粘结层真空退火处理对热障涂层热循环寿命的影响研究

目的研究粘结层真空退火处理对热障涂层热循环条件下服役性能的影响。方法在某二代镍基单晶高温合金上涂覆铂铝粘结层,然后采用电子束物理气相沉积法沉积氧化钇稳定的氧化锆陶瓷层,构建热障涂层体系,在1100℃下可自动升降的循环氧化炉中进行热循环测试,通过高精度电子天平对涂层样品进行称量并绘制质量变化曲线,采用拍摄宏观照片的方式观察样品表面陶瓷层剥落情况,利用扫描电子显微镜观察沉积态及热循环后的样品截面微观组织结构形貌。结果与沉积态粘结层相比,在高真空中进行退火处理后,热障涂层的热循环寿命几乎增加一倍,且陶瓷层与热生长氧化膜结合良好。未经过真空处理的铂铝涂层表面陶瓷层发生明显剥落,且热生长氧化膜质量较差,出现了明显裂纹。结论真空退火处理可使铂铝涂层表面更加平整,在高温氧化过程中生成的低缺陷氧化膜有更好的质量,陶瓷层与粘结层的结合力更强,热障涂层体系的服役性能和寿命得到有效提升。     

镀铝对7YSZ热障涂层冲刷性能的影响（英文）

采用磁控溅射在大气等离子喷涂的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层表面制备一层厚度约15μm铝膜,对镀有铝膜的热障涂层样品在700、900℃分别保温1h和5h进行真空热处理。采用场发射扫描电子显微镜对经真空热处理前后镀铝热障涂层的微观结构进行表征。采用X射线衍射和透射电子显微镜对经真空热处理前后镀铝热障涂层的物相变化进行分析。对等离子喷涂的7YSZ原始热障涂层和镀铝真空热处理后的热障涂层进行室温粒子冲刷性能对比。结果表明:镀铝热障涂层经真空热处理后在涂层表面出现疏松表层和致密底层,其成分主要为α-Al_2O_3,其中致密底层来源于Al膜与ZrO_2的高温原位反应且该层有较高的显微硬度。此外,冲刷实验后发现镀铝真空热处理后热障涂层的冲刷性能比无镀铝热障涂层有较大的提高。     

镀铝对7YSZ热障涂层冲刷性能的影响

采用磁控溅射在大气等离子喷涂的ZrO2?7%Y2O3(7YSZ)热障涂层表面制备一层厚度约15μm铝膜,对镀有铝膜的热障涂层样品在700、900°C分别保温1 h和5 h进行真空热处理。采用场发射?扫描电子显微镜对经真空热处理前后镀铝热障涂层的微观结构进行表征。采用X射线衍射和透射电子显微镜对经真空热处理前后镀铝热障涂层的物相变化进行分析。对等离子喷涂的7YSZ原始热障涂层和镀铝真空热处理后的热障涂层进行室温粒子冲刷性能对比。结果表明：镀铝热障涂层经真空热处理后在涂层表面出现疏松表层和致密底层,其成分主要为α-Al2O3,其中致密底层来源于Al膜与ZrO2的高温原位反应且该层有较高的显微硬度。此外,冲刷实验后发现镀铝真空热处理后热障涂层的冲刷性能比无镀铝热障涂层有较大的提高。     

AZ31镁合金磁控溅射镀铝膜的性能研究

采用超真空磁控溅射镀膜设备在AZ31镁合金表面进行了铝保护膜的镀覆,利用辉光放电光谱分析和纳米压痕/划痕试验技术,研究了镀层的成分和显微力学性能随薄膜深度的分布。结果表明,铝镀层在镁合金基体表面形成,镀层和基体之间存在混融的过渡层,铝镀层的表面硬度、弹性模量等高于镁合金基体的,并随深度增加而递减,膜层与基体结合良好并表现出一定塑性,镀铝膜有利于镁合金表面防护层的形成。     

35钢表面微纳米化蒸发镀铝复合处理后的抗粘附性能

为提高35钢表面的抗粘附性能,采用机械喷丸方式在其表面实现微纳米化,并真空蒸发镀上一层纯铝基薄膜形成微纳结构镀铝复合层.通过激光共聚焦显微镜和SEM对表面微纳米结构3D形貌进行观察和分析,通过锉削试验、骤冷骤热试验定性表征铝膜层与钢基体的结合性能,使用WS-2005涂层附着力自动划痕机测试复合层的附着力,EDS和SEM表征硫化表面的成分及形貌,结果表明,采用低的喷丸压力和小喷丸直径工艺实现35钢表面的微纳米化,由于存在大量的晶界、位错、空位等缺陷,为铝原子提供了更多的扩散通道,使铝膜与基体紧固结合;表面铝膜层自钝化形成一层致密的氧化铝膜,能阻止钢中铁元素与胶料中硫化物产生化学反应;表面微纳米结构有效减少实际接触面积,相应的减少粘附力,喷丸镀铝试样表面的硫化物粘附量远小于未处理的硫化物粘附量.     

微弧氧化处理原位颗粒增强铝基复合材料的磨损性能(英文)

采用微弧氧化工艺来改善原位颗粒增强铝基复合材料的表面性能。通过向铝熔体中加入15%CuO来制备CuAl2增强铝基复合材料。所制备的材料经过热压、均匀化处理、淬火和人工时效处理,然后在含KOH、KF和Na2SiO3的电解液中进行微弧氧化处理。经微弧氧化处理,复合材料的表面生成了有效厚度约15μm的Al2O3膜层。洛氏硬度测试后,在压痕边缘部位没有出现裂纹或明显的剥离现象,表明Al2O3膜层与基底结合良好。干摩擦试验结果表明,Al2O3膜层对Al2O3球的破坏性作用具有明显的抑制,Al2O3膜层的磨损性能比基体提高15倍以上。     

铝表面高压釜氧化成膜工艺的研究

介绍了铝表面采用高压釜氧化方法制备氧化膜的工艺,采用X射线衍射、扫描电镜等方法分析了氧化膜的相组成及形貌特征,讨论了膜层形成的影响因素和成膜机理.结果表明,采用这种方法在铝表面制备出了一层一水软铝石相的氧化膜,氧化时间不影响氧化膜的相组成,只影响表面氧化膜的形貌,氧化温度影响氧化膜的相组成和形貌,铝表面与高温水蒸气氧化成膜时,后者发生分解,产生氢.     

锌铝铬膜的防腐性能与机理

通过SEM ,XRD ,EDS ,盐腐蚀试验 ,热腐蚀试验和电化学测试等研究了锌铝铬膜的防腐蚀性能与机理。结果表明 ,该膜层耐中性盐腐蚀性能至少优于镀锌钝化层 4倍。至于锌铝铬膜层的抗腐蚀机理可能在于锌和铝粒子的电化学保护、铬的表面钝化和锌铝铬化合物保护层的屏蔽等作用 ,3者的协同作用结果赋予该膜层优异的耐腐蚀性能     

基底对 TiNxOy太阳能选择性吸收薄膜性能的影响

采用磁控溅射法,分别在铜基、铝基上制备AlN/TiNxOy/Al多层膜,对比了该膜系与铜基和铝基的粘附性能,分析了与基底粘附性能的差异原因。采用二次阳极氧化方法使铝基底表面形成多孔微结构,再次镀多层膜,表征了膜系的表面形貌、光谱吸收性能和反射率,研究了微结构对薄膜性能的影响。结果表明:薄膜与铝基的粘附性较好,基底表面形成多孔微结构能有效提高其光谱吸收率。     

循环氩离子轰击对磁控溅射铝膜结构和性能的影响

为了提高烧结钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能,采用磁控溅射技术在钕铁硼表面制备了厚度约为14.0μm的铝膜,使用循环氩离子轰击铝膜的方法制备了3个周期的多层铝膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察铝膜的表面和截面形貌,X射线衍射仪(XRD)表征膜层的晶体结构,采用中性盐雾试验测试膜层的耐盐雾腐蚀性能,研究循环氩离子轰击对铝膜层形貌、结构及耐中性盐雾腐蚀性能的影响。结果表明:与相同厚度的单层铝膜相比,3个周期的多层铝膜晶粒均匀细小,膜层的柱状晶结构被打断,内部形成了两个明显的界面;膜层沿(111)晶面择优生长;与厚度相同的单层Al膜相比,3个周期的多层Al膜的耐蚀性显著提高,其耐中性盐雾腐蚀时间可达到312h。循环氩离子轰击铝膜的方法可以改善铝镀层的质量和耐盐雾腐蚀性能。     

Alternative starting materials for the production of aluminum foam by the powder metallurgical process

In the past it has already been proven that aluminum foam is a construction material appropriate for numerous applications. Especially in domains such as machine tool manufacturing and vehicle construction the combination of lightweight design and vibration damping is of great importance and aluminum foam can unfold its full potential. The widespread use of aluminum foam is still hampered by the high production costs resulting from the expensive production process and starting materials. The present work focuses on studies of alternative, cheaper starting materials. The results of current investigations follow the idea that aluminum chips may be successfully used as base material instead of atomized powders, without negatively influencing the macroscopic foam structure. It could also be proven that good foaming rates can be achieved with calcium carbonate as foaming agent for aluminum. That's why already in the near future, it will be possible to use recycling materials like aluminum chips in the series production of aluminum foams by the powder metallurgical process (PM process). Since sorted aluminum chips cost less than 1 €/kg, and calcium carbonate costs only a fraction of titanium hydride, a distinct price reduction for aluminum foam, and the lowering of the inhibition threshold for its application should be possible. Further studies are required to examine the static and dynamic properties of the foams and to compare them with conventional aluminum foams.     

大型铝合金箱体中的深孔铸造技术研究

介绍了一种新的大型复杂铝合金箱体高压油道的铸造过程,研究了箱体高压油道选用不同的制芯材料和工艺对油道致密度及性能的影响,并试验验证了这种新型复合材料和工艺。结果表明,这种材料具有较强的激冷作用,还具有高的热导率、比热容和密度。使用这种材料所制成的油道芯不仅发气量低,而且透气性较好和良好的溃散性,同时有较高的强度和耐火度。这种新工艺既能保证了油道芯的刚度,又保证其具有良好的透气性,可以满足各种大型铝合金箱体深孔的铸造成形。     

Technological developments for aluminum smeltinq as the industry enters the 21st century

The capital-intensive nature of aluminum smelting, with its low productivity per unit reactor and high electrical consumption rates, has motivated the search for alternative smelting processes to replace the aging Hall-Héroult technology. Optional routes include carbothermic reduction of alumina, chlorination followed by electrolysis of aluminum chloride, and electrolytic decomposition of alumina using inert electrodes. Still in need of some fundamental innovation, the alternative techniques are limited by unsatisfactory materials performance and reactor design constraints. There have been, however, significant advances in the process efficiencies and scale of both the Bayer process and the Hall-Héroult cells. As a result, the basic Hall-Héroult technology will continue as the dominant aluminum smelting process for at least the next 50 years.     

面向制冷行业在线应用的铝铝感应钎焊

铝管由于其熔点低,在焊接的过程中很容易烧破,致使管壁减薄或管路泄漏。所以,制冷行业的铝铝管路基本采用洛克环进行连接,洛克环连接的成本较高,并且洛克环在本质上不属于焊接,在安装工艺不成熟时也会存在较大比例的焊漏率;铝铝感应钎焊在工艺成熟的前提下可以实现铝管的低成本连接,并且焊接效果稳定,降低焊漏率。针对铝铝管的感应钎焊进行研究,并探究铝铝感应钎焊的在线应用条件,推动感应钎焊在制冷行业铝铝管路连接中的应用和发展。     

91W-6Ni-3Fe难熔合金、TiAl合金和铁基合金在熔铝中的耐腐蚀行为(英文)

采用静态浸没腐蚀试验研究91W-6Ni-3Fe难熔合金(91W)、TiAl金属间化合物和两种常用铁基合金(QT700和H13 钢)在750℃铝液当中的腐蚀性能。通过3D光学显微镜、SEM、EDS 和XRD研究样品的表面形貌,腐蚀界面和相组成。结果表明:91W具有最好的耐铝液腐蚀性能,QT700次之,H13再次之,TiAl合金的耐铝液腐蚀性能最差。四种金属材料的腐蚀失重均符合抛物线规律,材料在经过一开始的加速腐蚀阶段后,腐蚀速率趋于稳定。材料在铝液当中溶解遵循扩散-反应机制,91W材料在铝液当中的腐蚀主要由扩散这一速控步骤所决定,而TiAl合金的腐蚀性能差主要是由于TiAl-(TiAl3)-Al扩散偶反应具有较低的激活能。     

预置间隙对铝/钢CMT接头强度与失效模式的影响

采用CMT熔钎焊方法,对汽车用镀锌低碳钢板与6061铝合金焊接接头的强度与破坏模式进行了研究.采用不同规格的塞尺控制铝/钢搭接接头的预置间隙,以改变铝/钢异种材料熔钎焊接头的熔合面积.结果表明,通过预置间隙的方法可以有效增大熔合线长度,从而提高焊缝接头的拉剪强度.在间隙为0.5 mm时失效模式发生变化,主要原因是焊趾处铝/钢界面层中的锌元素增大了界面层的脆性.     

泡沫铝表面Ni-W共沉积及性能研究

目的 进一步提高泡沫铝材料的强度及耐蚀特性,同时明确金属涂覆泡沫铝材料的综合耗能指标。方法 对泡沫铝表面预镀镍层后,在硫酸盐体系下,利用脉冲电镀进行镍钨合金共沉积。通过准静态压缩测试及扫描电镜分析,得到泡沫铝、预镀镍泡沫铝及镍钨共沉积泡沫铝材料的特征曲线及变形模式,综合分析材料的增强机理及综合耗能指标。采用电化学测试对比分析材料耐蚀特性。结果 泡沫铝表面共沉积镍钨合金层后,其峰值应力比镀镍泡沫铝平均提高了10%,较基体泡沫铝平均提高了约45%。强度提高来源于变形过程中包覆金属的支撑及铝基体-镍镀层界面处的拉伸撕裂。镍钨合金共沉积使泡沫铝的能量吸收增加38%,吸能效率有所提升,且其自腐蚀电位较镀镍泡沫铝及基体泡沫铝明显正移,腐蚀倾向及腐蚀速率降低。结论 泡沫铝表面镍钨合金共沉积使其强度、耐蚀性较镀镍泡沫铝进一步提高。由于特征曲线及变形模式的改变,镍钨共沉积泡沫铝的耗能特性提升明显。     

铸造铝合金发动机

针对铸造铝合金是发动机轻量化的首选材料,论述了铝合金的发动机机体及其铸造工艺,介绍了铸造铝合金缸盖及其工艺技术,研究了铸造铝合金活塞,同时指出了节能环保铝合金发动机的发展趋势。     

新型铝型材校正机的结构特征

新型铝型材校正机的特点是校正轮可以上下左右调整,并带扭转功能,能够很好地适应各种截面的型材,驱动轮可根据型材的截面形状调整位置和数量,而且更换方便。本文围绕上述功能特点阐述了新型铝型材校正机的组成部分及各部件的结构特征。     

2618铝合金支座等温成形锻件的粗晶问题

2618铝合金因其耐热性能良好、热状态下塑性好、塑性变形时工艺性能好,而被广泛应用于航空航天工业.然而,在塑性变形时,由于2618铝合金抑制晶粒长大的微量元素含量较少,致使锻件易出现粗晶问题,使得材料力学性能下降,影响锻件质量.分别使用了国内生产的Φ165 mm和国外进口的Φ160 mm两种2618铝合金原始棒料,采用...