铜-纳米金属氧化物复合镀层的制备及组织性能研究

采用铜和纳米SiO2，TiO2粉末的复合电化学沉积，在金属表面上分别获得了金属氧化物增强Cu基复合材料镀层。对复合电沉积镀层的微观组织形貌和性能进行了分析研究。结果表明：纳米级金属氧化物粒子在电场作用下能快速沉积，形成表面致密的复合镀层，随镀覆时间的增加，复合层中微粒的粒度增加，且优先以先沉积的粒子为核心而长大。工艺参数确定后，合理选择镀覆时间就能控制复合材料的组成及沉积粒子的尺寸大小。而且参与复合的纳米级金属氧化物粒子尺寸越细小，复合镀过程中粒子的长大趋向越小，复合镀层硬度越高。     

超声辅助电沉积Ni-Co/ZrO_2复合镀层的性能研究

采用超声辅助电沉积方法将Ni-Co/ZrO_2纳米复合镀层电镀到铜板表面。在不同纳米粒子添加量下,通过线性扫描伏安(LSV)和交流阻抗(EIS)对电沉积过程进行电化学表征,通过SEM、EDS对镀层的组成和表面形貌进行研究,并分别利用显微硬度计和摩擦磨损试验仪对复合镀层的力学性能和摩擦磨损性能进行表征。结果表明,超声的引入能够有效降低镀液中颗粒的团聚量,提高镀层中纳米粒子的复合量,从而改善复合电沉积过程以及镀层性能。在纳米粒子浓度为10g/L时,镀层的表面形貌、摩擦性能和硬度等性能最优。     

化学镀法制备镍包石墨复合粉末

采用化学镀法在石墨粉末表面镀镍制备Ni/石墨复合粉末,采用激光衍射粒度分析、扫描电镜等对Ni/石墨复合粉末的粒度和表面形貌进行表征,研究镀液中主盐硫酸镍、还原剂联氨及活化剂氯化钯的浓度对该复合粉末表面形貌的影响,并对Ni镀层在石墨表面的生长机理进行探讨.结果表明:硫酸镍质量浓度为20 g/L、联氨体积分数为2％时,化学...     

WC复合镀层耐腐蚀性能研究

采用复合电沉积工艺制备了Ni-WC复合镀层,通过SEM、EDS和金相显微镜对其表面和断面形貌进行了观察,并借助电化学手段研究了Ni-WC复合镀层在3.5%NaCl腐蚀液中耐蚀性能。结果表明:WC微粒随着电沉积过程逐步埋入复合镀层并均匀分布,镀层与基体间结合良好,在3.5%NaCl腐蚀液中,复合镀层比纯镍镀层相比,腐蚀电位正移而腐蚀电流减少,耐腐蚀能力得到提高。     

化学镀法制备Ni/TiH2复合粉末的显微组织及其Ni镀层的生长和作用机理

采用化学镀法对TiH2粉末表面镀Ni,制备Ni/TiH2复合粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及差热分析(DSC/TG)对Ni/TiH2复合粉末进行表征,探索Ni镀层的生长及作用机理,建立镀层在粉末表面的生长模型。结果表明:施镀温度为85℃时Ni/TiH2复合粉末表面Ni层包覆完整,镀层均匀致密,Ni层厚度约为1.0~2.0μm;施镀温度低于65℃时施镀几乎无法进行,而施镀温度高于95℃时,镀层很不均匀,且容易脱落;镀层的生长机制遵循奥斯特瓦尔德(Ostwald ripening)机制;与包覆前TiH2粉末相比,Ni/TiH2复合粉末的释氢反应开始温度由450℃上升至540℃。包覆层可降低TiH2粉末和熔融铝的温度梯度,从而推迟开始释氢的时间。     

三价铬超声-脉冲电沉积Fe-Ni-Cr/SiC纳米复合镀层

利用超声-脉冲复合电沉积法,在三价铬镀液体系中,添加羧酸盐-尿素配合剂和SiC纳米颗粒,制备了Fe-Ni-Cr/SiC纳米复合镀层.研究了超声-脉冲工艺参数与SiC纳米粒子复合量、Cr含量及镀层厚度的关系;利用稳态极化曲线和循环伏安法分析了超声波对阴极电化学行为的影响.结果表明,超声-脉冲作用均有利于基质金属Fe、Ni和Cr的电沉积,提高了镀层中SiC和Cr的含量以及镀层的厚度.利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪对Fe-Ni-Cr/SiC纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和组成等进行表征,发现采用该技术可制备厚度为23.56μm,SiC和Cr质量分数分别为4.1%和25.1%的Fe-Ni-Cr/SiC纳米复合镀层.磨损量和腐蚀曲线测试结果表明,SiC含量高的复合镀层,其耐磨性和耐蚀性更好.      

Sn/ZrO2镀层的制备及ZrO2纳米粒子对电沉积过程的影响

在酸性硫酸盐体系中，采用超声辅助电沉积制备Sn/ZrO₂复合镀层，探究了超声功率、ZrO₂纳米粒子浓度和阴极电流密度对Sn/ZrO₂复合镀层的耐蚀性影响；通过线性扫描伏安法和交流阻抗法，研究了Sn/ZrO₂体系中ZrO₂纳米粒子对电化学反应过程的影响；通过SEM和XRD分别测试镀层形貌和微观结构。实验结果表明，较优电沉积工艺为:超声功率为300 W，ZrO₂纳米粒子浓度为7 g/L，阴极电流密度为2.5 A/dm2。在较优条件下，探究纯Sn镀层和Sn/ZrO₂复合镀层电沉积过程，超声辅助纳米粒子的加入使镀层表面更加致密，增加了沉积过程活性位点，促进了Sn2+的沉积，细化了晶粒，使得镀层表面更加平整致密。      

电沉积制备Ni-Co-Al_2O_3纳米复合镀层的研究

采用电沉积工艺制备了Ni-Co-Al2O3纳米复合镀层,利用显微硬度仪测定了复合镀层的硬度,考察了电流密度、纳米Al2O3浓度、电镀温度及镀液pH对镀层硬度的影响,分别借助SEM分析技术及电化学测试技术对最大硬度镀层进行微观性能及耐蚀性能进行研究。结果表明,纳米Al2O3弥散分布在镀层中,复合镀层晶粒进一步细化,耐蚀性显著提高。     

Ni-WC复合镀层的制备与研究

采用复合电沉积工艺制备了Ni-WC复合镀层,通过SEM、EDS、XRD和金相显微镜等手段对其结构与表面和断面形貌进行了观察表征,并通过试验研究了Ni-WC复合镀层的耐磨损性能,借助matlab软件拟合了镀液中WC浓度与镀层中WC含量的关系曲线。结果表明:WC微粒随着电沉积过程逐步嵌入复合镀层并均匀分布,镀层与基体间结合良好,随着镀层中WC含量的增加,镀层的耐磨性也随之增加,拟合的曲线出现一定偏离,经修正之后能较好的预测试验结果。     

稀土对电沉积Ni—W—B—SiC复合镀层组织结构及性能的影响

研究了加入稀土对电沉积Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层的成份,结构,表面形貌,硬度等性能的影响规律。结果表明,加入稀土有利于ＳｉＣ与Ｎｉ－Ｗ－Ｂ的共沉积,使镀层结晶细化,ＲＥ－Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层的硬度高于Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层。     

制粉工艺对铝基聚苯酯封严涂层材料粉末及涂层性能影响研究

本文以铝基合金粉末和聚苯酯为原材料,通过固相混合、喷雾造粒、胶粘团聚三种制粉方法制备了铝基聚苯酯复合粉末,通过等离子喷涂方法制备了封严涂层,并对粉末及涂层性能进行了对比研究。实验结果表明,胶粘团聚型粉末粒度、松装密度、流动性等性能配合良好,喷涂后涂层可磨耗组分存留完整,硬度、结合强度的匹配性最好。     

铝粉对自蔓延陶瓷内衬钢管陶瓷层的影响

本文研究了不同粒度和不同偏铝量对自蔓延离心陶瓷内衬钢管组织的影响。利用排水法测量了涂层的孔隙度,利用扫面电镜观察了陶瓷层组织。结果表明,随着铝粉粒度的增加,涂层孔隙度增加。偏铝量对陶瓷层组织产生一定的影响,偏铝量0.05时,涂层的孔隙度最低,约为2.1%。当偏铝量为0.10时,可得到基本为氧化铝的陶瓷层。     

射频等离子体制备球形复合镍钛粉体

以气雾化镍粉和不规则形状的钛粉作为原料,采用TEKNA射频等离子体设备制备宏观等原子比的球形复合镍钛粉末。研究载气流量对球化粉末的形貌、粒径、相分布和元素分布的影响。通过扫描电子显微镜和粒度分析仪表征粉体的形貌和粒径分布; 通过XRD和EDS表征粉体的相以及元素分布。研究发现:与原料粉末相比,采用射频等离子体制备的复合粉末的粒径明显增大; 载气流量增加会引起粉末镍元素质量分数的增加,在载气流量为2.5 L/min时,镍质量分数为55.2%,是最为接近理想的质量分数,球化率达到100%;球化粉末由Ni相、Ti相、NiTi相三相组成; 各个粉末颗粒都能观察到Ni、Ti 2种元素,但各个颗粒中含有的钛、镍元素质量分数是不完全相同的。      

不同复合形式对AlSi／BN粉末及其涂层组织性能的影响

本文通过对两种组元的粒度设计,制备出BN与AlSii团聚、BN包裹AlSi、AlSi包裹BN三种形态的AlSi／BN复合粉末,通过大气等离子喷涂制备AlSi／BN可磨耗封严涂层,对粉末及涂层组织性能的研究结果表明,BN与AlSi团聚复合粉末涂层的BN含量最高,热稳定性最好。AlSi包裹BN复合粉末形成的涂层具有最高的硬度,其BN的损失特性为烧损和冲击型损失。     

Effects of nickel on the sintering behavior of Fe-Ni compacts made from composite and elemental powders

Injection-molded Fe-Ni parts made from composite and elemental powders were prepared, and the effect of nickel on the sintering of iron compacts was investigated. Dilatometry analyses showed that the alpha-gamma phase transformation temperature of the Fe-Ni compact changed from a fixed 912 °C for pure iron to a temperature range between 700 °C and 912 °C where two phases coexisted. The microstructure indicated that nickel impeded surface diffusion and slowed down the neck growth rate of iron powder in the early sintering stage. The dual phase and the small neck size at low temperatures suppressed the exaggerated grain growth, which usually occurs on carbonyl iron powders at 912 °C. It was also observed that nickel impeded the grain growth of iron at high temperatures. Thus, by reducing the exaggerated grain growth during phase transformation, impeding the grain growth at high temperatures, and with high diffusion rates of iron in Ni-rich areas, enhanced densification was obtained for Fe-Ni systems, particularly for those systems made from composite powders. However, when coarse nickel powder was added, expansion was observed due to the presence of large pores around nickel powders. These pores were formed because of the particle rearrangement which was caused by the Kirkendall effect.     

超音速火焰喷涂制备Cr2AlC涂层组织性能研究

采用真空分段烧结法制备了两种不同粒度的高单相Cr2AlC化合物粉末,并使用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在GH4169高温镍合金上制备了Cr2AlC涂层,对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,测试了涂层的显微硬度、孔隙率,并采用扫描电子显微镜(SEM)对喷涂粉末及涂层截面形貌进行了观察,结合扫描电镜能谱仪(EDS)和X射线衍射研究了涂层相组成,分析了粉末粒度对涂层微观组织结构的影响。研究结果表明:采用超音速火焰喷涂成功制备了厚度超过200μm的Cr2AlC涂层,涂层与基体紧密结合,涂层微观组织致密,采用较细的粉末有利于得到更高致密度的涂层。在喷涂过程中,有少量Cr2AlC粉末发生分解形成Cr7C3化合物。     

The Corrosion and Wear Performance of Microcrystalline WC-10Co-4Cr and Near-Nanocrystalline WC-17Co High Velocity Oxy-Fuel Sprayed Coatings on Steel Substrate

The study of near-nanocrystalline cermet composite coating was performed by depositing near-nanocrystalline WC-17Co powder using the high velocity oxy-fuel spraying technique. The WC-17Co powder consists of a core with an engineered near-nano-scale WC dispersion with a mean grain size 427 nm. The powder particle contains 6 wt pct of the ductile phase Co matrix mixed into the core to ensure that the reinforcing ceramic phase WC material is discontinuous to limit debridement during wear, while the remainder of the binding phase (11 wt pct) is applied as a coating on the powder particle to improve the ductility. The tribological properties of the coating, in terms of corrosion resistance, microhardness, and sliding abrasive wear, were studied and compared with those of an industrially standard microcrystalline WC-10Co-4Cr coating with a WC mean grain size 3 μm. Results indicated that the WC-17Co coating had superior wear and corrosion resistance compared to the WC-10Co-4Cr coating. The engineered WC-17Co powder with a duplex Co layer had prevented significant decarburization of the WC dispersion in the coating, thereby reducing the intersplat microporosity necessary for initiating microgalvanic cells. The improved wear resistance was attributed to the higher hardness value of the near-nanocrystalline WC-17Co coating.     

PS-PVD 热障涂层显微结构对耐侵蚀性能的影响研究

采用等离子喷涂物理气相沉积 ( PS-PVD ) 技术开展了热障涂层梯度结构调控研究，通过调整喷涂送粉速率， 在底部、中间和顶部沉积阶段制备了五种不同的热障涂层，对热障涂层的显微组织、粗糙度、孔隙率、耐熔盐腐 蚀和耐粒子冲蚀性能进行表征，阐明了显微结构变化对热障涂层耐侵蚀性能的影响。研究表明：送粉速率的变化 对PS-PVD热障涂层羽柱状结构的沉积有显著的影响，低送粉速率下，涂层底部结构比较致密，当送粉速率增大时， 由于粉末颗粒在喷涂过程气化不充分，未熔粒子增加，羽柱状顶部结构趋向致密结构转变，涂层顶部孔隙率下降， 表面粗糙度降低。送粉速率由底至顶梯度递增制备的涂层表现出较高的耐熔盐腐蚀性能和耐粒子冲蚀性能。     

低烧损 复合粉末制备及涂层抗烧蚀性能研究

采用喷雾造粒-胶粘包覆的方法制备了一种低烧损核壳结构 ZrB2/SiC 复合粉末， 研究了胶粘包覆过程中不同清漆含量对粉末包覆效果的影响。 结果表明清漆含量不足时细粉包覆不完全， 细粉出现单独团聚的现象； 清漆含量过多时， 造成原始球形颗粒的粘连； 当清漆含量为 4.5% 时， 获得包覆效果良好的粉末， 外层包覆完整均 匀。 为了研究等离子喷涂过程中核壳结构粉末 SiC 发生分解烧损程度， 对比了分别采用核壳结构和均匀弥散结构ZrB2/SiC 复合粉末所制备涂层的微观形貌及涂层中元素分布。 结果表明核壳结构粉末喷涂涂层成分均匀性良好，高熔点 ZrB2 保护内层 SiC， 可有效减少 SiC 在等离子焰流中的烧损， 实现涂层和粉末成分的一致性。 对核壳结构复合粉末制备的涂层进行了 20s 的氧-乙炔火焰烧蚀试验， 涂层质量烧蚀率为 1.837×10-3g/s， 对涂层抗烧蚀机理进行了初步探讨。     

钢渣改性生物质废弃材料制备生态活性炭及其降解甲醛性能

以钢渣与生物质废弃材料为研究对象,利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理获得生态活性炭,研究钢渣种类、钢渣粉磨时间和钢渣超微粉用量对生态活性炭降解甲醛性能的影响。利用X-射线荧光光谱仪（XRF）、X-射线衍射仪（XRD）、激光粒度仪（LPSA）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、比表面积及孔径测定仪（BET）和扫描电子显微镜（SEM）测试钢渣超微粉的化学成分、钢渣超微粉的矿物组成、钢渣超微粉的粒径分布、钢渣超微粉的结构组成、生态活性炭的孔结构和生态活性炭的微观形貌。结果表明:钢渣为电炉渣,钢渣粉磨时间为90 min,钢渣超微粉用量为20 g制备的生态活性炭具有良好的降解甲醛性能与合理的经济性,即10 h后甲醛降解率为57.5%。电炉渣中Fe元素与Mn元素含量高,其中Fe元素促使大量甲醛在活性炭的多孔结构中形成富集,Mn元素对富集的甲醛进行催化降解,实现吸附降解与催化降解的协同作用。适当延长钢渣粉磨时间可以减小钢渣超微粉的粒径大小与改善钢渣超微粉的粒度分布均匀程度,有利于提高钢渣超微粉与活性炭、甲醛的降解作用面积。适量的钢渣超微粉可以提高生态活性炭的粉化率,抵消由于孔容积与比表面积降低导致的活性炭吸附降解作用下降的问题。