磁控溅射制备WC涂层的结构及其水环境中的摩擦学行为

采用磁控溅射技术在304不锈钢基体上沉积制备WC涂层,为提高涂层的结合强度,不锈钢基体和WC涂层之间沉积Cr过渡层.WC涂层致密光滑,呈柱状晶特征,总厚度为2μm.不锈钢钢表面沉积的WC涂层硬度达到34 GPa,结合强度超过70 N.与不锈钢基体和碳化物块体材料相比,WC涂层在干摩擦,去离子水和海水环境中均具有最佳的耐磨减摩性能.WC涂层磨损机制在干摩擦和去离子水中主要为磨粒磨损,海水环境中磨损以粘着磨损为主.     

大功率激光束制备高硬质WC-TiN-Co合金层研究

采用2kW的CO2激光束在A3钢表面制备高硬质WC-TiN-Co合金熔覆层，并对不同扫描速度下合金层的成分、显微组织、显微硬度及耐磨损等性能进行了分析，结果表明，用大功率激光束在低质钢材表面所制备的合金层与基体材料相比，合金层的化学成分发生根本性变化，表面硬度和耐磨性均有很大的提高。     

T8钢表面激光熔覆钴基硬面合金层的相组织与性能的研究

应用横流式连续ＣＯ２激光器,采用不同的激光工艺参数在Ｔ８钢表面上熔覆钴基硬面合金,然后用Ｘ射线衍射法、电解萃取法、比色法、耐磨试验及理论计算等研究了合金层的组织结构及性能．研究表明：激光熔覆的钴基硬面合金层,其显微硬度提高主要由ｒ（ＣｏＣｒ）基体相的过饱和度所贡献,而耐磨性能提高主要是Ｍ７Ｃ３碳化物析出量增加起了更大的作用．     

纺织钢令碳氮共渗处理的控制技术

为提高纺织钢令的耐磨性,对其表面进行碳氮共渗处理.通过分析气氛中不同碳势模式控制的特点,确定了20钢碳氮共渗的工艺参数.根据碳氮质量分数、残余奥氏体质量分数,以及合金元素内氧化对纺织钢令显微硬度的影响,设计了碳势控制系统.系统运行后取得了满意的控制效果.     

离子注入剂量对镁合金表面钛膜的性能影响

【目的】进一步提高AC91表面钛层的综合性能。【方法】采用离子注入技术研究了N离子注入剂量对镁合金表面Ti膜的力学和摩擦磨损性能的影响。【结果】随着N离子注入剂量的提高，镁合金表面Ti膜的显微硬度随之增大,这是由于表面Ti膜形成Ti/TiN复合涂层结构，摩擦磨损试验结果表明，N离子注入后摩擦系数降低，高剂量的N离子注入下摩擦系数进一步降低至0.299，摩擦试验前后磨损量失重最少，膜层的耐磨损性能得到提高。【结论】N离子注入可以有效提高镁合金表面钛层的综合性能，从而提高其防护效果。     

多材料双通道激光熔覆过程的计算机仿真

在激光快速成型过程中研究激光熔覆载气式同轴送粉粉末颗粒的汇聚特性以及基体的温度场与应力场的分布情况。采用气体-粉末两相流理论以及双通道流对载气式同轴送粉喷嘴内的流场进行了数值模拟,应用FLUENT软件中的离散相模型计算了粉末颗粒的运动轨迹,并通过多物理场耦合程序MpCCI平台对熔覆过程进行了数值仿真。结果显示:粉末颗粒在距喷嘴距离15~20mm之间具有最佳汇聚特性,在多物理场耦合作用下熔池的温度以及应力分布与实际情况相符合。     

氮气流量对磁过滤沉积AlN 纳米薄膜显微组织与性能的影响

AlN薄膜具有优良的绝缘性能和力学性能，被广泛应用于微电子领域的绝缘耐压涂层采用离子注入结合磁过滤等离子体沉积技术，氮气流量为30~90 sccm，在304不锈钢和环氧玻璃纤维板上制备硬质AlN纳米涂层采用XPS、AFM、XRD和SEM分析AlN纳米涂层的成分、表面形貌及结构采用纳米硬度计、介电谱仪以及兆欧级电阻表研究涂层的力学和电学性能结果表明，制备的AlN纳米薄膜结构致密、表面光滑随氮气流量的增加，薄膜由强 (100) 择优取向转变为 (100)、(002) 和 (102) 任意取向生长AlN纳米薄膜的纳米硬度、H/E*、H3/E*2先增加后减小，而电导率逐渐下降，阻抗逐渐增加氮气流量为60 sccm时，AlN纳米涂层具有优良的力学性能和电学性能     

碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料的力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管(CNTs)增强AZ91D镁基复合材料,对复合材料的力学性能进行了测试,对其显微组织进行观察和分析,并利用扫描电子显微镜对断口形貌进行了表征.结果表明:增强相CNTs使复合材料的晶粒细化,镀镍处理后的CNTs与基体有很好的相容性.与基体合金相比,当CNTs体积分数1.0%时,复合材料的弹性模量和抗拉强度都随CNTs加入量的增加而升高,当CNTs体积分数1.0%时,由于CNTs的分散性降低,使得复合材料弹性模量的增幅减小、抗拉强度降低.     

纳米颗粒改性FeCoNi复合镀层的性能

采用纳米高岭土对FeCoNi合金镀层进行改性,通过纳米复合电镀工艺增强FeCoNi合金镀层的耐磨性能和显微硬度.以醋酸钾为插层剂,采用超声插层法对高岭石进行剥片处理,得到插层纳米高岭土,并应用在纳米复合电镀技术中制备了纳米高岭土改性FeCoNi电镀层.采用扫描电镜对所制备的材料进行形貌分析,通过摩擦磨损实验检测了镀层的摩擦学性能.结果表明,纳米高岭土有细晶强化的作用,使改性镀层的表面致密度得到了提升,硬度提高,摩擦因数有所降低.     

热障涂层热循环过程中的界面扩散系数

采用磁控溅射力方法在镍基单晶高温合金基体上沉积Ni-30Cr-12Al-0．3Y(质量分数，％)粘结层，采用电束物理气相沉积方法(EB-PVD)沉积7％Y2O3(质量分数，％ZrO2)陶瓷层．对粘结层与陶瓷层界面在1050℃循环100次时的元素扩散，提出了电子探针与最小二乘法相结合的研究方法．求出元素在界面的扩散系数．继续热循环，粘结层中Al贫化．Ni和Cr参与氧化，加速氧化反应，增加氧化膜内应力，使氧化膜破裂、陶瓷层剥落，最终导致热障涂层失效。     

Al/SiCp复合材料铣削加工损伤形貌与分析

利用硬质合金涂层刀具开展了SiC颗粒(体积含量15%、平均粒径14 μm)增强铝基复合材料(简称Al/SiCp复合材料)的铣削加工试验, 并采用扫描电镜(SEM)对加工表面损伤与刀具刃口形貌进行显微观察与分析, 利用表面轮廓仪对加工表面粗糙度进行测量.经分析发现,当切削深度与进给量较小时,加工表面完整性较好,随着切削深度与进给量的增加,加工表面出现了周期性的裂纹损伤,并从金属切削原理与复合材料位错理论对加工损伤机理进行了探讨.     

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.     

多弧离子镀TiC涂层水环境下摩擦学行为的研究

TiC涂层的制备采用多弧离子镀技术在钛合金(Ti_6Al_4V)表面沉积,并利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)、纳米压痕仪、273A电化学工作站和多功能摩擦磨损试验机等表征Ti6Al4V及TiC涂层的微观结构、耐腐蚀性能和机械性能.研究结果显示,TiC涂层结构均匀致密,C元素主要以Ti-C、sp~2C-C及sp~3C-C键的形式存在;在钛合金表面沉积涂层后,材料硬度由6 GPa提高到37.5 GPa,腐蚀电流密度由2.4×10~(-6)m A/cm~2下降到6.2×10~(-7)m A/cm~2,在大气、去离子水、海水环境中的摩擦学性能得到显著提升.     

亚共晶高硼铁基合金的组织和性能

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备了亚共晶高硼铁基耐磨合金.借助光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜及电子能谱仪等手段,研究其显微组织及形貌,试验结果表明,基体组织由大量胞状铁素体＋少量马氏体组成,硬质相由M2B, M3C, M8(B,C)构成,存在于共晶组织,其中M代表Fe, Cr,V和Mn四种元素.此外,加入一定含量的钛,改变了共晶组织形态并使显微组织显著细化.磨损试验结果表明,当载荷低于34.3 N,高硼铁基合金的磨损失重与载荷成正比,但大于34.3 N时,由于磨粒微切削阻力大于其驱动力,磨损失重反而下降.     

反应磁控溅射制备TiAlVN薄膜及性能研究

利用反应磁控溅射技术,通过调节N2流速在单晶硅(n-110)表面制备了不同N含量的氮化铝钛钒(TiAlVN)薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、纳米压入、X射线光电子能谱(XPS)和Autolab type3型电化学工作站等方法,分别对薄膜断面形貌、力学性能、N元素成分含量及电化学腐蚀性能进行了测试。结果表明,薄膜呈明显的柱状生长方式,且薄膜生长速度随N2流速增加而单调降低;同时,当N2流速为15sccm时,薄膜具有最高的硬度,为15.7GPa。随着N2流速的进一步增加,薄膜的硬度先减小后增大;此外,当N2流速为30sccm时薄膜具有良好的电化学腐蚀性能。     

细化剂TiC物性参数对纯铝组织及性能的影响

细化剂的物理参量对其细化效果有着重要的影响。采用熔铸的方法向纯Al熔体中添加不同质量分数(0～0.4%)和粒径(300nm、5μm、10μm)的TiC粉末细化剂,通过显微组织观察、电导率及致密度和显微硬度等测试,研究TiC上述物理参量对纯铝组织及性能的影响。研究结果表明:TiC粉末对纯铝组织有明显的细化作用,同时使得铝锭的致密度和硬度分别提高了27.4%和77.2%,电导率变化不大;采用不同粒径的TiC,最佳添加量不同。300nm和10μm的最佳添加质量分数均为0.1%,但5μm的最佳添加质量分数为0.3%。同时,300nmTiC所制备的铝铸锭晶粒更为细小均匀,试样性能较为优良,致密度和显微硬度分别为90.7%和106.6HV;TiC是纯铝有效的形核剂,但要严格控制其添加量和尺寸。     

基于DLC薄膜的干气密封端面摩擦试验分析

在干气密封工程应用中为了降低动静环的变形,出现了"硬对硬"的摩擦副设计,但是存在端面磨损和密封失效等问题。因此,在静环表面制备类金刚石碳膜(DLC)对改善干气密封运行情况和摩擦性能至关重要。首先利用磁控溅射法在静环表面制备了2μm的DLC薄膜,其次利用端面摩擦磨损试验机分析了不同工况下静环表面DLC薄膜的摩擦系数、温升和摩擦系数波动。并采用光学显微镜观察了静环的磨损表面形貌。试验结果表明:随着转速与载荷的增大,端面温升增大,摩擦系数减小且摩擦系数的波动幅度也逐渐减小,并在较短时间内保持稳定。这是由于DLC薄膜表面的石墨化进程与高润滑性;同时,随着载荷的增大,未出现较为严重的表面擦痕,说明DLC薄膜改善了端面间的摩擦特性,从而减缓了动静环表面的损伤。试验结果对提高干气密封端面摩擦特性有一定的指导作用。     

硼对电解锌用铝阴极板组织与耐腐蚀性能的影响

通过在780℃熔融工业纯铝(1070)中添加硼酸盐(Na_2B_4O_7),制备了电解锌用铝合金阴极板,研究了硼酸盐添加量与反应时间对阴极板显微组织与耐蚀性能的影响.研究结果表明,随着Na_2B_4O_7添加量的提高以及保温时间的延长,Al阴极板中的Fe相含量逐渐减少,且析出形貌由针状逐渐变为细小的颗粒状.因此,在铝熔液中加入Na_2B_4O_7可有效降低Al中的Fe含量,并改变Fe相的形貌.对不同Na_2B_4O_7添加量和保温时间所得到的Al阴极板在模拟电解液浸泡腐蚀实验以及电化学测试的结果表明:随着硼酸盐添加量的增加,合金阴极板的耐蚀性能逐渐增加,当硼酸盐的添加量为0.7%(质量分数),保温时间为60min时,所得到的Al阴极板Fe相含量最少,并表现出最佳的耐蚀性.     

氧乙炔火焰金属热喷涂

<正> 近年来,一些中高档建筑普遍采用美观大方的铝合金门窗。但由于其造价高,强度低。保温性能差,加上经氧化后表面色泽不匀,影响外观,而钢门窗虽然价格低,强度高,但防腐性能差。因此,建筑装潢业急需有一种能融铝合金、钢门窗优点为一体的特殊金属材料来替代。江苏省吴县金属喷涂厂在中国有色金属总公司有色金属研究总院的指导帮助下,联合研制开发了氧乙炔火焰金属热喷涂新型技术。通过特殊工艺将熔化状态的铜、铝、锌或铝锌合金等金属雾化,并以高速度喷射到经过预处理的基体表面。由于钢铁基体和金属防腐涂层之间产生的冶金结合,其结合力,附着力和耐磨性能十分惊人,一般经过喷刷或     

镀铜CNTs/Ti3AlC2增强AZ91D复合材料的制备及机理研究

采用自蔓延高温合成法制备Ti_3AlC_2陶瓷粉体,对CNTs粉体、Ti_3AlC_2粉体进行化学镀铜,表面改性.以镀铜后的CNTs粉体、Ti_3AlC_2粉体为增强相,AZ91D粉末为基体,采用热压烧结法制备CNTs/Ti_3AlC_2/AZ91D复合材料.确定复合材料的最佳原料配比为:镀铜后的CNTs∶镀铜后的Ti_3AlC_2∶AZ91D=1∶25∶74,热压烧结的最佳工艺参数为:压力为35MPa,烧结温度为500℃.测试了复合材料的各项性能,随着CNTs粉体含量的增加,复合材料的密度逐渐减小,硬度先增加后减小.复合材料的力学性能:弯曲强度为342 MPa、压缩强度为427MPa、剪切强度为119MPa,复合材料拉伸强度提高了25.52%,屈服强度提高了122.46%,延伸率提高了33.54%.并分析了影响复合材料性能的U相生成机制、位错强化机制、载荷强化机制等机理.