前处理工艺对NdFeB表面真空蒸镀Al薄膜结构及性能的影响

为了开发烧结钕铁硼磁体表面低损伤、环境友好型镀膜前处理工艺,在分别采用抛光、酸洗(50 s)、吹砂、吹砂+酸洗(5 s)4种不同工艺处理的烧结NdFeB磁体表面真空蒸镀Al薄膜。经不同工艺前处理的NdFeB基体和涂层的形貌采用扫描电子显微镜进行观察;采用拉伸试验对Al涂层和基体之间的结合力进行测试;NdFeB基体的自腐蚀行为采用电化学极化曲线进行表征。结果表明:吹砂前处理后NdFeB基体表面存在一层晶粒损伤层,导致镀Al薄膜试样镀层与基体之间的结合力(9.54 MPa)最差。而采用吹砂+酸洗(5 s)前处理后NdFeB表面镀Al试样镀层与基体之间结合力可达13.58 MPa。酸洗(50 s)及喷砂+酸洗(5 s)前处理后基体试样的自腐蚀电流密度基本相同(21μA·cm~(-2)),仅为抛光及喷砂前处理基体试样的20%。在4种工艺当中,吹砂+酸洗(5 s)前处理工艺获得最高的结合力和优异的耐腐蚀性能。     

机械研磨对AZ31镁合金化学镀镍磷镀层性能的影响

在AZ31镁合金化学镀镍磷的过程中施加机械研磨作用,获得了具有新特性的镍磷镀层。扫描电镜观察表明,施加机械研磨获得的镍磷镀层的晶粒细化、致密性提高、消除了镀层中的孔隙。镀层截面的形貌结果显示,与传统化学镀镍磷层相比,施加机械研磨后镀层与基体的结合处形成了一个合金化的过渡区域,使镀层与基体的结合力得到显著的提高。由动电位极化曲线测试结果可知,施加机械研磨后镀层的自腐蚀电位提高到-0.2 V,相对传统化学镀镍磷层的电位提高了0.9 V,耐蚀性能显著提高。     

AZ91镁合金化学镀镍前处理的工艺

研究了H3PO4+Na2MoO4、H3PO4+KMnO4和H3PO4+Na3PO4三种酸洗工艺以及NH4HF2活化工艺等前处理工艺对AZ91 HP镁合金化学镀的影响.通过金相实验及极化实验,结果表明,AZ91 HP镁合金经H3PO4+ Na3PO4酸洗后再经NH4HF2工艺活化处理后施镀,可获得表面光亮、结合力强和耐蚀性能较好的镍-磷镀层.镁合金酸洗处理后表面的平整程度会影响其化学镀层平整度和光亮度,而活化处理后表面的粗糙程度则影响镀层和基体的结合力.     

锌系磷化膜对钕铁硼/Ni-P镀层结合力的影响

针对工业化生产中烧结NdFeB磁体与Ni-P化学镀层结合力差的问题,尝试在磁体表面制备一层磷化膜,以提高Ni-P镀层与基体的结合力。通过正交实验确定了磷化液的组成及工艺,利用扫描电镜分析了磷化膜表面形貌的演变规律,并讨论了表面形貌对镀层结合力的影响机制。结果表明,磷化处理后的磁体表面与Ni-P镀层的结合力由2.33 MPa提升到10.07 MPa,其原因是磷化膜表面大量均匀的微裂纹对Ni-P镀层的机械钉扎作用。     

镁合金微弧氧化-化学镀的研究

利用能谱分析（EDS）、扫描电镜（SEM）和电化学测试等分析手段，研究了以微弧氧化为前处理，以硫酸镍为主盐的镁合金“无氟酸性”化学镀工艺及其镀层性能。结果表明：微弧氧化膜可以有效地防护镁合金，在其表面实现以硫酸镍为主盐的“无氟酸性”化学镀，得到了对环境友好的化学镀新工艺：所得微弧氧化一化学镀层致密、颗粒细小，镀层HV硬度为10195MPa，耐蚀性能显著提高，自腐蚀电位提高为-0．2V左右，钝化区间达800mV左右：化学镀层与镁合金基体结合力明显加强。     

钛合金双极板磁控溅射制备TiC和TiCrC改性镀层的性能

使用非平衡磁控溅射技术,在钛合金表面制备TiC、TiCrC镀层。使用XRD、SEM、划痕实验、电化学和接触电阻分析了镀层的表面质量、耐蚀性能和接触电阻。结果表明:TiC镀层为TiC相,TiCrC镀层包含CrC相和TiC相;两种镀层表面致密,质量良好,膜基结合力强;两种碳化物镀层的腐蚀电流密度相较于钛合金基体均降低了1个数量级;在1.4MPa压力下钛合金基体、TiCrC镀层和TiC镀层的接触电阻分别为60、16.5和20.9mΩ·cm~2。     

纳米Al2O3对电刷镀Ni-P复合镀层耐蚀性能的影响

目的为延长油墨刮刀的使用寿命,提高刮刀的耐蚀性能。方法采用电刷镀方法在高碳钢基体表面制备了Ni-P镀层和共沉积纳米Al_2O_3的Ni-P/Al_2O_3复合镀层。通过动电位极化曲线、腐蚀失重曲线和交流阻抗谱等方法研究了Ni-P镀层和Ni-P/Al_2O_3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,采用扫描电子显微镜和能谱仪对两种镀层腐蚀前后的显微组织和成分进行分析。结果纳米Al_2O_3在Ni-P镀层中的共沉积,使镀层的腐蚀电位由-0.318 V正移到-0.237 V,自腐蚀电流密度由6.04μA下降到5.75μA,这是因为纳米Al_2O_3标准电位比Ni更正,在镀层中的均匀分布能使腐蚀电位正移,在腐蚀过程中形成Ni-P合金作为阳极、Al_2O_3粒子作为阴极的腐蚀微电池,促进阳极极化。共沉积纳米Al_2O_3后,Ni-P/Al_2O_3复合镀层的电化学反应电阻Rct值由1.066×104?·cm~2增大至2.864×104?·cm~2,双层电容Cd I值由43.45μF/cm~2下降到27.36μF/cm~2。与Ni-P镀层相比,Ni-P/Al_2O_3复合镀层表面结构更致密,缺陷更少,在腐蚀过程中,P和O元素在Ni-P镀层表面富集形成钝化膜,抑制腐蚀的进行。结论共沉积Al_2O_3纳米颗粒能有效改善Ni-P镀层的耐蚀性能。     

脉冲电压对黄铜合金耐蚀性能的影响机制

为探究脉冲电压对高锌二元黄铜合金耐蚀性能的影响,通过对黄铜合金熔体施加不同电压的电脉冲处理,制备了黄铜合金试样。采用电化学工作站、扫描电镜和X射线衍射技术等研究了电脉冲处理前后黄铜合金试样的电化学性能和腐蚀层厚度。结果表明:电脉冲处理可有效降低黄铜合金的平均晶粒尺寸,显著提高其耐蚀性能。黄铜合金试样的容抗弧直径由未处理时的741.1μm提高到经500 V处理的2898.0μm,自腐蚀电位由未处理时的-0.2719 V提高到-0.2378 V,自腐蚀电流密度由未处理时的6.3147×10~(-6) A·cm~(-2)降低到4.6971×10~(-7) A·cm~(-2),腐蚀层厚度由未处理时的49.8μm降低到30.8μm。     

铂钛不溶性阳极研制

主要研究了钛基镀铂工艺,确定了工艺中各种参数值,测定了铂钛不溶性阳极的各种性能.本工艺所得铂钛不溶性阳极耐腐蚀性强,与基体结合力好,镀层厚度2～5μm.     

预处理工艺对TC4合金铜镀层结构和镀层结合力的影响

采用硫酸铜无氰镀铜技术在TC4钛合金表面制备铜镀层,研究了预处理(包括活化和预镀)对镀层结构、成分及镀层结合力的影响,分析了镀层形成过程及断裂特征,讨论了镀层断裂机理。结果表明:活化形成了氢化物转化膜,产生封闭效应,抑制了镀层形成过程中氧渗透和扩散,膜层均匀致密,镀层结合力较未活化处理明显提高。活化预镀Ni后形成了Cu/Ni/Ti多层结构,Ti/Ni膜层间易于形成冶金结合,增加了界面稳定性,所得镀层结合力较好。分析表明:活化预镀处理后,断裂产生于Cu/Ni界面,表明经活化后钛合金基体与镀层结合力可靠。     

304不锈钢表面冷喷涂TC4钛合金涂层性能研究

采用冷喷涂技术在304不锈钢表面制备了TC4钛合金涂层,通过扫描电子显微镜观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4钛合金涂层致密性存在较为明显的梯度现象,靠近基体的涂层密度明显高于表面;涂层喷涂过程没有出现明显氧化现象,与基体的结合强度可达20 MPa左右;涂层的耐腐蚀性能优于304不锈钢,可大大提升不锈钢材料在海洋环境中的耐点蚀性能。     

基于微弧氧化和电化学沉积在纯Ti基体表面制备FHAP/MAO复合涂层的腐蚀行为和机械性能研究

本论文采用微弧氧化和电化学沉积（ED）技术在工业纯钛（CPTi）表面沉积氟掺杂羟基磷灰石（FHAP）/微弧氧化（MAO）复合涂层。并在Hsnk"s溶液中对未涂覆的CPTi基材和涂覆的样品进行电化学耐腐蚀性测试。本文研究了MAO界面层对涂层微观结构，力学性能和电化学性能的影响。结果表明，HAP / Ti，FHAP / Ti和FHAP / MAO / Ti复合涂层样品在模拟Hank"s溶液中显着提高了CPTi基体的耐腐蚀性能。然而，力学性能测试表明，与具有MAO界面层的FHAP / Ti涂层的结合强度（18.1MPa）相比，FHAP / Ti涂层的结合强度较差（10.7MPa）。此外，FHAP / MAO / Ti涂层与去离子水的接触角约为35.8°，这更有利于促进细胞附着和增殖。     

表面渗硼对新型β-钛合金耐腐蚀性能的影响

目的通过制备渗硼涂层,提高新型β-钛合金的耐腐蚀性能。方法采用固体粉末包埋法,在空气及氮气气氛中,选取不同的渗硼温度,在Ti-33Nb-4Sn(简称334钛合金)表面渗硼。对比分析涂层的表面、断面形貌,总结渗硼涂层的生长规律。利用电化学测试方法,测定334钛合金制备渗硼涂层前后,在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀性能。结果在不同的制备条件下,都能在新型β-钛合金表面形成一层致密、连续的渗硼层。该涂层为双层结构,由致密的外涂层和针须状的过渡层组成。在相同气氛下制备的涂层,随着渗硼温度的升高,致密外涂层厚度增加。在氮气气氛下制备的涂层致密外涂层的厚度,大于同温度下在空气中制备的涂层。基体经过不同条件渗硼处理后,开路电位都明显提高。334钛合金基体的自腐蚀电位为0.6692 V,腐蚀电流密度为2.356μA/cm^2。在空气中经过900、950、1000℃温度渗硼后,自腐蚀电位分别为1.0993、0.7221、0.7639 V,腐蚀电流密度分别为3.377、2.274、1.584μA/cm^2。在氮气中经过900、950、1000℃温度渗硼后,自腐蚀电位分别为0.8617、0.6804、0.8143 V,腐蚀电流密度分别为1.358、1.445、1.525μA/cm^2。结论渗硼涂层可提高334钛合金的耐腐蚀性能,氮气气氛下制备涂层的耐腐蚀性能明显优于空气气氛。     

NiAl/NiCoCrAlY/8YSZ复合喷涂层的微观结构与性能研究

目的提高金属/陶瓷隔热涂层体系在海洋环境下的耐腐蚀性能。方法利用冷喷涂方法制备NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层,与等离子喷涂制备的8YSZ陶瓷层构成适用于海洋环境的多层结构耐蚀隔热涂层体系。利用FE-SEM分别观察喷涂态粘结层和陶瓷层的表面、横截面形貌,通过EDS分析涂层元素分布;利用XRD分析表征涂层的物相组成;借助万能材料试验机,采用拉伸法测试涂层结合强度;利用热循环试验和焰流冲刷试验测试涂层的耐高温性能。结果微观分析表明,冷喷涂制备的NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层形貌致密,涂层材料未发生明显氧化,颗粒变形程度不一,粘结层与基体间的结合强度约为18.4 MPa,粘结层与8YSZ陶瓷层界面结合紧密。陶瓷层物相结构和成分稳定,涂层经12次热震循环和1000个周期的高温焰流冲击后,表面未出现开裂、起皮和脱落。结论采用冷喷涂法和等离子喷涂法联合制备的耐蚀隔热复合涂层体系具备良好的耐热性和耐腐蚀性。冷喷涂制备的金属涂层结构致密,孔隙率低,与陶瓷层结合良好,能够有效提高涂层体系在腐蚀性环境中的耐蚀性能。NiAl复合涂层可以缓解Ni CoCrAlY粘结层和铝合金基材间的热匹配问题,增强涂层的结合性能。     

TC4钛合金铜镀层的性能*

传统的氰化物镀铜工艺会对环境造成极大的危害,钛合金无氰镀铜技术具有较高的研究价值。采用无氰化物硫酸盐镀铜技术在TC4钛合金表面制备铜镀层,利用扫描电子显微镜和能谱仪对其镀层形貌、成分、结合力、磨损形貌进行分析,并利用电化学方法和摩擦磨损试验研究其抗蚀性与耐磨性。结果表明:无氰化物镀铜技术在TC4钛合金表面电镀铜可获得表面均匀致密,结合力良好的镀层;TC4钛合金表面电镀铜后,摩擦因数由0.520降至0.381,可见钛合金表面铜镀层通过减摩作用能有效的改善和提高其耐摩擦磨损性能。TC4钛合金镀铜和未镀铜表面均存在钝化区,两者维钝电流密度分别为1×10-2 A/cm2和4×10-5 A/cm2,均有较好的抗腐蚀性能,TC4钛合金镀铜后的表面抗腐蚀性能较基体有所降低。     

TC4钛合金表面沉积CrAlSiN涂层的组织与性能

为了提高TC4钛合金表面硬度和耐磨性能,通过等离子渗氮技术和多弧离子镀技术相结合的方法对TC4钛合金进行表面改性处理。通过扫描电镜、维氏显微硬度计、三维轮廓仪、高速往复摩擦磨损试验仪和电化学工作站,对比研究了TC4钛合金、渗氮层和CrAlSiN涂层的显微组织、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明,经渗氮处理后,TC4合金表面渗氮层硬度提高了约2倍,在此基础上制备的CrAlSiN涂层的平均硬度高达3222 HV0.025,涂层表面存在少许大颗粒和凹坑;CrAlSiN涂层平均摩擦因数为0.22,磨损机理主要为粘着磨损,对磨副的材料粘着到涂层表面,而涂层几乎无磨损,耐磨性能显著提高。CrAlSiN涂层的自腐蚀电位为-0.542 V,比TC4钛合金基体的自腐蚀电位-0.747 V正移了0.205 V,表明在渗氮层基础上沉积CrAlSiN涂层显著提高了合金的耐电化学腐蚀性能。     

贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能研究

利用电化学测试技术、扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDS)对贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:在50μg/gCl-的KCl溶液中,钛镀层的腐蚀电位远高于贫铀的腐蚀电位,钛镀层对贫铀是阴极性镀层,对贫铀的保护是基于其对腐蚀介质的物理屏障作用;贫铀表面完整钛镀层的极化电阻和电化学阻抗幅值远大于贫铀,腐蚀电流远小于贫铀,完整钛镀层对贫铀具有良好的抗腐蚀保护作用;贫铀表面钛镀层的腐蚀特征为局部腐蚀,由孔蚀向电偶腐蚀转变;破坏的钛镀层将加速铀基体的腐蚀。     

电沉积Cr-WO3纳米复合镀层及其性能研究

目的提高表面Cr镀层的耐腐蚀性能和热稳定性。方法将纳米WO_3颗粒充分分散于镀Cr液中。用直流电沉积的方法在低碳钢表面电沉积Cr-WO_3纳米复合镀层。通过金相显微镜、X射线衍射仪分别观察镀层表面微观形貌和测试镀层的物相结构。通过维氏硬度测试、极化曲线和电化学阻抗测试,分别评价Cr-WO_3纳米复合镀层的硬度和耐腐蚀性能。结果 Cr镀层和Cr-WO_3纳米复合镀层表面均呈现层片状的晶粒结构,Cr-WO_3纳米复合镀层的晶粒度更细小。在5%Na Cl溶液中进行电化学测试,相对于Cr镀层,Cr-WO_3纳米复合镀层的腐蚀电流密度下降至0.38μA/cm2,电化学阻抗值有所增大,其电化学活性相对Cr镀层更低,耐蚀性能更好。Cr镀层和Cr-WO_3复合镀层的硬度十分接近,纳米WO_3的加入并未明显提高其硬度值,但是能够抑制镀层在退火过程中裂纹的产生和扩展,减少镀层表面状态的变化。结论纳米WO_3颗粒的加入可以有效掺杂在镀层中,降低镀层的晶粒度。Cr-WO_3纳米复合镀层的电化学活性更低,耐蚀性性能更好。WO_3纳米的加入对未退火的镀层硬度的影响不显著,但能降低退火后镀层硬度降低的幅值,提高了镀层的热稳定性。     

N80油管激光合金化层的组织及性能研究

在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B_4C合金粉末.通过激光处理获得与基体完全冶金结合的合金化层.利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、电子探针显微分析仪和显微硬度计对合金化层的组织、相结构及显微硬度进行了测试分析,利用电化学测试系统测试了合金化层的耐蚀性.结果表明,激光合金化区主要由TiC、TiB_2颗粒、α-(Fe,Ni,Cr)同溶体组成;合金化区与基体结合致密、组织细小、合金化元素分布均匀;与基体相比,合金化层硬度比基体提高2～3倍,耐蚀性也得到很大改善.     

钛表面微弧氧化+碳膜的制备与表征

为提升钛金属与碳膜的界面结合,增强涂层的防护作用,利用微弧氧化(MAO)技术在钛表面快速简易制备出与基体为冶金结合的多孔层结构,并以此为基采用离子束复合磁控溅射技术制备碳膜。采用SEM+EDS、AFM分析所制备膜层的微观结构,借助划痕仪、磨损试验机和电化学工作站表征膜层的结合力和性能。结果表明：表层碳膜并不能完全覆盖微弧氧化层的微孔,同时Ti基体表面微弧氧化层可有效增加表层碳膜与Ti基体的结合力；Ti基体/MAO层/碳膜的膜基体系在摩擦磨损过程中,摩擦系数小且波动很小,磨痕宽度最小,表现出最为优异的摩擦学性能；而新设计复合膜层的耐蚀性较传统的Ti基体/Ti打底层/碳膜的膜基体系要差,这与表层碳膜较薄,复合膜层仍呈现出微弧氧化层多孔特征有关,其导致腐蚀介质易于通过微孔而降低耐蚀性。