Al2O3含量对Ti3SiC2/Al2O3复合材料抗氧化性能的影响

以Ti、Si、炭黑为原料,通过引入Al2O3,采用热压法制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的氧化行为。结果表明:添加Al2O3的试样抗氧化性优于纯Ti3SiC2试样,这是因为在1 300℃之前,形成α-Al2O3、TiO2和SiO2的混合层,且α-Al2O3集中到氧化层表面呈连续分布,形成致密氧化层。而在1 300℃之后试样表面则生成Al2TiO5抗氧化层。     

火炮复拨器拨动子的SHS火焰喷涂Al2O3基陶瓷涂层修复

针对某型火炮复拨器拨动子的磨损失效,研究了采用SHS反应火焰喷涂Al2O3基复相陶瓷涂层技术对表面进行修复的工艺方法,涂层组织结构、成分、界面结合状况以及磨损性能。研究表明,采用该方法修复后的表面涂层主要由Al2O3陶瓷相、Al2Cu3金属间化合物相以及Cu和Cu2O相组成,各相以长条片状相互嵌合平行于基材表面分布,呈典型的层片状喷涂形态;涂层与基体通过Ni-Al底衬相连,基体与底衬形成良好的冶金结合,而底衬与涂层之间既有机械结合,又有冶金结合,结合强度达19.8MPa;涂层耐磨性明显提高,其磨损失量为3.9×10-10g/(kgrmin)。··     

Mo(Si,Al)2高温抗氧化涂层的形貌与结构研究

采用料浆烧结法在铌合金C-103基体表面制备Mo(Si0.6,Al0.4)2高温抗氧化涂层,利用SEM、EDS、XRD等仪器分析研究涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到冶金结合,通过扩散形成中间结合层;在高温氧化环境下,Mo(Si0.6,Al0.4)2涂层表面生成致密氧化膜。氧化膜分为两层:外层主要为Al2O3,内层为Al2O3、SiO2、3Al2O3·2SiO2和HfO2相的混合物。     

两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。     

数控机床刀具的石墨烯复合涂层性能研究

采用机械球磨后激光熔敷方法,在WC-6%Co数控机床刀具表面制备石墨烯-Cr Al Ni复合涂层,并进行物相组成、显微组织分析,以及与Cr Al Ni常规涂层的耐磨损性能和抗氧化性能对比。结果表明,复合涂层由石墨烯、Ni Al相和Cr组成,显著改善数控机床刀具的耐磨损性能和抗氧化性能。与Cr Al Ni常规涂层相比,石墨烯-Cr Al Ni复合涂层25℃磨损体积减小66%、250℃磨损体积减小72%、500℃磨损体积减小74%,900℃高温氧化60 min后质量增加率减小91%。     

热浸镀铝对316L不锈钢表面组织和抗高温氧化性的影响

对316L不锈钢进行热浸镀铝、扩散退火和高温氧化处理,用SEM、EDS和XPS等分析工艺参数对表层组织的影响,采用氧化增重法研究其在高温下的氧化行为.结果表明:热浸镀铝及扩散后,316L不锈钢表层主要由α-Fe、FeAl及Fe2Al5和FeAl2组成.900℃扩散后,Fe2Al5基本消失,生成FeAl韧性相和多孔的FeAl2相.试样在800、1000℃高温氧化后,扩散层中的Fe2Al5和FeAl2转变为FeAl,表层为Al2O3.经热浸镀铝及扩散退火后,316L不锈钢的高温氧化速率显著降低.热浸镀铝试样在800℃高温扩散并于1000℃氧化50 h后,表面Al2O3层较平整、无剥落,抗高温氧化性好;但氧化时间过长导致Al2O3层剥落.     

(Ti,Al)N涂层组织结构及其性能的研究

运用空心阴极离子镀方法在M2钢表面沉积了(Ti,Al)N涂层,并用SEM、XRD、TEM和XPS等方法分析了(Ti,Al)N涂层的组织结构和组份。结果表明,(Ti,Al)N为面心立方结构,其组织呈细柱状晶,晶粒平均尺寸小于0.1μm。在(Ti,Al)N组织表面有一层TiO_2氧化膜,厚度约50nm;在(Ti,Al)N与基体界面区存在一过渡层,其组成为α-Ti和FeTi相。涂层性能试验表明,随基体温度的提高和氮流量在一定范围内的增加,(Ti,Al)N涂层的硬度和耐磨性也增加。这主要归结于(Ti,Al)N涂层的择优生长取向为(111)晶面和涂层组织的致密化。与TiN涂层相比,(Ti,Al)N涂层的抗氧化性能提高了,这主要是涂层表面生成Al_2~-O_3~-,降低了(Ti,Al)N涂层的氧化速度。     

Al_2O_3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊界面附近元素分布及析出相

采用Ti/Cu/Ti复合中间层实现Al2O3-TiC陶瓷基复合材料和Cr18-Ni8不锈钢的扩散焊接。采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)等分析手段,对Al2O3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊接头的显微组织、元素分布及析出相进行分析。结果表明:Al2O3-TiC/Cr18-Ni8界面结合紧密,界面过渡区与两侧基体间界面平直。Ti与Al2O3间的反应主要发生在陶瓷表面附近;在Cu层内,Ti和Cu浓度轮廓互补;Ti向不锈钢侧扩散较大的距离,Fe、Cr表现为相似的扩散趋势;Ni呈现"上坡"扩散的特点。Al2O3-TiC/Cr18-Ni8接头的界面结构为Al2O3+TiC,NiAl2O4,TiC,CuTi+Cu(Ni),FeTi+Cr2Ti+TiC和Fe。     

后送粉角度对等离子喷焊WC颗粒增强Ni基涂层组织的影响

采用等离子喷焊技术,利用后送粉装置从不同角度在45钢表面制作WC颗粒增强镍基合金复合涂层,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)分别对涂层组织结构及成分进行分析。结果表明:焊枪倾斜30°角送粉时,WC颗粒均匀的分布于涂层基体上,WC周围有明显的棒状组织,涂层表面物相主要由WC,W2C,Fe7C3,Cr7C3和γ-(Fe,Ni)固溶体等组成,由基体到涂层表面硬度呈上升趋势;焊枪垂直送粉时,WC颗粒发生了沉底现象,WC周围有明显的鱼骨状组织和棒状组织,涂层表面物相主要由Cr23C6,Ni3Si,CrSi2,Fe3B,Fe7C3等组成,由基体到涂层表面硬度先呈上升趋势,上升到一定值后又呈下降趋势。     

Ni包覆纳米α-Al2O3复合粉体的制备与应用

为使α-Al2O3纳米粉能均匀分布于镍基涂层中以达到弥散强化的目的,采用包覆沉淀法预先在纳米α-Al2O3粒子上包覆镍。并利用XRD、SEM、EDS和TEM测试手段,分析了包覆粉的物相和形貌,研究了沉淀剂的加入方式、表面活性剂等反应条件对包覆效果的影响。研究表明,PEG2000能有效改善Al2O3粒子在电解质溶液中的分散性;沉淀剂以雾化的方式加入可以使Ni盐优先在Al2O3颗粒上形核,减少其自发形核,制备出包覆效果较好的包覆复合粉。该复合粉可改善纳米α-Al2O3与镍基涂层的相容性,提高涂层的耐磨性。     

Fe2O3/BAl纳米复合含能材料的制备及性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Fe2O3/BAl纳米复合含能材料,用SEM、XRD、DSC等方法对Fe2O3/BAl复合含能材料的微观形貌、结构以及热力学性能进行了研究。结果表明:Fe2O3紧密包覆在B粉和纳米Al颗粒表面;与普通Fe2O3/Al铝热剂相比,溶胶-凝胶法制备的Fe2O3/BAl纳米复合含能材料具有更好的点火特性。     

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。     

Al/Fe金属复合涂层冷喷沉积行为及结构特征

为研究Al/Fe复合粉末在冷喷涂沉积过程中的粒子碰撞变形行为、结合机理及涂层组织结构特征,以机械混合Fe、Al粉末为喷涂原料(w(Al)∶w(Fe)=85∶15),使用冷喷涂沉积Al/Fe金属复合涂层。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等分析Al/Fe复合涂层的显微组织、相结构、硬度及Fe、Al粒子的变形形貌。结果表明:Al粒子在沉积过程中由于发生强烈塑形变形明显扁平化,并通过机械咬合形成致密的基体相,而硬度较高的Fe粒子则变形较少,基本保持初始形貌并弥散分布在Al基体之中;Al粒子内部靠近碰撞界面处的晶粒由于强烈变形被明显拉长,而远离碰撞界面的晶粒则保持近似球形;冷喷Al/Fe金属复合涂层的相结构与初始喷涂粉末完全相同,涂层组织致密,孔隙率约为1.2%,涂层的硬度显著高于初始粉末。     

HVOF和APS制备WC-Co/NiCrBSi复合涂层高温摩擦学特性研究

运用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)技术在7005 铝合金表面制备了WC-Co/ NiCrBSi 复合涂层,分析了2 种技术所制备复合涂层的微观结构,研究了其在高温条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:采用HVOF 技术制备的复合涂层孔隙率仅为APS 制备复合涂层的28. 9%;其显微硬度(838. 4HV0. 5)以及与基体间元素扩散层厚度( Al:13. 17 μm, Ni:12. 55 μm) 均高于APS 制备的复合涂层。不同温度条件下,HVOF 制备复合涂层的摩擦系数和磨损失重均低于APS 制备复合涂层。室温25 ℃时,HVOF 制备复合涂层以微观切削磨损和轻微的疲劳磨损为主,而APS 制备的复合涂层则主要为疲劳断裂磨损;高温400 ℃条件下,前者的磨损机理变为多次塑变磨损和氧化磨损,而后者则为严重的粘着磨损和氧化磨损。     

塑料模具钢表面激光熔覆陶瓷复合涂层的性能研究

为了提高覆层的硬度和耐磨性,在塑料模具钢P20表面预置非晶的纳米Al2O3,TiC,WC等陶瓷硬质颗粒的涂层,采用CO2激光器进行熔覆处理。对激光熔覆陶瓷复合层的显微组织结构进行了分析,并测试了其硬度和耐磨性。结果表明:通过高能量密度的激光处理,基体和熔覆层元素相互扩散与反应,其中的WC,Al2O3,FeSi成为熔覆层中的硬质相,显著提高了材料的硬度和耐磨性。磨损后熔覆层表面主要为细小的划痕,其磨损方式主要为磨粒磨损。     

等离子喷涂Al_(65)Cu_(23)Fe_(12)涂层的组织与性能研究

采用等离子喷涂方法在AZ31镁合金表面制备一层Al65Cu23Fe12涂层以改善其表面性能。通过OM、XRD及EDS等分析方法,分析了涂层热处理前后的组织及性能。结果表明:等离子喷涂Al65Cu23Fe12涂层组织由Al65Cu20Fe15准晶相和Al(Cu,Fe)相两相组成;经过T4和T6处理后,相组成没有发生变化,T6处理使准晶相含量明显增加,由喷涂态的31.3%(原子分数)提高到40.4%(原子分数);Al65Cu23Fe12涂层的硬度与其准晶含量呈正比,T6态下的准晶含量最多,硬度最大,达到752.8HV0.1,比喷涂态提高了22.2%,远远大于AZ31基体的硬度;涂层的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.22～-0.79V,自腐蚀电流密度=21.5～58.7A/m2)远高于基体的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.6V,自腐蚀电流密度=135.8～242.7A/m2)。热处理使涂层和基体的耐蚀性能降低。     

有氧烧结Ni60/WC合金涂层的组织和性能

在有氧烧结条件下,在45钢基体上制备Ni60/WC自熔合金涂层。利用XRD、SEM、EDS等对涂层的组织和性能进行分析。结果表明:涂层中主要有γ-(Ni,Fe)、WC、(Cr,Ni)23C6、Co3W3C、Ni2B等相组成,涂层平均显微硬度为918.4HV0.1;在磨粒磨损条件下,磨损率为1.47×10-2 cm3/h;过渡层的显微硬度从918.4HV0.1至220HV0.1呈梯度分布,宽度约为0.30mm。     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的结构与组织特征

用 X射线衍射、扫描电镜等研究了等离子喷涂 Al2 O3 陶瓷涂层的相结构、相组成及其组织特征。金属粘结层与陶瓷涂层均呈层状结构 ,陶瓷涂层致密性较差、易出现微裂纹 ,金属粘结层相对致密、一般无裂纹。陶瓷涂层以亚稳相γ- Al2 O3为主要相 ,同时存在α- Al2 O3。另外 ,涂层设计对涂层硬度有一定影响     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

图形反转剥离工艺用于复合含能点火桥膜的制备

为了制备高点火能力的复合含能桥膜,对图形反转剥离工艺进行研究,发现其倒梯形的光刻胶剖面有利于制备高精度的厚膜图形。以Ti为过渡层,在Si3N4/Si基底上成功制备出线宽80μm、厚度2μm的W型Ni/Al多层复合含能桥膜,形状完整清晰;SEM和EDS分析表明,桥膜表面晶粒均匀,成分稳定。采用高速摄影仪分别拍摄了等尺寸、等厚度的Al桥膜、Ni桥膜和Ni/Al复合桥膜在100μF电容(140V充电电压)放电下的无药点火情况,发现Ni/Al复合桥膜反应迅速,火焰喷射面积更大,并能抛撒出大量火花,且持续时间最长。