Al2O3颗粒增强不锈钢基表面复合材料腐蚀性能的研究

针对湿法磷酸工况,设计了不锈钢基体的化学成分;在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面,通过化学气相沉积Ｎｉ涂层,解决了颗粒与基体的润湿性问题;采用负压铸渗工艺制备了氧化铝－锈钢基表面复合材料,并研究了该复合材料在此工况下的静态耐蚀性能,发现了耐蚀性能超过了高铬钢。     

WCp/Mn13表面复合材料的制备及其冲击磨损性能

为了克服高锰钢Mn13在中低应力条件下冲击磨损性能差的问题，利用离心铸造法制备了WCp／Mn13表面复合材料，通过扫描电镜、能谱、X射线衍射等手段研究了WC陶瓷颗粒与Mn13基体的界面结构，并用不同粒径的WC颗粒复合材料与高锰钢进行了冲击磨损对比试验．研究结果表明：WC与基体形成了一定厚度的扩散层，扩散层中有细小复合碳化物析出，WC与基体间的结合为冶金结合；小颗粒WC增强复合材料的抗冲击磨损性能优于高锰钢，而大颗粒WC增强的复合材料在冲击载荷较小时，抗冲击磨损性能优于高锰钢，当冲击载荷较大时，抗冲击磨损性能不如高锰钢，因此在冲击磨损工况下，应当选择颗粒尺寸适当的WC颗粒增强高锰钢．     

316L不锈钢／Y-PSZ复合材料摩擦磨损特性

在MRH-3型高速环块磨损试验机上研究了粉末冶金方法制备的316L不锈钢/Y-PSZ金属陶瓷复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与T10钢(HRC 45)的耐磨性能进行了对比.考察了316L不锈钢体积分数(30%～50%)、颗粒尺寸(10.8～51.6μm)及对偶环转速(200～280r·min-1)对材料耐磨性的影响.结果表明:随着316L不锈钢含量的增加和颗粒尺寸的增大,或随着对偶环转速的提高,复合材料的耐磨性下降.在本文研究条件下,除个别情形外,所制备316L/Y-PSZ复合材料的耐磨性能优于T10钢;当不锈钢体积分数为30%、颗粒尺寸为10.8μm时,复合材料的耐磨性能达到T10钢的3.0～3.2倍.316L不锈钢/Y-PSZ复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢颗粒剥落和Y-PSZ基体层片剥落.     

辉光渗钽层的制备与烧蚀性能

为了研究渗钽层对合金表面烧蚀性能的影响,利用双层辉光等离子渗金属的方法,在34CrNi3Mo钢表面制备了渗钽层,研究了渗钽层的表面形貌、相结构、元素分布、硬度以及渗层与基体结合力的变化情况,并对其烧蚀性能和耐蚀性能进行试验研究.结果表明:渗钽层主要由体心立方α相钽组成,沉积层深度约为10μm,扩散层深度约5μm;渗钽层表面硬度约500HV_(0.2),与基体的结合力约65N;在相同的工况下,渗钽层的耐烧蚀性能优于基体,并能够阻止C、N与基体形成脆化层;随着脉冲烧蚀次数增加,烧蚀面积增大,但烧蚀深度均较浅;在高功率脉冲烧蚀工况下,渗钽层可以减轻金属的熔融和气化,从而提高了基体的耐烧蚀性能.     

SiC颗粒增强铝合金基复合材料的研究

本文对采用粉末冶金法制备的ＳｉＣ颗粒增强铝合金基复合材料进行了显微组织分析和初步力学性能测试。结果表明，用粉末冶金法制备的复合材料，组织致密，颗粒分布均匀。与相应的基体材料相比，复合材料的弹性模量、硬度显著提高。ＳｉＣ颗粒加入对基体材料抗拉强度及应力应变行为的影响则取决于基体的性能及基体与颗粒表面的结合力。     

粉末冶金复合材料水润滑条件下的摩擦学性能

针对水液压元件摩擦副润滑困难、使用寿命短等方面的不足,制备了一种以316L不锈钢粉末冶金材料为基体、含有纳米金刚石颗粒悬浮液填充孔隙的复合材料,在水润滑条件下对复合材料和碳纤维增强聚醚醚酮(CFRPEEK)进行了端面摩擦磨损试验,并将其与316L不锈钢材料、316L粉末冶金材料、316L粉末冶金材料+润滑油进行了对比,研究了复合材料的摩擦学性能.结果发现:在500 r/min转速、400 N外载荷下,复合材料和CFRPEEK配对的平均摩擦因数为0.027,CFRPEEK的磨损率为0.128×10~(-16)m~3/(N·m),均小于其余三种配对方式,表明复合材料具有较好的摩擦学性能.复合材料表面产生了抛光效应,主要磨损机理为犁削效应;配对的CFRPEEK磨损机理为犁削机理,纳米金刚石颗粒的加入有效抑制了塑性变形的发生.     

废弃玻璃/铝基复合材料的制备及其力学性能

利用搅拌铸造法,将废弃玻璃颗粒加入到熔融的铝液中,制备出废弃玻璃/铝基复合材料.研究了复合材料的微观组织、力学性能.结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,界面结合良好;与基体合金相比,复合材料摩损性能优于基体合金,硬度得到提高.由于玻璃颗粒存在加工裂纹,形状较尖锐,有碍于大幅提高复合材料的性能.     

SiC颗粒增强铁基复合材料的现状及展望

Si C颗粒增强铁基复合材料是一种新型结构材料 ,具有很高的实用价值 ,但在复合过程和复合效果方面尚存在不少有待解决的问题。文章对用粉末冶金法制备 Si C颗粒增强铁基复合材料工艺及性能进行了阐述 ,讨论了复合过程中有关基体合金化、基体与增强相的结合界面、Si C表面处理和 Si C含量对材料性能的影响等问题 ,并指出了进一步的研究方向     

涂覆颗粒增强耐热铝基复合材料的性能

通过真空热压、热挤压工艺制备了涂覆颗粒增强Al-Fe-V-Si耐热铝合金基复合材料,研究了该材料在不同温度下的力学生能与摩擦磨损性能,并与基体A1-Fe-V-Si和未涂覆颗粒(SiCp)增强Al-Fe-V-Si的性能进行了对比.研究结果表明涂覆后的SiC与基结合更加牢固,涂覆层Ni的加入降低了材料内部颗粒(SiCp)与基体(Al-Fe-V-Si)之间的孔隙;在室温,10%SiC/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料的断裂强度分别比基体和复合材料10%SiC/Al-Fe-V-Si(0812)增加了62.15%和282%,在400℃时分别增加了55.30%和28.60%;复合材料耐磨性能与增强体未涂覆复合对料的相比大大提高,经增强体涂覆的铝基复合材料试样在载荷为50 N、滑动速度为0 63m/s的工况下,复合材料磨损机制在300℃时以磨粒磨损为主,高于350℃时,以粘着磨损为主.     

原位自生A356/TiB2复合材料的组织与性能

通过混合盐法制备了原位自生TiB2颗粒增强A356复合材料.扫描电镜观察结果表明,制备的原位自生TiB2颗粒分布均匀,其最大尺寸在500nm左右,平均尺寸在200nm左右.高分辨透射电子显微镜观察结果表明,颗粒与基体之间界面结合良好、干净,无任何杂质相的存在.复合材料的抗拉强度和屈服强度较基体都有了明显提高;复合材料的阻尼性能明显高于基体合金的阻尼性能,其室温时的数值为0.018.该研究成功地实现了材料力学性能和阻尼性能的同时提高.     

玻璃/铝基复合材料的新型制备工艺

利用液态挤压法,将铝液加压渗入由玻璃颗粒制成的预制件中,制备出玻璃/铝基复合材料。研究了复合材料的微观组织、力学性能。结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中;与合金基体相比,复合材料的硬度和抗拉强度得到提高,摩擦性能优于合金基体。     

纳米Al_2O_3颗粒增强Ni基复合镀渗合金层的腐蚀磨损性能研究

本文通过电刷镀加双层辉光复合镀渗工艺在316L不锈钢表面制备了纳米颗粒增强Ni基合金层,研究了添加纳米Al2O3颗粒对Ni基合金层的微观组织、耐蚀、耐腐蚀磨损性能的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合镀渗层的微观组织进行观察,采用极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和腐蚀磨损试验研究复合镀渗层的耐蚀性和耐腐蚀磨损性能.对纳米Al2O3颗粒增强的复合镀渗层的微观组织分析结果表明：在共渗工艺（1000℃）条件下,复合镀渗层中纳米Al2O3颗粒部分溶解于基体中,并析出生成Ni3Al（γ’相）,生成的γ’相与基体具有明确的晶体学取向关系,即（111）γ-Ni//（111）γ’-Ni3Al.在不同旋转速度条件下的极化曲线结果表明：在3.5wt.%NaCl＋10wt.%石英砂的料浆中,在所有旋转速度条件下,颗粒增强复合镀渗层和Ni基合金渗层的耐蚀性能都明显优于316L不锈钢.在低旋转速度条件下（小于2.51m/s）时,纳米Al2O3的加入略微降低了Ni基合金渗层的耐蚀性能 而在高旋转速度条件下（2.98m/s和3.45m/s）,纳米Al2O3的加入则提高了Ni基合金渗层的耐蚀性能.静态浸泡20h以及两种腐蚀介质条件下（单相流（3.5wt.%NaCl）和双相流（3.5wt.%NaCl＋10wt.%）,旋转速度为3.45m/s）冲蚀20h后的电化学阻抗试验结果表明：在静态浸泡20h和单相流冲蚀20h后,颗粒增强复合镀渗层的容抗弧幅值小于Ni基合金渗层,而在双相流中冲蚀20h后,颗粒增强复合镀渗层的容抗弧幅值大于Ni基合金渗层,但两种合金均高于316L不锈钢.     

铁磁颗粒夹杂软基体复合材料的制备和特性分析

目的制备铁磁颗粒夹杂软基体复合材料,研究其磁学特性和力学特性。方法在室温条件下采用自然固化制备得到铁磁颗粒夹杂软基体复合材料。利用多物理场COMSOL有限元分析软件,研究单向磁场和单轴拉伸下颗粒体积分数对各向异性及各向同性的铁磁颗粒夹杂软基体复合材料特性的影响。结果颗粒体积分数对2种复合材料的相对磁导率及杨氏模量影响很大,且相同颗粒体积分数时,各向异性的铁磁颗粒夹杂软基体复合材料受颗粒体积分数影响更大。结论铁磁颗粒夹杂软基体复合材料的有效性能不仅和材料各组分的比例有关,而且和材料各组分的分布形式有很大关系。     

碳纳米管表面缺陷对聚甲基丙烯酸甲酯基体弹性的影响

碳纳米管(CNTs)及其高分子复合材料在制备过程中,需要经过温度、溶液和力场等的耦合作用。因此,CNTs表面不可避免产生缺陷。为探索缺陷对复合材料弹性性能的影响机理,构建表面含有TSW(thrower-stone-wales)、SV (single vacancy)和无缺陷的CNTs增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基体的分子模型,利用分子动力学理论和恒定应变拉伸法计算高分子纳米复合材料的弹性模量;分别研究在拉伸过程中CNTs与PMMA间的界面作用能和CNTs的弹性性能,揭示CNTs表面缺陷种类和数量对PMMA基体弹性性能的微观影响机理。研究结果表明:相较于无缺陷CNTs,表面含有TSW和SV缺陷的CNTs高分子复合材料的弹性性能均呈现一定程度降低,其中SV缺陷对复合材料基体弹性性能影响最明显;在拉伸过程中,CNTs自身的弹性性能在影响复合材料基体弹性性能中起到主导作用;高分子复合材料的弹性模量均随着CNTs表面缺陷数量增加而逐渐降低。在实际应用中,若要保证高分子复合材料的韧性和抗断裂性能时,可适当增加CNTs表面的缺陷数量,但当要保证确保高分子复合材料的强度时,需要尽量减少CNTs表面缺陷。     

铝基复合材料的制备及其耐磨性能研究

介绍了在真空条件下利用电磁搅拌技术与机械搅拌技术复合法制备含量为10%的α-Al2O3颗粒增强铝基复合材料和基体材料的方法,并分别测试分析了复合材料和基体的摩擦磨损性能.结果表明,α-Al2O3颗粒增强铝基复合材料的磨损量明显低于基体的,且摩擦因数也小于基体的摩擦因数.     

高温浓硫酸中氟离子掺入对不锈钢耐蚀性能的影响

采用浸泡法和电化学测试方法结合扫描电镜和能谱仪研究了高温浓硫酸中氟离子的掺入对304、2507以及904L三种不锈钢耐蚀性能的影响.结果表明:氟离子的掺入对三种不锈钢在浓硫酸中的腐蚀具有抑制作用,综合来看,904L具有更为稳定的耐蚀性能;三种不锈钢在高温浓硫酸中由于生成了热力学不稳定的硫化镍而产生了活化转钝化现象,而掺入氟离子会和硫离子发生竞争使其排挤出电极表面,氟离子与镍离子结合形成另外一种更稳定的阻挡层使不锈钢耐蚀性提高.     

镁合金表面碳纳米管/硅烷复合膜的耐蚀性能

为了进一步改善AZ91D镁合金表面单一硅烷膜的耐蚀性能,将不同含量碳纳米管添加到γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)溶液中,借助简单浸渍法在其表面制备了碳纳米管/硅烷复合膜。通过点滴试验、中性盐雾试验、全浸腐蚀试验和E-t曲线测试评价了复合膜的耐蚀性能。结果表明:与单一硅烷膜相比,碳纳米管/硅烷复合膜的致密性较高,有效地阻挡了侵蚀性介质向基体的渗透,显著提高了AZ91D镁合金的耐蚀能力;随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/硅烷复合膜的耐蚀性能先上升后下降,当碳纳米管含量为0.3 g/L时复合膜的耐蚀性能最佳。     

6066Al/SiCP复合材料的组织特征与阻尼性能

研究了经制粉→混料→真空抽气→热挤压工艺制备的6066Al/SiCp复合材料的组织特征与阻尼性能.复合材料的阻尼特征通过动态机械热分析仪(DMTA)测量,得出了2种不同SiC含量的6066Al/SiCp复合材料及6066Al合金在温度为30～250℃,频率为0.1,1,10和30Hz时的阻尼值.利用扫描电镜、光学显微镜对复合材料组织特征进行了分析,根据组织特征及阻尼数据对复合材料的阻尼机制进行了讨论.结果表明将2～3μm的SiC颗粒加入6066Al中,当SiC含量为7%(体积分数)时,增强的SiC颗粒分布较均匀,与基体结合良好;当SiC含量为12%时,SiC易聚集成团.少量SiC能明显提高6066Al的阻尼能力,尤其是高温阻尼性能;6066Al/SiCp复合材料的高阻尼性能主要是SiC颗粒加入后使位错密度大大增加,基体晶界及基体与SiC颗粒界面的存在使材料在循环载荷下消耗能量所致.     

Ni-SiC复合镀层的制备及耐蚀性研究

用电沉积法在碳钢表面制备Ni-SiC复合镀层.考察镀液中SiC的质量浓度,阴极电流密度,施镀温度和搅拌速度等工艺参数对复合镀层耐蚀性的影响,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站分别对镀层的表观形貌、组成和耐蚀性进行测定.结果表明,复合镀层的表面平整致密,由金属Ni和SiC颗粒组成;对比碳钢基体和镍镀层,复合镀层的耐蚀性能最佳.     

W离子注入奥氏体不锈钢的微动磨损性能

采用金属蒸气真空弧离子源,在奥氏体不锈钢上注入金属W离子,研究了W离子注入对奥氏体不锈钢微动磨损性能的影响.结果表明,W离子注入后不锈钢的表面硬度提高了3倍;W离子注入能够显著改善奥氏体不锈钢的微动磨损性能,降低微动磨损面积.这主要归因于离子注入造成的表面强化,以及离子注入在基体表面产生的压应力.