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.     

涂层对氧化铝／耐热钢界面性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝表面分别获得了Ni及TiN涂层,并制得了氧化铝/耐热钢复合材料,为进一步研究复合材料性能与涂层的关系,考察了涂层对复合材料界面结合强度与抗高温氧化性的影响。结果表明：两种涂层都能提高氧化铝/耐热钢界面的结合强度,Ni涂层提高强度的幅度更大;包Ni氧化铝复合材料中的Ni涂层溶解到了耐热钢基体中,界面抗氧化性较好;包TiN氧化铝复合材料中的TiN仍存在于界面上,界面抗氧化性较差。     

铸钢轧辊电火花沉积YG8涂层的组织结构和性能

采用新型电火花沉积设备,把YG8电极材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能. 结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、W2C和Fe7W6C等相组成;沉积层与基体冶金结合,具有纳米颗粒尺寸的Fe7W6、W2C等硬质相弥散分布于沉积层中;沉积层的平均硬度为1 331 HV;沉积层较铸钢轧辊的磨损性能提高了2.3倍;沉积层的磨损机理以疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素.     

铌钨合金高温抗氧化涂层中粘结剂对表面和性能的影响研究

粘结剂是料浆熔烧法制备铌钨合金高温抗氧化涂层不可或缺的一种水溶性多分子聚合物,本文通过分析铌钨合金试片高温抗氧化涂层的表面和断面微观形貌及高温性能测试,论述了制备悬浮类涂层料浆中粘结剂的添加对铌钨合金高温抗氧化涂层表面质量和高温性能的影响。研究发现添加粘结剂会对涂层表面质量和高温性能产生影响,而不同的粘结剂添加量对涂层表面质量和高温性能的影响也不尽相同,粘结剂添加量不足对涂层表面质量影响甚微,但是高温性能下降,而粘结剂添加量过多会造成涂层表面质量下降,涂层开裂,并伴随着涂层高温性能下降,只有选择适量的粘结剂添加量才能确保涂层表面质量和高温性能同时显著提升。     

Cr12钢电火花沉积超细涂层的摩擦磨损性能

采用电火花沉积技术,在Cr12模具钢表面沉积了WC-12Co超细硬质合金涂层;并考察了涂层的显微组织及摩擦磨损性能.结果表明:沉积层组织均匀,与基体呈冶金结合,超细的硬质相弥散分布于沉积层中,其中部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸.沉积层的平均显微硬度为1 474.8 HV0.1,约是基体硬度的3倍,沉积层的耐磨性能是基体的3.3倍.沉积层的磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损.弥散分布的细小硬质相是沉积层硬度及耐磨性能提高的主要因素.     

渗铝涂层对耐热钢T91的高温防护研究

采用粉末包埋法在耐热钢T91表面制备渗铝涂层,并研究了其在800和850℃空气中的等温氧化行为,结果显示,耐热钢T91合金和渗铝涂层在这2种温度下的氧化动力学均近似服从抛物线规律,T91无论在800和850℃空气中的等温氧化时其表面均生成了具有尖晶石结构的不具有保护性的FeCr混合氧化物层;当合金表面采用粉末包埋法渗铝后能显著降低在这2种温度下的氧化增重,原因是高温氧化后在涂层表面生成了一层连续、致密、与涂层结合良好的保护性氧化膜Al2O3,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

涂层对氧化铝/耐热钢液间湿润角的影响及其应用

在探索金属液 /陶瓷间湿润角检测方法的基础上 ,分别检测了Ni涂层氧化铝、TiN涂层氧化铝与耐热钢液间的湿润角 .结果表明 :Ni涂层氧化铝与耐热钢液间的湿润角是 4 6° ,TiN涂层氧化铝与耐热钢液间的湿润角是 58° .进一步的铸渗实验表明 :耐热钢液在包Ni氧化铝颗粒间的铸渗深度可达 8 0mm ,在包TiN氧化铝颗粒间的铸渗深度为 7 4mm ,无涂层的同粒度氧化铝不能实现铸渗 .通过涂层技术 ,可获得氧化铝颗粒分布均匀的复合材料 .     

耐磨性金属基陶瓷涂层的制备及其高温抗氧化性能

以磷酸二氢铝黏结剂与陶瓷骨料(氧化铝,硅酸锆,氧化锆)结合,制备出高温抗氧化耐磨损的金属基陶瓷涂层.对影响涂层耐磨性能的因素进行了研究,实验得到最优的耐磨金属基陶瓷涂层工艺:硅酸锆微粉和骨料添加量分别为陶瓷涂层总质量的21%和35%,无机黏结剂中Al/P比在1.3∶3~1.4∶3之间,骨料粒度中粗颗粒所占质量比为40%.对最佳工艺下的金属基陶瓷涂层进行抗氧化性能研究,涂覆金属基陶瓷涂层的金属的氧化增量比未涂覆的金属的氧化增量降低74%,具有很强的抗氧化性能.     

陶瓷颗粒表面涂层处理的新方法

用自制的化学气相沉积装置在Al2O3颗粒表面分别获得了TiN、Ni、Fe三种涂层,并用耐热钢对有涂层的Al2O3颗粒进行了负压铸渗实验,获得了Al2O3颗粒/耐热钢基复合材料.所得复合材料颗粒分散均匀、结合良好,表现出颗粒表面涂层处理新方法在复合材料制备中的有益作用     

钴基合金电弧离子镀NiCrAlY涂层的组织结构和抗氧化性能

采用电弧离子镀方法在Co基高温合金K640基体上制备NiCrAlY涂层,研究电弧离子镀涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能。研究结果表明:电弧离子镀NiCrAlY涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3和β-NiAl等相组成,衍射峰明显宽化,元素分布均匀;真空退火后涂层组织更致密,衍射峰尖锐,涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3,β-NiAl,α-Cr以及极少量的Cr23C6组成,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面富集,Cr富集在涂层与基体界面附近。真空热处理可使电弧离子镀NiCrAlY涂层表面生成粘附性良好的α-Al2O3氧化膜,提高了电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗氧化性能。     

Al2O3梯度陶瓷涂层高温抗氧化性能的研究

主要研究了Al2O3耐热梯度陶瓷涂层的抗氧化性能并与相应的ZrO2耐热涂层进行了比较。在800℃和1000℃氧化实验结果表明：Al2O3涂层的抗氧化性能优于相应的ZrO2涂层；涂层的孔隙率，尤其是通孔率是影响涂层抗氧化性能的关键因素，此外，梯度涂层的良好过渡也有利于抗氧化性能的提高。     

沉积时间对真空离子镀TiC涂层微磨具表面性能的影响

采用真空电弧离子镀膜方法进行微磨具表面涂层制备实验研究,实验选择不同沉积时间做单因素实验进行涂层制备.分析了不同沉积时间的涂层物相组成,研究了不同沉积时间对涂层表面形貌的影响规律,探讨了其对摩擦系数和粗糙度的影响变化规律,以及对涂层厚度的影响规律,选出合理的沉积时间制备涂层微磨具.实验结果表明:钛镀层和金刚石发生界面反应,形成稳定的碳化钛层;随着沉积时间增加,摩擦系数不断增加,而粗糙度逐渐降低,涂层厚度逐渐增加.研究结果为涂层微磨具制备与提高微磨具的耐磨性和使用寿命提供了理论参考和实验依据.     

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.     

铜超微粉末的表面改性及其抗氧化性能

采用液相化学还原法制备了粒径约为５０ｎｍ的铜粉。研究了高分子吸附对铜粉在空气中的稳定性影响及粉末在水溶液中的稳定性。分别采用表面包银和磷化处理的方法，提高了铜粉的抗化性能，使５０ｎｍ铜超微粉末能稳定地存在于空气中，磷化处理后铜粉末的氧化温度高于２２０℃。     

低压等离子喷涂NiCOCrAlYTa涂层的组织结构及抗氧化性能

采用低压等离子喷涂在Co基高温合金K640基体上制备NiCoCrAlYTa涂层,通过XRD,SEM和EDS等方法研究低压等离子喷涂涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能.研究结果表明:低压等离子喷涂涂层主要由γ-Ni,γ'-AlNi3和极少量的β-NiAl等相组成,元素分布均匀,涂层为典型的片层状结构,沉积界面处存在少量孔洞:真空退火处理过程促进了β-NiAl相的析出,衍射峰尖锐,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面扩散,Cr富集于涂层与基体的界面处;真空热处理涂层表面在氧化初期形成较多孔洞,导致涂层抗氧化能力降低.     

金属镍基体表面熔盐电沉积制备石墨涂层

在Li F-Li2CO3熔盐体系中电化学还原碳酸根离子,在镍阴极表面得到石墨涂层.通过循环伏安法研究了碳酸根离子的电化学行为,结合扫描电镜研究了温度和沉积电位对涂层表面形貌的影响,并对涂层性能进行了测试.结果表明:碳酸根电化学还原为碳的反应是一个不可逆过程;在690℃,-1.5 V电沉积时阴极表面形成了呈锯齿状结合的渗碳层.在-1.1 V电沉积时涂层表面形貌呈球形颗粒状,-1.5 V电沉积时涂层呈晶须状.石墨涂层使金属镍在3.5%的氯化钠溶液中的自腐蚀电位增加了739 m V.     

气相沉积TiC/TiN涂层的组织和性能的研究

本文对气相沉积法(CVD和PVD)获得的TiC/TiN涂层,通过金相显微镜和扫描电镜的观察,x射线相结构分析,以及硬度、结合力、开裂情况的测定与分析,弄清了涂层的显微组织和相结构,提出了涂层的形成机制。测定结果表明,涂层与基体间的结合力,在高速钢基体上由PVD法沉积的TiN涂层约为7.09kgf/mm~2,在T10钢基体上由CVD法沉积的TiC涂层约为93.82kgf/mm~2。还探讨了涂层的断裂机制,讨论了涂层组织与性能之间的关系。本文的上述研究,为稳定、高效制备优质TiC/TiN涂层提供了依据。     

电沉积生物活性陶瓷涂层技术

介绍了用电沉积技术 (包括电泳沉积 EPD和电化学沉积 ECD)在 Ti或 Ti合金基体上制备生物活性陶瓷涂层 HA的技术 ,评述了该技术的研究现状及发展趋势 .     

LiCoO_2表面沉积ZrO_2涂层的结构和电化学性能

为了提高LiCoO2材料的电化学性能,采用浸渍的方法,在LiCoO2的表面沉积纳米ZrO2涂层.将Zr(OH)x(CH3COO)y溶解在去离子水中,然后浸入LiCoO2,经超声波处理,蒸发溶剂,最后高温焙烧后,得到产物.用X射线吸收近边光谱(XANES)对涂层后的LiCoO2结构进行测试,检测涂层对其结构的作用效果.循环伏安实验结果表明,涂层对电极材料的氧化和还原行为有影响.恒电流充放电结果表明,LiCoO2沉积ZrO2涂层后,常温下性能改变较小,但是可以提高其在较高温度(如55℃)下的充放电性能.     

低Ca/P比溶液电沉积羟基磷灰石涂层

电沉积羟基磷灰石涂层具有工艺简单、过程易控制、适于在复杂表面制备厚度均匀涂层的特点.沉积液Ca/P比(原子数分数)直接影响涂层中的物相组成与涂层形貌.作者采用电沉积与后续热处理相结合的工艺,用低Ca/P比溶液在金属钛表面沉积羟基磷灰石(HA)涂层.利用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜分析了涂层中物相组成及后续热处理对涂层中物相和涂层形貌的影响.实验结果表明电压与电解液温度等工艺参数影响涂层中羟基磷灰石的含量以及沉积过程中晶体长大和形核方式.随电压与温度的升高,涂层中羟基磷灰石含量增加.在低温、高压下,电沉积过程以晶体长大为主,涂层薄而致密;在高温、低压下,电沉积过程以晶体形核为主,涂层厚而疏松.经500 ℃空气中热处理后,涂层基本转化为羟基磷灰石,其Ca/P比约为1.61.电沉积涂层由片状和条状物质组成;热处理后,形貌基本未改变,但颗粒因失水发生团聚.通过精确控制电压与电解液温度等参数,能获取内层致密外层疏松的理想梯度结构HA涂层材料,满足对生物植入体的多种要求.