模拟实际涂层梁系统动力学特性的解析分析模型.     

激光熔覆生物陶瓷涂层化学冶金反应研究

研究了激光熔覆钛合金表面获得生物陶瓷涂层的化学冶金反应过程，用X-ray衍射和能谱分析方法检测了生物陶瓷涂层和涂层与界面的物相和成分分布．结果显示涂层内和涂层与基材间出现了新相，这表明其中发生了复杂的化学冶金反应．适当的激光熔覆工艺、涂层及基体的物性三者确定了化学冶金反应发生的各种条件．在这些条件作用下，涂层内合成了具有生物活性的钙-磷陶瓷，形成了牢固的界面．     

碳化钨对真空熔覆铁基复合涂层结构和性能的影响

碳化钨广泛应用于复合涂层材料,可显著增强涂层耐磨性能,提高耐磨零件的使用寿命。本文采用实验对比研究了碳化钨形态和含量对真空熔覆铁基复合涂层组织和性能的影响。采用机械合金化方式改善了涂层自熔性合金粘结相与碳化钨硬质相间的浸润性能,提高了涂层的显微硬度及耐磨性能,其相对耐磨性为非合金化方式制备涂层的2~3倍。研究了不同含量碳化钨对金属基陶瓷涂层性能的影响,分析了随着碳化钨含量的增加,涂层组织、耐磨性能、显微硬度及致密度变化的机理,得出碳化钨含量为60%的涂层具有较优的性能。     

涂层结构中温度场的边界元法分析

涂层结构材料的温度场分析由于受涂层厚度尺寸的限制,一直以来是数值计算的难点。文章采用多域边界元法,将涂层结构分为基体和涂层2种不同的子域,在涂层域中引入一种完全的解析积分算法,解决了边界元法分析涂层结构温度场问题中存在的几乎奇异积分难题,计算了涂层结构在不同层厚比时涂层内的温度和热流;算例证明该方法可比常规边界元法大为有效地求解超薄涂层结构中温度场分布问题。