激光熔覆Mo2NiB2-Cr7C3复合陶瓷熔覆层组织结构与性能研究

目的 采用激光熔覆法在45#钢表面制备耐磨耐蚀的Mo2NiB2-Cr7C3复合陶瓷熔覆层,并研究制备工艺对组织结构与性能的影响.方法 采用3 mm/s与4 mm/s的激光扫描速率及添加Cr7C3颗粒的工艺,激光熔覆制备Mo2NiB2-Cr7C3熔覆层.利用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪对熔覆层的组织结构、元素分布与物相组成进行分析.利用维氏显微硬度计、摩擦磨损仪与电化学工作站对熔覆层的硬度、摩擦性能与腐蚀性能进行分析.结果 Mo2NiB2-Cr7C3复合陶瓷熔覆层与45#钢基材间存在熔合过渡区,形成良好的冶金结合.熔覆层物相主要由Mo2NiB2、Cr7C3、{FeNi}合金相组成,其中Mo2NiB2相与Cr7C3相在熔覆层中间位置处聚集,3 mm/s扫描速率增加了{FeNi}相的含量.熔覆层的显微硬度由表及里先增后减,最高值可达1300HV0.1以上,可提高45#钢的硬度(220HV0.1)6倍.相较于45#钢,熔覆层具有更低的摩擦因数、磨损量与更优的耐腐蚀性能,其中4 mm/s制备的Mo2NiB2-Cr7C3硬度最高,耐磨性能最优(平均摩擦因数为0.66,磨痕深度为8.6μm),耐腐蚀性能最好(腐蚀电流比45#钢低1个数量级).结论 较高的扫描速率(4 mm/s)与Cr7C3颗粒的添加可有效提高Mo2NiB2-Cr7C3熔覆层的机械与耐腐蚀性能,可用于45#钢的表面改性.     

等离子喷涂对AZ91合金耐蚀性能的影响

采用等离子喷涂法在AZ91合金表面制备了不同配比的Al_2O_3+Zr O_2复合涂层(分别记为:AZ30,AZ60和AZ80),对比分析了不同配比的Al_2O_3+Zr O_2复合涂层的表面形貌、截面形貌和耐腐蚀性能。结果表明,AZ30涂层中出现了少量微裂纹和气孔;AZ60涂层中存在明显的未熔粒子和微裂纹,且数量高于AZ30涂层;AZ80涂层较为疏松,涂层致密性较差。经过等离子喷涂改性后的陶瓷层的耐腐蚀性能均优于基材,且耐腐蚀性能顺序为:AZ30涂层AZ60涂层AZ80涂层AZ91基材。     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

HVOF/AC-HVAF热喷WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性能

采用高速火焰热喷涂系统（HVOF/AC-HVAF）在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了三种组织结构不同的WC-10Co-4Cr涂层,通过料浆罐冲蚀试验机对三种涂层和0Cr13Ni5Mo基材的冲蚀行为和冲蚀机制进行了研究,重点分析涂层组织与耐冲蚀性能的关系. 结果表明,三种涂层的耐冲蚀性能均优于0Cr13Ni5Mo基材,冲蚀失重仅为基材的6% ~ 35%,组织越均匀、致密的涂层耐冲蚀性能越优. 低攻角冲击时,涂层冲蚀机制以粘结相去除,WC颗粒剥落为主,基材冲蚀机制主要为微切削;高攻角冲击时,涂层冲蚀机制以涂层剥落为主,基材的冲蚀机制主要为变形磨损. 涂层的组织决定了不同试验条件下涂层的冲蚀行为和冲蚀机制.     

化工设备的表面化学镀与性能研究

采用化学镀的方法在磷化工设备表面沉积了Ni-B涂层,对比分析了不同沉积时间下涂层的沉积速度和显微形貌,并分析了涂层的耐腐蚀性能和磨损性能。结果表明,沉积时间超过80 min后涂层的沉积速度基本为0;沉积时间为80 min的Ni-B涂层的表面粗糙度Ra为177 nm,相较于未进行化学镀的基材的表面粗糙度有所增加;经过表面化学镀处理后的Ni-B涂层的耐腐蚀性能相对化工设备基材有明显提高,且摩擦系数明显低于化工设备基材;在磷化工设备进行化学镀后,主要磨损机制从基材的磨粒磨损转变为涂层的粘着磨损。     

Ni包MoS_2添加对等离子喷涂Mo涂层组织及性能的影响

针对车轮与钢轨的异常磨耗问题,采用等离子喷涂技术在CL60钢上制备了三种Mo涂层,即纯Mo、Mo+5%Ni/MoS_2、Mo+15%Ni/MoS_2。对三种涂层的微观组织、孔隙率、显微硬度、弹性模量、结合强度、耐磨性能进行表征。结果表明:三种等离子喷涂Mo涂层具有典型的层状结构且涂层与基材之间为机械结合。Ni包MoS_2的加入有效降低了Mo涂层的孔隙率,而且涂层硬度提高,但对涂层的弹性模量没有实质性影响。纯Mo涂层与基材的结合强度为27.07 MPa,随着涂层中Ni包MoS_2增强相的质量分数从5%增加到15%,涂层与基体的结合强度由32.53 MPa增加到39.88 MPa。Mo涂层可有效改善车轮材料的摩擦磨损性能,随着涂层中增强相Ni/MoS_2含量的增加,涂层的磨损量逐渐减小。但增强相Ni/MoS_2的加入增加了Mo涂层与基材的摩擦系数。     

激光重熔改性等离子喷涂陶瓷涂层的组织及其耐腐蚀性能

以纳米Al2O3粉末为填料,采用激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层技术,在45号钢表面制备了纳米改性Al2O3 13%(质量分数)TiO2/nano-Al2O3复合陶瓷涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜研究了纳米Al2O3改性后的陶瓷涂层的组织及涂层的耐腐蚀性能.结果表明,在激光的作用下,原等离子喷涂层Al2O3 13%TiO2的片层状组织得以消除;激光重熔区亚稳相y-Al2O3转变为稳定相α-Al2O3,重熔层由α-Al2O3和TiO2组成.与等离子喷涂Al2O3及Al2O3 13%TiO2陶瓷涂层相比,纳米Al2O3改性后的Al2O3 13%TiO2/nano-Al2O3陶瓷涂层致密化程度明显提高,耐腐蚀性能也得到了明显的改善.     

激光微纳烧结处理对玻璃陶瓷涂层组织及腐蚀性能的影响

采用高温烧结、球磨破碎的方法制备出了SiO2玻璃与Cr2O3陶瓷包覆型玻璃陶瓷复合粉末.利用常规氧—乙炔火焰喷涂技术在45钢基材表面制备出了玻璃陶瓷保护涂层,并使用激光微纳烧结技术对热喷涂层进行二次处理.研究了激光微纳烧结对玻璃陶瓷涂层组织与性能的影响.结果表明,采用激光微纳烧结对玻璃陶瓷涂层进行二次处理,可提高涂层结构的致密性,使组织均匀化,减少涂层中的微孔和微裂纹;明显提高界面的结合强度和涂层的疏水性能与耐蚀性能.因此激光微纳烧结二次处理技术可以显著提高玻璃陶瓷涂层的综合性能.     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

等离子喷涂含Al_2O_3-TiO_2颗粒的Fe基非晶合金涂层的性能(英文)

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

304不锈钢表面TiN涂层的耐蚀性能

目的 提高304不锈钢的耐腐蚀性能.方法 采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN涂层,并采用SEM、XRD及GDOES对涂层的表面形貌、成分进行测试.通过极化曲线和电化学噪声技术评价TiN涂层和基体在pH=2.5的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,并研究涂层的失效机制.结果 在304不锈钢表面沉积了厚约1μm且均匀、致密的TiN涂层.极化曲线分析表明,基体和TiN涂层试样出现了自钝化和点蚀现象,其中304不锈钢基体的腐蚀电位为-0.41 V,腐蚀电流密度为8.01×10-6 A/cm2,与之相比,TiN涂层的腐蚀电位(-0.28V)明显增大,腐蚀电流密度(6.34×10-8 A/cm2)显著降低.电化学噪声分析显示,在浸泡初期,TiN涂层电极电流暂态峰数量较少,强度较大,噪声电阻较低,而随着浸泡时间的延长,其电流暂态峰数量增加,强度降低,噪声电阻明显大于304不锈钢基体.腐蚀形貌观察表明,304不锈钢和TiN涂层表面均出现了点蚀.结论 TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能.TiN涂层主要起物理阻碍作用,涂层的主要失效形式是涂层表面的微观缺陷和破裂.     

不同活化工艺对电解镍始极片结合力及性能的影响

目的为了提高电解镍始极片与基体的结合力,增加镀层耐蚀性能,改善镀层质量。方法通过采用不同的活化工艺对基体进行表面处理后制备镀层,采用划格法测试镀层与基体的结合力,用场发射电子扫描显微镜观察镀层与基体的截面形貌,用X射线衍射仪(XRD)分析镀层的相组成、应力以及镀层晶粒尺寸大小,用电化学工作站研究镀层的耐蚀性能。结果基体经过活化工艺处理后,镀层与基体结合均匀、致密、完整,大幅提高了镀层与基体的结合力,改善了镀层质量,镀层内应力由287.2 MPa降低到220.0 MPa,并且活化工艺不会给镀层引入其他杂质元素以及改变晶粒尺寸大小。电化学性能测试后发现,经过活化工艺后的镀层耐蚀性能增大,自腐蚀电位由-0.5481 V升高到-0.3980 V;自腐蚀电流密度由9.941μA/cm~2降低到2.927μA/cm~2。结论钛基体经过活化处理后,生成一层薄的活化膜,这层活化膜通过提高钛基体的表面活性,改变钛基体表面状态,来提高金属电沉积层与钛基体的结合强度,同时镀层的综合性能也得到了改善。     

沉积时间对镁合金表面Ca-P生物涂层耐蚀性能的影响

目的：镁合金在生物医学领域具有很好的应用前景,为消除其在人体环境中降解速度过快的不足,需在镁合金表面制备一层能够降低其腐蚀速度且具有很好生物相容性的防护涂层。方法采用电沉积法在AZ91D镁合金表面制备Ca-P生物涂层,沉积条件为：在Ca(NO3)2和NH4H2PO4浓度分别为0.1 mol/L和0.06 mol/L的电解液中,pH值4.5,沉积电压2 V,沉积时间分别为1、2、3和4 h。采用XRD、SEM/EDS分析Ca-P涂层的相结构、微观形貌和化学成分,测试Ca-P涂层在Hank,s模拟体液中的极化曲线。结果镁基体表面均获得物相为 DCPD(二水合磷酸氢钙)的生物涂层,但涂层表面形貌随沉积时间的不同变化明显,当沉积时间为3 h时,涂层颗粒尺寸均匀、细小,涂层钙磷比为1.324。极化曲线结果表明,沉积1 h时涂层对基体已有一定的防护作用,随着沉积时间的加长,涂层的腐蚀电压也呈增大趋势。相对镁基体,沉积3 h的涂层腐蚀电位升高了180 mV,腐蚀电流密度降低了3个数量级。结论当沉积时间为3 h时,涂层的耐蚀性最好。     

镍铝青铜9442#合金及其冷喷涂涂层磨蚀行为

采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金上制备了较为致密,厚度约300μm的镍铝青铜涂层,使用SEM、XRD、XPS、电化学工作站、磨蚀试验机观察并测试了镍铝青铜合金与涂层的组织形貌、电化学行为与磨蚀性能。结果表明：电化学腐蚀后基体发生了晶间腐蚀和选相腐蚀,涂层被腐蚀后颗粒上出现微孔和裂纹;磨蚀过程中存在着摩擦与钝化的协同作用以及摩擦促进阳极溶解的过程;相比于静态条件下,涂层与基体在磨蚀条件下测得的自腐蚀电位有大幅度下降,自腐蚀电流均提高了一个数量级,涂层与基体耐腐蚀性能变差;相比于干摩擦过程,磨蚀过程中涂层与基体的摩擦系数均有较大提高,减磨性能变差。     

Role of thickness on electrochemical behaviour of Ni2Si coatings in NaCl solution

Abstract

Ni₂Si intermetallic coatings were deposited on a substrate of 420 stainless steel using a high velocity oxy-fuel (HVOF) process. The electrochemical corrosion behaviour of the coatings in 3.5% NaCl solution was investigated by means of Tafel polarisation tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements. Two coatings with different thicknesses, 55 and 115?μm, were investigated. The results showed that the corrosion rate of the thicker coating was lower than that of stainless steel by one order of magnitude. Local attack of the substrate was observed after the polarisation test of this coating, while the coating was still intact. The thinner coating and the stainless steel substrate showed similar corrosion rates. In this case, the substrate was severely attacked after the polarisation test. Two time constants were observed in the EIS spectra of both coatings which were related to charge transfer processes and pore resistance, respectively.     

铝合金焊接区喷射式微弧氧化陶瓷层耐腐蚀性研究

目的研究喷射式微弧氧化对改善铝合金焊接区耐腐蚀性能的可行性。方法使用自行研制的喷射式微弧氧化设备,在铝合金焊接区表面制备一层陶瓷膜,并在同等参数下制备一层浸入式微弧氧化陶瓷层进行对比。通过扫描电镜观察陶瓷膜表面和截面的微观形貌,并对陶瓷膜截面进行元素分析;分别利用铜加速盐雾腐蚀实验和动电位极化实验检测陶瓷膜的耐腐蚀性能,分析陶瓷膜的耐腐蚀性能。结果两种方法制备的陶瓷膜微观形貌相似,表面都有许多"火山口"状产物并伴有裂纹,截面疏松多孔,主要元素为Al和O;经240 h盐雾腐蚀后,3种试样均有不同程度的腐蚀,其中铝合金焊接基体腐蚀最严重,浸入式、喷射式次之,其腐蚀失重率分别是0.0072,0.0039,0.0023 g/cm2;极化曲线显示,铝合金基体、焊接基体、浸入式陶瓷膜、喷射式陶瓷膜腐蚀电位分别为-0.794,-0.742,-0.615,-0.578 V,耐腐蚀性依次增强。结论喷射式微弧氧化陶瓷层耐腐蚀性能表现较好,基本达到制备要求,在不适于浸入式微弧氧化的条件下可采用喷射式方法处理。     

镀镍碳钢在高温无氧水中的腐蚀电化学行为

利用线性极化法、极化曲线法和交流阻抗技术研究了化学镀非晶态Ni-P和电镀纳米Ni处理的碳钢在高温无氧水中的腐蚀电化学行为.结果表明,功能镀镍薄膜/碳钢复合材料在高温无氧水中的腐蚀是在电偶腐蚀条件下因氢去极化引起的电化学腐蚀,腐蚀的特征是点蚀,腐蚀的程度取决于镀层的均匀程度和镀层自身的耐蚀能力.     

骨植入镁合金表面缓蚀剂覆载的微弧氧化/PLGA复合涂层的制备与表征

目的 在可降解镁合金表面制备缓蚀剂覆载的微弧氧化/聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)复合涂层,提高其耐蚀性.方法 首先利用微弧氧化技术在镁合金表面制备出适合复合缓蚀剂涂层的微弧氧化(Micro-Arc Oxidation,MAO)涂层,之后在微弧氧化多孔涂层上浸涂PLGA-缓蚀剂涂层,得到复合涂层,缓蚀剂选择天然植物提取物姜黄素(Curcumin,Cur).利用SEM&EDS、FTIR和AFM等实验对涂层形貌、成分及结构进行分析,通过电化学测试、体外浸泡实验评价涂层的耐蚀性能.结果 FTIR结果表明Cur可成功覆载在涂层中,且不与PLGA发生反应.电化学测试和体外浸泡实验表明MAO/PLGA-Cur涂层能有效提高镁合金的耐蚀性.动电位极化曲线显示MAO/PLGA-Cur涂覆样品的腐蚀电流密度比基体下降了3个数量级,浸泡14 d的质量损失比基体下降62.04％,比未覆载的样品减少26.63％.结论 MAO时间为10 min为最合适复合缓蚀剂涂层的参数.Cur作为缓蚀剂的最佳添加量为0.12％,PLGA的最佳添加量为12％,最佳浸涂角度为0°.     

盐雾环境下X70管线钢等离子喷涂铝涂层的腐蚀行为

目的研究X70管线钢的防腐工艺,以延长其使用寿命。方法采用等离子喷涂方法在X70管线钢基体表面制备铝涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面、界面质量和微观形貌进行分析。利用盐雾腐蚀试验,对比分析涂层对基体的保护作用机制。结果涂层为富铝层,主要以富铝脆性物相存在,并受环境空气的影响,涂层出现孔洞、裂纹和未熔颗粒等缺陷。涂层表面因铝粉颗粒尺寸差异,颗粒间熔融状态不同,导致表面铝元素呈波浪式分布。涂层界面结合处,铁、铝元素相互渗透,形成Fe-Al冶金结合,增加了涂层结合强度。热处理后,未熔颗粒及部分金属氧化物熔化并填充涂层缺陷,减小了表面粗糙度和孔洞率,提高了涂层质量。盐雾腐蚀16h后,未喷涂涂层试样表面出现了严重的点蚀现象,影响了管线钢的使用寿命。喷涂铝涂层试样在盐雾腐蚀试验120h后,表面出现了轻微腐蚀现象。结论涂层表面形成了致密氧化膜,避免了腐蚀介质和基体直接接触,提高了X70管线钢的耐腐蚀性。     

(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究

采用电弧离子镀（AIP）技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层（普通涂层）和（Ni-CoCrAlYSiB+AlSiY）复合涂层,研究了高温合金基体与2种涂层分别在900和700℃下的涂盐（Na₂SO₄+K₂SO₄和Na₂SO₄+NaCl）热腐蚀行为.结果表明:高温（900℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,而且涂层内部出现内氧化和内硫化现象;复合涂层表面主要生成Al₂O₃,外层出现程度较轻的内氧化,涂层表层Al含量仍然较高,维持表面Al₂O₃膜的形成和修复.低温（700℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,涂层内部出现严重的内氧化;复合涂层表面也出现了内氧化,高Cr的内层未受腐蚀,有助于提高涂层的抗腐蚀性能.