铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr3C2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。     

单晶高温合金NiCr-Cr_3C_2熔覆层的微观组织

采用真空粉末熔覆工艺在镍基单晶高温合金表面制备了致密的NiCr-Cr_3C_2熔覆涂层,并采用SEM/EDS,XRD,EPMA等手段分析了熔覆层及界面的微观组织。结果表明,真空粉末熔覆层中主要由Ni_3Si,Cr_3Si,Cr_7C_3,γ-Ni,γ′-Ni_3Al及γ+γ′共晶组织组成,熔覆层显微硬度是基体硬度的2~3倍。界面处附近由于元素互扩散,在靠近熔覆层侧生成了大量的MC型碳化物;而在靠近基体侧,由于枝晶轴与枝晶间组织与成分差异,析出了形态各异的碳化物,并分析了"十字花状"碳化物的演变过程。     

AC-HVAF制备Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25NiCr涂层的高温氧化及摩擦磨损行为

为提高热作模具的高温氧化和高温耐磨性能,采用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术于H13钢基体上分别制备了Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25Ni Cr涂层,并对比研究两种涂层的高温氧化和摩擦磨损行为,利用SEM、EDS和XRD分析其组织形貌与结构。结果表明:在800℃循环氧化100 h后,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层比Cr_3C_2-25Ni Cr涂层表面生成的氧化保护膜更致密,并生成大量高温稳定性好的尖晶石相,前者的氧化增重(0.80 mg/cm2)略小于后者(0.87 mg/cm2),说明Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层的抗高温氧化能力略优;在700℃下,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层也具有更低的摩擦因数和磨损率,这归因于γ-matrix相(Co-Ni-Cr固溶体)具有很好的高温强度和热疲劳性能,对碳化物硬质相起到更强的联结支撑作用,提高了涂层的抗剥落能力。     

Ni包B_4C陶瓷颗粒增强Ni基合金激光熔覆层的性能

利用3 kW高功率半导体激光器,在304钢基体上制备不同含量Ni基Ni包B_4C复合陶瓷涂层,分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计及摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、物相、硬度及耐磨性进行研究。结果表明:熔覆层主要由γ-Ni固溶体、B_4C、Fe_3B、Ni_4B_3、Cr_5B_3、CrB、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等物相组成;熔覆层底部晶粒以近似垂直于基体界面的细小树枝晶的形态生长的,中部以一定方向柱状晶和树枝晶存在,上部是杂乱无章的等轴枝晶;Ni包B_4C含量为40%时,熔覆层组织均匀致密、晶粒细小,与基体冶金结合,显微硬度最高1261 HV,是基体的5.7倍,耐磨性也相对较好,是基体的12倍。     

等离子熔覆Fe-Cr-C合金涂层工艺优化及性能研究

目的采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备Fe-Cr-C合金熔覆层,提高基材表面的硬度和耐磨性。方法通过正交试验确定最佳工艺参数,用SEM、EDS、XRD分析熔覆层的组织结构和物相,用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试熔覆层的硬度和耐磨性。结果工作电流和送粉速度对等离子熔覆层的硬度和磨损量的综合影响最为显著,最佳工艺参数为:工作电流110 A,扫描速度110 mm/min,送粉速度6 r/min,搭接率40%,离子气流量1 L/h。熔覆层硬质相为(Cr,Fe)_7C_3,其余物相为γ-Fe、(Fe,Cr)、(Fe,Ni)、(Fe,C)、(Fe,Ni)_(23)C_6、Cr_7C_3、Ni_3Si、Fe_3Mo、Fe_2Nb。最优参数试样熔覆层的平均显微硬度为545.1HV_(0.5),比Q235钢基体的硬度高3倍左右。经过5 h摩擦磨损试验后,其总磨损量为0.25 g,比基体磨损量减少约2/3;磨损体积为45.09 mm~3,约为基体磨损体积的1/3;磨损率为1.22×10~(-4) mm~3/(N·m),约为基体磨损率的1/3;摩擦系数为0.23,约为基体摩擦系数的1/2。结论在Q235钢基体表面采用等离子熔覆技术制备出Fe-Cr-C合金熔覆层,其硬度和耐磨性能得到显著提升。     

激光熔覆SiC_p/Ni35覆层组织与磨损性能研究

为提高热作模具钢H13钢的耐磨性,采用激光熔覆在H13钢表面制备了SiC_p/Ni35熔覆层。用XRD、OM、SEM和EDS对熔覆层的物相、组织和成分进行了分析;测试了熔覆层的显微硬度;用高温磨损试验机测试了熔覆层的常温和高温耐磨性能。结果表明,熔覆层由γ-Ni(Fe)固溶体、增强相M_7C_3以及硼化物、硅化物和石墨构成。熔覆层的显微硬度、常温及高温摩擦性能都比H13钢有显著提高。     

激光熔覆TiC-WC增强NiCrMn合金涂层组织与性能

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备了NiCrMn-TiC/WC-La_2O_3硬质合金耐磨涂层。采用X衍射仪、扫描电镜、能谱仪分析了熔覆层的物相组成及显微组织。测试了涂层的显微硬度,并在室温环境下对涂层进行干滑动摩擦磨损试验。结果表明:涂层主要由γ-(Ni,Fe)共晶化合物、未溶解的TiC和WC、原位生成的M_7C_3、TiC和(Ti,W)C、WC碳化物硬质相以及少量La_2O_3和Cr_3C_2组成。激光熔覆层的显微硬度大幅提高,显微硬度平均值为1172.74 HV,约为基体的3.48倍。熔覆层的摩擦系数和磨损率明显低于基体,磨损率约为基体的1/4。磨损试验过程中在涂层表面生成的大量含氧粘附层出现在涂层表面,有利于提高涂层的耐磨性。     

高频感应重熔处理火焰喷涂NiCrBSi涂层的显微组织与力学性能

采用高频感应加热技术对普通火焰喷涂NiCrBSi涂层进行了重熔处理,分析了重熔后涂层的显微组织与力学性能,探讨了涂层显微组织、单一析出相微/纳力学性能之间的对应关系。结果表明,重熔后NiCrBSi涂层的层状结构与孔隙消失,涂层/基体界面形成了代表涂层冶金结合特征、厚度约为10μm的"白区"显微组织,涂层成分在原有γ-Ni、Ni_3Fe和M_(23)C_6型碳化物基础上,出现了Fe_3C、Ni_3B、以及Cr_7C_3和CrB析出相;重熔后涂层显微硬度沿表面至基体方向呈近似线性逐渐降低,表层显微硬度约为675 HV_(0.2),接近界面区域硬度降至440 HV_(0.2),涂层内部Cr_7C_3、CrB、γ-Ni和"白区"纳米压痕硬度分别为19.2、7.0、5.0和4.2 GPa;涂层硬度变化符合"复合材料混合定律",由各物相分布及其硬度共同决定。     

Cr_3C_2对Cr12钢光纤激光铁基熔覆层组织与硬度的影响

以Cr12冷作模具钢为基材,采用光纤激光在其表面熔覆铁基合金粉末。研究了Cr_3C_2含量对激光熔覆层组织和性能的影响。结果表明,Cr_3C_2/Fe基激光熔覆层的相组成主要为Ni-Cr-Fe、Cr_3C_2、Cr_7C_3、Cr_(23)C_6、[Fe,Ni]等相。加入Cr_3C_2可提高该熔覆层的显微硬度。随着Cr_3C_2含量的增加,熔覆层组织逐渐细化。晶粒的形貌由粗大的树枝晶过渡到细小块状和圆钝化的树枝晶。     

42CrMo钢表面激光熔覆镍基复合熔覆层组织和性能的研究

通过使用光纤激光器,激光熔覆镍基复合合金粉末在42CrMo钢表面获得了成形良好的激光熔覆层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计和磨损试验机研究了熔覆层组织形态、物相、化学成分和显微硬度,并对其磨损性能进行了分析。结果表明,激光镍基复合熔覆层的物相主要有γ-Ni、M_7C_3、M_(23)C_6、CrB、Fe_6W_6C、Mo_2FeB_2和WC。熔覆层组织主要以胞状晶和胞状树枝晶为主,并有大量的共晶组织。激光熔覆层的显微硬度分布比较均匀,相对基体硬度提高了1.42倍。激光熔覆层的耐磨性是基体的3倍以上,熔覆层的主要磨损机制为磨粒磨损,并伴随着粘着磨损和氧化磨损。     

Fe3O4/SiO2/Bi2WO6磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能

钨酸铋(Bi₂WO₆),结构最简单的Aurivillius相化合物,是近期受到研究者关注的新型光催化材料。然而,光催化剂粉末在反应介质中难被回收,工业化应用成本较高。本文用三步方法合成了可回收的Fe₃O₄/SiO₂/Bi₂WO₆磁性复合光催化剂,通过溶剂热法合成具有磁性的Fe₃O₄,用溶胶凝胶法在Fe₃O₄表面覆盖SiO₂层,后将磁性颗粒与Bi₂WO₆纳米片相结合。光催化剂的形貌结构及性能通过XRD、SEM、PL、UV-vis进行表征测试。结果表明,直径约500 nm的Fe₃O₄微球附着在边长约500 nm的Bi₂WO₆纳米片的表面,SiO₂在两者之间起到了粘连作用。光催化剂Fe₃O₄/SiO₂/Bi₂WO₆对于罗丹明B的光降解活性较好,且有一定磁性,可以通过外加磁场将其从溶液中分离,有较大的应用潜力。     

SiC_w/Si_3N_4复合陶瓷的制备及介电性能的研究

采用凝胶注模成型工艺制备了SiC_w/Si_3N_4复合陶瓷,由扫描电镜(SEM)可以看出,随热处理温度升高,碳化硅晶须的长径比逐渐减小;随烧结温度升高,复合陶瓷开孔率降低,密度随晶须含量的增加而增加。研究表明,SiC_w/Si_3N_4复合陶瓷的介电常数实部和虚部随碳化硅晶须含量的增加而升高,当烧结温度为1600℃,晶须含量从5%增加到15%时,8 GHz时介电常数实部从13.4增加到22.8,虚部从0.67增加到4.86;当烧结温度为1750℃时,8 GHz时介电常数实部从9.2增加到21.7,虚部从0.51增加到3.02。由反射率曲线可以看出,烧结温度为1750℃比1600℃时反射衰减随晶须含量的增加向低频移动的更快,频宽更宽。     

La2O3掺杂氧化铝气凝胶的制备与耐温性能研究

以仲丁醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法结合丙酮-苯胺原位生成水技术,通过乙醇超临界干燥,制备出不同含量(1.5 mol%~12 mol%)La₂O₃掺杂的氧化铝气凝胶。采用电子扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X线衍射仪(XRD)、N₂吸附分析仪等仪器表征了La₂O₃掺杂对氧化铝气凝胶的微结构和耐温性能的影响。结果表明：La₂O₃的引入使氧化铝气凝胶的形貌由球状颗粒向大的片状结构转变。适量的La₂O₃掺杂能提高氧化铝气凝胶的比表面积,9 mol% La₂O₃掺杂的氧化铝气凝胶比表面积最大。通过La₂O₃掺杂,能够抑制氧化铝晶粒在高温下的生长和α-Al₂O₃的相变,提高氧化铝气凝胶的耐温性能。1200℃热处理后,La₂O₃掺杂的氧化铝气凝胶仍维持在θ-Al₂O₃,比表面积为86.5 m₂/g,高于未掺杂的氧化铝气凝胶(46 m₂/g)。     

Preparation and characteristic of spherical Li3V2(PO4)3

Spherical Li₃V₂(PO₄)₃ was synthesized by using N₂H₄ as reducer. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that single-phase, spherical and well-dispersed Li₃V₂(PO₄)₃ has been successfully synthesized in our experimental process. Electrochemical behaviors have been characterized by charge/discharge measurements. The initial discharge capacities of Li₃V₂(PO₄)₃ were 123 mAh g⁻¹ in the voltage range of 3.0–4.3 V and 132 mAh g⁻¹ in the voltage range of 3.0–4.8 V.     

Effect of Bi2O3 on structure and wetting studies of Bi2O3-ZnO-B2O3 glasses

Glasses with different Bi₂O₃ contents (37-42 mol%) have been prepared by conventional melt quench technique. The IR and Raman studies indicate that these glasses are made up of [BiO₆], [BiO₃], [BO₃] and [BO₄] basic structural units. The vibrations of [BiO₃] and [BO₃] become stronger as the content of Bi₂O₃ increases, which makes glass structure loosened. Viscosity of the glasses was measured by using a Rheotronic III paralleled plate rheometry, which shows that the viscosity of glass samples decreased when the content of Bi₂O₃ increased at the same temperature (400-460 °C). The temperature range which suits for glasses sealing was calculated by using the approximation of Arrhenian behaviour. The wetting performance of Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃ glasses was described by using high-temperature microscope, which also proves that the structure of investigated Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃ glasses become loosened due to the increasing of the content of Bi₂O₃.     

复合热源喷涂NiCr-Cr3C2涂层及其性能分析

采用激光与等离子复合热源喷涂技术,在38CrMoA1基体上制备NiCr-Cr3C2涂层,对涂层的结合强度、显微硬度、微观组织结构以及抗高温滑动摩擦磨损性能等进行了测试分析.结果表明,与传统的等离子喷涂层相比,复合热源喷涂时,NiCr-Cr2C2粉末受热熔融更充分,流动性好,铺展均匀.涂层实现了冶金结合,具有更高的结合强...     

国外多孔基体氧化铝/氧化铝复合材料工程应用进展

氧化铝/氧化铝复合材料(Al2O3/Al2O3)是20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,已经发展为与SiC/SiC、C/SiC等非氧化物陶瓷基复合材料并列的一类陶瓷基复合材料。与非氧化物陶瓷基复合材料相比,Al2O3/Al2O3具有长时抗氧化、高温耐腐蚀、低成本等独特优势,已经在航空发动机、地面燃气轮机等军民两用热结构材料领域展现出广阔的应用前景。本文从材料应用的角度出发,系统分析阐述了目前在Al2O3/Al2O3占主导地位的多孔基体Al2O3/Al2O3(P-Al2O3/Al2O3)的增韧机制、成型工艺和性能特点,重点归纳了国外近年来P-Al2O3/Al2O3的工程化应用进展及前景,最后指出了P-Al2O3/Al2O3存在的局限性并展望了未来发展方向,旨在为国内Al2O3/Al2O3体系发展提供借鉴和参考。     

废旧锂离子电池中Li, Fe和V的回收及xLiFePO4-yLi3V2(PO4)3的制备

由于LiFePO_4和Li_3V_2(PO_4)_3材料的特征相近,制备方法类似,提供了一种从废旧LiFePO_4和Li_3V_2(PO_4)_3混合电池中回收Li、Fe和V,再制备xLiFePO_4-yLi_3V_2(PO_4)_3的方法。在空气气氛中600℃热处理1h后,去除粘结剂PVDF使活性物质与集流体分离。调节Li、Fe、V和P摩尔比,球磨、锻烧,配制不同比例的xLiFePO_4-yLi_3V_2(PO_4)_3(x:y=5:1,7:1,9:1)复合电极材料。表征了其形貌、结构和电化学性能,结果表明,回收制备的复合材料将同时具备LiFePO_4和Li_3V_2(PO_4)_3两种材料的电化学性能,能显著改善LiFePO_4的倍率性能。     

固相-水热法制备LiFePO4-Li3V2（PO4）3复合材料及其电化学性能（英文）

分别采用固相-水热法和球磨法制备磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料(LiFePO4-Li3V2(PO4)3)。电化学性能测试表明,LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合正极材料的电化学性能远远高于 LiFePO4和 Li3V2(PO4)3单独作为正极材料的性能,并且以固相-水热法制备的复合材料性能优于以球磨法制得的复合材料。研究发现 LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合材料有 4 个氧化还原峰,相当于 LiFePO4 和 Li3V2(PO4)3 氧化还原峰的叠加。采用固相-水热法制备的LiFePO4-Li3V2(PO4)3 复合材料形貌较为规则,且有新相物质产生,这是导致其电化学性能较好的原因。