激光加热温度对冷喷Stellite 6合金沉积层表面特性的影响

激光辅助冷喷涂(LCS)工艺是一种新的涂层和制造工艺,它结合了冷喷涂的固态沉积、保持原有粉末成分、高沉积效率优势,能够沉积冷喷涂难以或不可能沉积的材料。以N₂气作为高压载气,在中碳钢基体材料上采用LCS沉积Stellite 6粉末颗粒。采用金相、SEM以及EDX对沉积层进行表征,分析了激光加热的沉积点温度和N₂温度对沉积层的表面形貌、沉积厚度和沉积密度的影响。结果表明：激光加热导致的沉积点温度越高,沉积表面起伏越大,颗粒撞击形成的凹陷越深,粉末沉积层越厚;沉积层的致密度与沉积点温度和N₂温度有关。在氮气压力3 MPa,工件进给速度为15 mm/s的条件下,氮气温度450 ℃,沉积点温度1 100 ℃时,沉积层质量最好。     

(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。     

鋼件热处理用防渗涂料

一些钢件要求在热处理时局部表面防碳、氮或氧的扩散,惯用的方法是在该局部表面涂防渗涂料。常用的防渗涂料及共成分如下: 1.膨润土质涂料以膨润土为主要成分的涂层无孔,特别是含钠离子的膨润土涂层尤其致密不透气。层厚以约10μ为宜,太厚则易     

火炮驻退机节制环耐磨涂层的制备与性能研究

冲蚀磨损是造成火炮驻退机节制环失效的主要原因。为提高节制环的耐磨能力和固有可靠性,采用微弧沉积涂层和激光熔覆工艺在节制环内径表面分别制备铜基合金与镍基合金涂层,利用金相显微镜和显微硬度计分析合金涂层的表面形貌、内部组织及显微硬度。结果表明:微弧沉积涂层平均厚度为80μm,厚薄不均,铜基和镍基合金涂层的显微硬度分别为560HV和630HV;激光熔覆涂层平均厚度为140μm,均匀致密,铜基和镍基合金涂层的显微硬度分别为440HV和460HV。根据合金涂层的组织形貌、涂层质量和显微硬度,初步选择微弧沉积铜基合金涂层和激光熔覆镍基合金涂层作为下一步研究的对象。     

MEMS器件用低表面应力SOI材料的制备及应用

利用改进的BGSOI工艺成功制备低表面应力的厚膜SOI晶片,并表征晶片的显微结构、界面和表面应力。研究结果显示:晶片的各层区域分明,界面平整,上层硅厚度为76.5μm,SiO2埋层厚度为0.865μm;晶片键合良好,有效键合面积大于95%,键合强度大于13.54 J/m2;表面应力小于12.6 MPa,已成功制作出微加速度计。     

低发射率涂层与超材料吸波体兼容性能的研究

采用添加炭黑阻抗匹配层的方法提高(8～14)μm波段低发射率涂层与超材料吸波体的兼容性。发射率由IR-2型发射率测试仪测试,用弓形法测量添加炭黑阻抗匹配层前后,低发射率涂料与超材料吸波体复合结构在(2～18)GHz频段的反射率损耗曲线。结果表明:涂覆低发射率涂层对超材料吸波体的吸波性能影响较大,(2～18)GHz频段的平均反射损耗衰减5.81 dB;-10 dB吸波带宽缩短4.2 GHz。在低发射率涂层与超材料基板之间添加炭黑匹配层后,复合涂层的发射率基本保持不变,但是提高了涂层与超材料的兼容性能,涂覆后(2～18)GHz频段的平均反射损耗仅减少2.16dB;-10 dB带宽仅减少3.16 GHz。     

TiAlN/TiN减摩耐磨涂层试验研究

用多弧离子镀法在旋转密封环表面沉积TiAIN/TiN复合涂层。并用扫描电镜，X射线衍射仪和显微硬度计研究膜层性能。测试结果表明：TiAIN/TiN复合涂层的主要相TiN，以(111)晶面生长；表面粗糙度为0.48 μm;膜基结合力为40 N;显微硬度为HV=2 035；TiAIN/TiN复合涂层密封环实际工况的摩擦因数为0.37，平均磨损率为7.96×10-10 m3/h．     

用汽相沉积法制作红外辐射膜材料

采用物理汽相沉积法设计制作了镁 /聚四氟乙烯沉积膜材料 ,并用红外辐射计对其红外辐射性能进行了测试 ,测得该材料在 1～ 3μm波段有较强的红外辐射 ,说明这种方法制作红外辐射烟火材料是可行的。     

淬硬超高强度钢45CrNiMoVA硬车削加工性研究

为避免淬硬钢磨削工艺易引入残余拉应力以及大量使用切削液对环境造成严重污染的问题，采用硬车削代替磨削的加工方法。针对淬硬-回火45CrNiMoVA钢进行以车代磨工艺的研究，分析硬车削过程中的切削力、加工表面形貌、残余主应力及显微硬度。结果表明，切削力随切削深度和进给量的增大而增大，切削速度的改变对切削力的影响不大；硬车削后工件表面形貌一致性良好，表面粗糙度Ra值可达0.64μm；残余主应力随进给量和切削深度的增大而减小，随切削速度的增大先减小后增大；最大残余主应力的方向角随切削速度与切削深度的增大在37°～45°范围内保持稳定，随进给量的增大在22°～45°范围内先增大后保持稳定；表面显微硬度随切削速度的增大而减小，硬车削后表面显微硬度提高了13%，硬化层深度约200μm。     

表面改性SiO2复合材料吸波性能的研究

为制备质量轻、吸收频段宽的电磁波吸收涂层，采用高压液相氢还原工艺对Si02粉体进行表面镀镍改性处理，并制备了表面改性Si02涂层。经SEM、XRD分析表明，表面改性后的Si02粉体表面形成了较好结晶程度的Ni层，且随镀镍量的增加表面Ni包覆层逐渐趋于完整。研究了表面改性Si02涂层在8～18 GHz范围内的吸波性能，考察了镀镍量、粉体含量和涂层厚度对表面改性Si02涂层吸波性能的影响。研究结果表明：镀镍量为75%的表面改性Si02粉体，在含量为65%，厚度为2 mm时，涂层具有较好的吸波性能；最小反射率达到- 14.6 dB，对应的频率为17.15 GHz，小于- 10 dB的吸收带宽为7 GHz。     

沉积电压对电化学合成纳米ZnO多孔薄膜的影响

采用电化学沉积法制备纳米ZnO多孔薄膜。并用XRD、SEM、XPS等方法研究了沉积电压对薄膜表面形貌及薄膜表面元素态的影响。结果表明:沉积电压越大,越有利于薄膜片状晶的长大,且形成多孔结构;随着沉积电压的增大,薄膜表面从缺氧到富氧,再到缺氧;沉积电压为-1.0V时,薄膜为层状结构,其2μm厚的薄膜在可见光范围内的光透射率为75%,光学带隙宽度为3.6eV。     

三维Cf/SiC复合材料在固体火箭燃气流冲击条件下的形貌分析

采用高铝粉含量的固体火箭发动机燃气流对三维C_f/SiC复合材料进行高温气流冲刷试验,分析材料的形貌变化。SEM观测结果表明,三维C_f/SiC材料在固体火箭喷射的高温气/固两相流冲刷下,表面出现明显的冲刷痕迹(大量的5μm左右的冲刷坑),并且在材料表面附着了一层约20μm厚的致密白色物质,SEM及XRD测试分析结果表明,白色物质是立方晶系Al_2O_3,是由推进剂中铝粉燃烧所形成的高温Al_2O_3粒子熔融镶嵌而成。     

45钢激光硼合金化工艺优化及性能研究

为提高45钢表面硬度,采用CO2激光器在45钢表面进行激光硼合金化处理,通过正交试验方法优化激光硼合金化工艺,研究合金层的组织和性能。结果表明:45钢激光硼合金化的最佳工艺参数为激光功率4 k W,扫描速度8 mm/s,KBF4的质量分数3%;经该工艺处理后的合金化层分为合金层、过渡区;合金层厚度约为860μm,组织为Fe2B及少量α-Fe,表层组织形态呈胞状,次表层呈树枝状,平均硬度为1 350HV0.1;过渡区厚度约为100μm,硬度从1 350HV0.1到230HV0.1呈梯度分布。     

伪装网雷达吸波涂层的研制

采用化学镀或PVD的方法在基材沉积Ni金属层 ,Ni层与纳米晶金属粉涂层构成的复合涂层应用于三维伪装网时 ,该复合涂层具有厚度薄、面密度小、吸波频带宽、吸波性能好的特点 ,在 2～ 18GHz频率范围内最小反射率达到 - 18.2 4dB。     

超音速等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的微观组织及其耐磨性能

采用超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备Cr2O3-Ni-5%A(l质量分数)陶瓷涂层。利用XRD、SEM、激光共聚焦显微镜(LSCM)、显微硬度仪对涂层进行表征与分析,通过Image-pro Plus图形软件计算涂层的孔隙率,并通过摩擦磨损试验评价涂层的耐磨性能。结果表明:除了喷涂过程中出现了少量铬的氧化外,起始粉末和涂层的物相没有发生变化;陶瓷涂层表面呈双态组织,其表面粗糙度(Ra)为4.763μm;涂层断口形貌为典型的片层状组织,在涂层的抛光截面上可见紧密的富铬带均匀分布;Cr2O3涂层的孔隙率为1.2%,显微硬度为1 640HV0.3;涂层在室温下的摩擦因数约为0.4,其磨损机制为磨粒磨损。     

火炮身管内膛表面缺陷在线修复的一种重要方法

火炮身管内膛表面缺陷修复是提高火炮弹道学性能的一种重要技术手段.在线修复方法利用火炮射击时产生的高温高压环境气化或离化修复剂材料,在身管内膛表面形成一层耐磨和耐烧蚀的陶瓷涂层,能有效地修复内膛表面缺陷.试验证明,在线修复可以使火炮内膛表面变得光滑平整,膛径增大趋势大大减缓.该方法是一种简便易行的并适用于所有火炮身管内膛表面缺陷修复的在线修复方法.     

电火花沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响

为了制备优质的电火花合金强化层，提高强化层摩擦学性能，本文运用电火花沉积工艺，制备了镍基合金强化层，研究了沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律。研究结果表明：电参数、比强化时间和氩气流量对镍基合金强化层摩擦学性能产生重要影响；采用低输出电压匹配较高充放电电容量(110 v、300 μF)进行表面沉积，所制备的镍基合金强化层组织结构致密，耐磨性高；比强化时间为2.5 min/cm2时，保护气体氩气的流量应控制5 L/min左右，镍基合金强化层组织均匀致密，气孔率少，可降低摩擦系数，并显著提高强化层的耐磨损性能。镍基合金强化层的主要磨损机理是微观切削和微观断裂磨损。     

基于环氧树脂的低红外发射率材料研究

将环氧树脂与对醇酸清漆、聚氨酯清漆、酯胶清漆在红外性能、力学性能和耐化学性能方面进行比较,在红外性能差别不大的条件下,环氧树脂的力学性能和耐化学试剂性能优势突出,是制备红外复合涂层的理想粘合剂。对环氧树脂掺杂平均粒径48μm片状铝粉,对不同铝粉质量分数和不同厚度的涂层进行测试和表征。结果表明,以环氧树脂为基体制备出的低红外发射率材料,在铝粉质量分数为30%,漆膜厚为30～45μm时,红外发射率为0.25。     

多层喷射沉积制备大型厚壁耐热铝合金管坯

采用多层喷射沉积装置与技术制备 外 6 5 0 / 内 3 6 0× 12 0 0mm的大型厚壁Al- 8.5Fe - 1.3V - 1.7Si耐热铝合金管坯 ,冷却速度高 ,组织细小 ,且壁厚增加对组织影响不大 ;多层喷射沉积耐热铝合金管坯挤压后室温强度 σb 可达 445MPa ,350℃高温强度σb 达1 95MPa ,远高于Osprey工艺制备的同类材料制品。     

镁合金表面化学镀铜工艺

针对镁合金开发一种新的表面防护方法,即使用有机涂膜与化学镀铜的方法对合金表面进行防护。这种方法是先将有机涂层涂覆在镁合金表面,再对镁合金进行化学镀铜处理。当进行化学镀时,铜将沉积有机涂膜表面,有机涂膜作为中间层,使基体与铜层之间不能直接接触,避免了电偶腐蚀的发生。十字切割法表明涂膜与基体之间的结合力符合标准要求。SEM和X-ray证明化学镀后,试样表面沉积了致密的镀铜层。极化曲线测试结果表明经工艺处理过的试样的耐蚀性能优异,可对镁合金起到理想的防护作用。另外,此工艺以次磷酸钠代替甲醛为还原剂,避免污染环境。