氮气流量对反应等离子喷涂TiN涂层形貌和显微硬度的影响

本文采用反应等离子喷涂技术在只改变氮气流量，固定其它工艺参数的备件下，制备了TiN涂层，并收集了少量TiN颗粒。通过SEM技术对涂层和TiN颗粒表面形貌进行了分析和研究，测试了TiN涂层的显微硬度。结果表明：氮气流量对氮化钛涂层的性能影响很大。当氮气流量为17501／h时，所得的氮化钛涂层致密，显微硬度最高且压痕形状规则。     

Al2O3颗粒/耐热钢复合材料的制备及高温磨料磨损性能

氧化铝与耐热钢在高温下都具有优异的特殊性能,氧化铝硬度高、热稳定性好、耐热钢的抗氧化性与热强性高,因此氧化铝颗粒增强耐热钢基复合材料可望获得好的抗高温磨料磨损性能。在154~200 μm的氧化铝颗粒表面通过化学气相沉积技术获得Ni涂层后,通过在氧化铝颗粒中加入耐热钢颗粒的方法与负压铸渗技术,获得了氧化铝颗粒体积分数在18 %~52 %的氧化铝颗粒/耐热钢基复合材料,并考察了其在900℃的磨料磨损工况下的耐磨性。结果表明:所有复合材料的耐磨性均比耐热钢的好,耐磨性最好的复合材料是氧化铝颗粒体积分数为39 %的复合材料,其耐磨性是耐热钢的3.27倍。通过扫描电镜分析了复合材料的磨损机理及不同氧化铝颗粒体积分数复合材料的磨损行为。     

氧化铝形貌和粒径对环氧-聚酯纳米复合耐磨涂层性能的影响

分别采用纳米气相氧化铝(F-Al_2O_3,平均粒径13nm)和纳米球形氧化铝(Q-Al_2O_3,平均粒径100nm)与环氧-聚酯粉末涂料熔融挤出复合,经静电涂装的方式制备环氧-聚酯纳米复合耐磨涂层。在多功能摩擦实验机上对不同填充量的两种纳米氧化铝颗粒复合涂层进行耐磨性测试,采用电子扫描显微镜观察纳米氧化铝颗粒在涂层中的分散情况,采用激光共聚焦扫描显微镜观察磨损面的形貌,并对涂层的表面粗糙度、光泽度进行测量。结果表明:F-Al_2O_3两种氧化铝颗粒都可改善涂层的耐磨性能,在相同填充量的情况下,F-Al_2O_3复合涂层的比磨损速率都低于Q-Al_2O_3体系。F-Al_2O_3颗粒质量含量为10%时,磨损速率变为纯树酯涂层磨损量的1/3;Q-Al_2O_3颗粒质量含量为30%时,磨损速率变为纯环氧-聚酯涂层的1/52。两者的颗粒都增加了涂层的表面粗糙度,F-Al_2O_3对涂层表面光泽度无影响,Q-Al_2O_3含量越高,表面粗糙度提高,光泽度下降。     

电弧离子镀TiN涂层陶瓷刀片的力学性能和界面结构

采用电弧离子镀技术在氧化铝基陶瓷刀片表面沉积了TiN涂层，结果表明，TiN涂层陶瓷刀片的抗弯强度和Weibull模数有较大的提高。扫描电子显微镜，X射线衍射，二次离子质谱分析表明：涂层表面平整光滑，为立方NaCl结构，并且呈现出明显的（220）择优取向，涂层与基体结合紧密，两者存在着明显的元素扩散。     

40Cr钢离子氮化与离子镀TiN复合涂层与苜蓿草粉之间的摩擦学特性

在橡胶轮磨料磨损实验机上考察了40Cr钢基体上离子氮化与离子镀TiN复合涂层在苜蓿草粉软磨料下的摩擦学特性。采用划痕法测定了涂层的结合力,利用XRD分析了涂层的相结构,应用扫描电子显微镜观察分析了涂层磨损表面形貌和磨损机理。结果表明:离子氮化与离子镀TiN复合涂层的膜基结合力和硬度均高于TiN涂层;其对于苜蓿草粉软磨料的耐磨性也高于TiN涂层和渗氮层;离子氮化过渡层能显著提高TiN涂层的膜基结合力并改善薄膜的韧性;涂层能有效限制硬质颗粒对基体的压嵌和切削。涂层在苜蓿草粉软磨料下的磨损机制既包括硬质颗粒磨料条件下的切削磨损,也包括软磨料条件下的多次塑性变形和周期疲劳磨损。涂层硬度和韧性的共增可以提高其对软磨料的耐磨性。     

钛合金表面氩弧熔覆原位合成TiB_2-TiN显微组织与形成机理

以BN和Ni60A合金粉末作为预置涂层,采用氩弧热源在Ti6Al4V合金表面原位合成陶瓷颗粒复合涂层。经过热力学计算和扫描电子显微镜线扫描分析,利用X射线衍射仪进行涂层物相分析,确定陶瓷颗粒为TiB2和TiN。利用扫描电子显微镜观察微观组织形貌,并探讨TiB2-TiN颗粒的形成机理。实验结果表明,采用适宜的熔覆材料合金粉末成分和熔覆工艺参数,可以获得TiB2-TiN颗粒复合涂层,TiB2形态呈棒状和细条状,TiN形态呈颗粒状。颗粒尺寸细小,分布均匀,且与基体冶金结合。复合涂层的显微组织沿层深方向分为熔覆区、结合区和热影响区。     

氧化铝粉体表面纳米化修饰及其在耐磨涂层中的应用

在低温条件(80℃)下,以钛酸丁酯为原料,利用胶溶–回流法在氧化铝粉体表面制备了纳米TiO2颗粒.通过扫描电镜、X射线衍射、X光电子能谱仪、BET等检测手段对复合颗粒的表面形貌、包覆层相组成、比表面积等进行了表征.结果表明,纳米TiO2颗粒在微粉表面形成纳米薄膜修饰层,包覆层主要为锐钛矿型相,表面纳米化修饰后氧化铝粉体表面的粗糙度显著增加,比表面积较包覆前提高了30倍以上.将经表面纳米化修饰后的微粉应用于以有机硅改性环氧树脂为基体的耐磨涂层中,其磨损失重仅为包覆前复合耐磨涂层的55%,耐磨性显著提高,并初步讨论了复合耐磨涂层的摩擦磨损性能.     

高频感应熔覆TiN/Co涂层组织及性能研究

为提高抽油杆表面的硬度和耐磨性,利用高频感应加热熔覆技术成功地在35CrMo钢基体上制备了TiN强化Co基复合涂层。涂层组织均匀致密,未出现明显的气孔、裂纹等缺陷。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段研究熔覆层的组织结构,利用维氏显微硬度计表征涂层的显微硬度,并对涂层进行大削盘摩擦副试验,分别测试其摩擦系数和磨损量。结果表明:熔覆层的组织主要是γ-Co过饱和固溶体,且Cr_(23)C_6、Cr_2B以及TiN等硬质相弥散分布于Co基体上;熔覆层具有较高的硬度,TiN掺杂量为10%的涂层表面硬度达到了788HV_(0.1),且由结合面至涂层表面,硬度逐渐增加;在相同的磨损条件下,10%TiN/Co复合涂层的耐磨损性能最好,其摩擦系数和磨损量较未添加TiN的涂层分别降低了40%和45%;涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损相结合。     

稀土Ce对电弧离子镀涂层颗粒和致密性的改善作用

电弧离子镀涂层的颗粒和致密度直接影响涂层的力学性能和表面质量.通过在阴极靶中引入约0.5%的稀土Ce,制得了TiN、Ti(Ce)N、(Ti,Cr)N、(Ti,Cr,Ce)N和CrN电弧离子镀层.SEM分析及研究表明:电弧离子镀涂层颗粒的形态除鹅卵状外,圆球形也很常见,炉灰夹杂也是一种涂层颗粒,它对涂层质量的影响更甚于液滴;在阴极靶和涂层中引入稀土Ce可显著减少液滴颗粒,提高涂层致密性.最后,还探讨了稀土元素改善离子镀涂层表面颗粒状况和提高涂层致密度的机理.     

28CrMo钢表面磁控溅射TiN涂层的组织结构及耐腐蚀性能

为了提高28CrMo钢表面的致密性和耐腐蚀性能,采用磁控溅射技术在28CrMo钢表面制备TiN涂层,通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等手段分析了TiN涂层的显微结构及其在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:采用磁控溅射技术在28CrMo钢表面制备了厚约0.5μm的TiN涂层,涂层与基体结合良好,没有出现明显的裂纹,涂层表面N的原子分数明显高于Ti;电化学Nyquist谱得到高频区的容抗弧可能是由电荷转移电阻引起和膜层引起,中频区的容抗弧由基体金属溶解时的传质弛豫引起,低频区的感抗弧由基体表面吸附物的弛豫过程引起;3.5%NaCl溶液中腐蚀96 h后TiN涂层表面有蚀坑,吸附有白色疏松的腐蚀产物,并出现大小不一的腐蚀坑;TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能,对改进高铬钢表面特性具有重要的作用。     

制取带中间层的Al2O3+ N i 复合材料的工艺研究

为了制取Al₂O₃+ Ni 复合材料, 首先用化学汽相沉积(CVD) 法在Al₂O₃颗粒表面镀TiN。用SEM (扫描电镜) 和EDX (能谱) 分析镀层的均匀性。用X 射线荧光光谱法分析粉末的Ti 含量。然后用热压法制取这种金属陶瓷复合材料。由于TiN 中间层的存在, 复合材料的致密化和力学性能获得明显改善     

Al2O3和Y2O3包覆的SiC复合粒子制备

本文利用非均匀成核法,将Al（OH）3和Y（OH）3均匀地包匿在SiC粒子表面,制备出被覆Al2O3和Y2O3的SiC复合粒子．包覆Al（OH）3的SiC粒子,其等电点IEP的pH=3．4移至pH=7.3,再用Y（OH）3包覆表面被覆Al（OH）3的SiC复合粒子后,其等电点IEP又从pH=73移至pH=8.6左右．并且表面包覆的SiC粒子,其水悬浮液流变性质发生了变化．经盐酸滴定表明,涂层物质的包覆率可达95％以上．     

AlCl_3-EMIC室温离子液体制备Al-Al_2O_3复合涂层

首次在室温下用含10g/L Al2O3颗粒的AlCl3-EMIC室温离子液体电沉积制备出Al-Al2O3复合镀层。沉降试验表明,Al2O3颗粒在酸性AlCl3-EMIC室温离子液体中能形成稳定的悬浮液。通过SEM观察镀层表面和断面形貌,发现Al2O3颗粒均匀地分布在镀层中。显微努氏硬度检测结果表明,Al-Al2O3复合镀层的硬度高于纯Al镀层,其中Al镀层的硬度随着电流密度的增大而增高,而Al-Al2O3复合镀层的硬度却随着电流密度的增大而呈降低的趋势。本文还讨论了Al2O3颗粒在离子液体中的分散机制,以及和颗粒共沉积的过程。     

Preparation of SiC Fiber Reinforced Nickel Matrix Composite

A method of preparing continuous(Al+Al2O3)-coated SiC fiber reinforced nickel matrix composite was presented,in which the diffusion between SiC fiber and nickel matrix could be prevented.Magnetron sputtering is used to deposit Ni coating on the surface of the(Al+Al2O3)-coated SiC fiber in preparation of the precursor wires.It is shown that the deposited Ni coating combines well with the(Al+Al2O3) coating and has little negative effect on the tensile strength of(Al+Al2O3)-coated SiC fiber.Solid-state diffusion bonding process is employed to prepare the(Al+Al2O3)-coated SiC fiber reinforced nickel matrix with 37% fibers in volume.The solid-state diffusion bonding process is optimized and the optimum parameters are temperature of 870,pressure of 50 MPa and holding time of 2 h.Under this condition,the precursor wires can diffuse well,composite of full density can be formed and the(Al+Al2O3) coating is effective to restrict the reaction between SiC fiber and nickel matrix.     

In-situ Synthesis and Formation Mechanism ofTiN-Al_2O_3/Al Composite

The synthesis of TiN and Al2O3 by in situ injection of reactive nitrogen gas into molten Al alloys has been evaluated over the temperature range from 1000 to 1600℃. It is shown that TiN and Al2O3 can be formed in melt with nitrogen and surplus oxygen (in vacuum room of the induction furnace) as the reactive gases over 1000℃. Up to 2.1 wt pct Al2O3 and 5.2 wt pct of TiN in situ phases in an Al alloy has been formed in a range of size from 0.8 to 5 μm. The formation mechanism of TiN and Al2O3 is discussed in this paper.     

Al2O3颗粒粒径和含量对α-Al2O3/Cu复合镀层性能的影响

本文研究了复合电沉积法制备的α-Al₂O₃/Cu 复合材料的性能和磨损特征, 测定了Al₂O₃粒径在0. 5～ 5Lm, 含量在4～ 16% 时Al₂O₃/Cu 复合镀层的硬度和磨损率, 用扫描电镜对磨损形貌进行了分析, 并对其磨损机制进行了探讨。结果表明, 镀层中硬度随Al₂O₃含量增加呈线性增长, 且含大颗粒Al₂O₃镀层的硬度略高于小颗粒镀层,Al₂O₃颗粒含量和粒径大小对磨损率和磨损机制有显著影响。     

In situ synthesis of TiN/Ti3Al intermetallic matrix composite coatings on Ti6Al4V alloy

The aim of this paper was to develop an in situ method to synthesize the TiN reinforced Ti₃Al intermetallic matrix composite (IMC) coatings on Ti6Al4V alloy. The method was divided into two steps, namely depositing pure Al coating on Ti6Al4V substrate by using plasma spraying, and laser nitriding of Al coating in nitrogen atmosphere. The microstructure and mechanical properties of TiN/Ti₃Al IMC coatings synthesized at different laser scanning speeds (LSSs) in laser nitriding were investigated. Results showed that the crack- and pore-free IMC coatings can be made through the proposed method. However, the morphologies of TiN dendrites and mechanical properties of coatings were strongly dependent on LSS used in nitriding. With decreasing the LSS, the amount and density of TiN phase in the coating increased, leading to the increment of microhardness and elastic modulus and the decrement of fracture toughness of coating. When the LSS was extremely high (i.e., 600 mm/min), only a thin TiN/Ti₃Al layer with thickness around of 100 μm was formed near the coating surface.     

金属基表面Al2O3-SiO2涂层耐冲蚀性能的研究

结合炼钢转炉用风机因炉气而导致叶片磨蚀较快的实际情况，从改善叶片材料的角度出发，采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2涂层用在金属基体上进行试验。结果表明在含3％（质量分数）Si02磨粒的水介质中，单一三层的SiO2涂层、SiO2-Al2O3-SiO2涂层及混合溶胶制备的复合涂层的耐冲蚀性相近，均比单一三层的Al2O3涂层及A12O3-Sio2-Al2O3涂层好。混合溶胶制备的复合涂层在3％（质量分数）SiO2磨粒的酸性介质中表现出了良好的耐冲蚀性。     

Al2O3/TiO2纳米复合粉体爆炸喷涂层微结构及纳米压痕力学特性

研究了纳米复合涂层（NCC）和传统涂层（MCC）的微观结构及纳米压痕力学性能.NCC孔洞小,具有良好的均质分布特征.MCC中存在多级尺度分布的孔洞及微裂纹等缺陷,呈现明显的非均质分布特征.NCC中大量晶界、亚晶界和微裂纹使得涂层中Al2O3基质相细化为纳米晶粒,但MCC中存在大量未熔片层颗粒.NCC和MCC具有各向异性的弹性、塑性、硬度和弹性模量.NCC比MCC相应的断面和表面具有更优良的抵抗外加负载性能、弹性恢复能力,更高的纳米压痕硬度和弹性模量.     

TiN、AlN弥散相强韧化Al2O3基复合材料的工艺研究

在N2保护下，采用反应烧结制得TiN、AlN弥散相强韧化A12O3基复合材料。用SEM和X射线衍射法分析了试样的成分分布和显微结构，发现用该技术制备的复合陶瓷材料中，含有纳微米混合分布的AlN晶粒。通过测试试样的密度和各项力学性能，可以看出TiN、AlN弥散相强韧化Al2O3基复合材料有较为明显的效果。本文重点分析了制备工艺和成分配比对复合材料性能的影响。