钼基体上钼-硅-氮涂层的制备与高温抗氧化性能

采用氨解渗氮法和熔盐渗硅法在钼基体上制备了钼-硅-氮涂层,利用SEM、XRD研究了涂层的微观结构、元素分布及物相组成,并分析了其在1 600℃的抗高温氧化性能。结果表明:钼基体上的钼-硅-氮涂层由MoSi2和Si3N4相组成,高温氧化时表面可形成致密的SiO2膜,在1 600℃循环氧化寿命达48h。     

热处理对钼基非晶纳米晶涂层相组成及摩擦磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶涂层,研究了300~1150℃不同温度热处理对涂层的相组成和摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶化程度减弱;显微硬度最大和耐磨性能最好的热处理温度是差热分析曲线的放热峰(1050℃)附近,并且在此温度点上涂层晶粒的尺寸最小,对涂层有很好的弥散强化作用。     

采用原位反应法在石墨坩埚表面制备SiC涂层

通过原位反应在石墨坩埚切片表面成功制备了SiC涂层,并对其进行了循环热氧化试验,研究了SiC涂层的形成机理以及烧结温度和时间对涂层厚度的影响,并评价了涂层对提高石墨抗热氧化性及抗热冲击性的作用。结果表明:原位反应制备的SiC涂层厚度较为均匀;不同温度下的原位反应由不同的动力学过程控制;当温度接近硅熔点时,长时间加热能显著增加SiC涂层的厚度;烧结温度越高,SiC涂层的厚度越大;石墨表面的SiC涂层能够提高石墨基体的抗热氧化及抗热冲击性,且涂层厚度越大,作用越显著。     

铁路牵引电动机轴承绝缘涂层性能研究

以Al2O3喷涂粉为原料,采用等离子喷涂工艺制备绝缘轴承陶瓷涂层。研究了Al2O3粉末纯度、涂层厚度、封孔工艺、温度等对涂层绝缘性能的影响。试验结果表明:高纯Al2O3粉末绝缘性能最好;涂层绝缘性能随着涂层厚度的增加而增加,但涂层厚度超过一定范围,涂层与基体结合力、抗冲击能力会下降;封孔处理能显著提高涂层绝缘性能;绝缘电阻值随着温度的升高而下降。     

纯钛表面等离子渗钼梯度改性层的微尺度准静态接触力学性能

采用双层辉光等离子表面合金化技术,在TA2纯钛基体表面制备钼梯度改性层,对改性层截面形貌和元素分布进行分析,并研究改性层的微尺度准静态接触力学性能。结果表明:钼梯度改性层均匀致密,厚度约为12.0μm,由厚度2.7μm的沉积层与厚度9.3μm的扩散层组成;钼、钛元素含量沿厚度方向呈梯度变化,改性层与基体形成良好的冶金结合;改性层的硬度和弹性模量分别为13.82,264.00GPa,比基体的分别增大了10.87,142.38GPa,改性层具有较高的强度和良好的塑性;当试验载荷为15N时,微米压入深度接近15μm,复合硬度和弹性模量与基体的相近,改性层的强化作用完全失效。     

热处理对等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层结合强度的影响

在Q235钢基体上等离子喷涂NiCrAl粘结层和Al2O3-13%TiO2工作层,并在300～900℃对涂层进行大气、真空及氩气环境下的热处理,借助OM、SEM、XRD以及电子万能试验机等研究了加热温度、保温时间以及热处理气氛对涂层显微结构和结合强度的影响。结果表明:气氛对涂层结合强度的影响较小,保温时间的影响较大,加热温度的影响最显著;适当的热处理可以减小微裂纹尺寸,提高涂层的结合强度;经500℃保温6 h真空热处理的涂层与原始涂层相比,可以使其结合强度提高62.5%,达到31.2 MPa。     

铜/钼/铜电子封装材料的轧制复合工艺

采用不同轧制复合工艺制备了铜/钼/铜复合板;利用超声检测仪、万能材料试验机等研究了首道次压下率和退火温度对复合板结合强度及热导率的影响,在此基础上确定了其轧制复合工艺。结果表明:采用首道次压下率为60%、退火温度为700℃、保温时间为60 min的是较理想的工艺,其界面结合强度可达到80 N.mm-1,其厚度方向的热导率为210 W.m-1.K-1。     

钼的扩散钎焊

本文测定了厚度为1.8毫米烧结钼板的再结晶温度与加热时间的关系;经过淘汰及试验,选出七种性能较好的焊料,进行了钼的扩散钎焊试验;找出不同扩散温度下的焊接接头与再熔化温度、断裂温度、室温强度和塑性变化的规律;同时测定了扩散带宽度与焊缝金属显微硬度值。实验证明：随着扩散度的升高,焊缝金属与基体互扩散的流量增加,用Cu23Ni36Pd焊料焊后经过1120℃、4小时扩散处理,其再熔化温度已接近2600℃。对七种焊料扩散行为进行了金相观察,比较了提高再熔化温度的三个主要因素（扩散、溶解和蒸发）,发现含Pd的焊料有溶蚀晶粒的作用,并且比镍基、锰基扩散作用显著。     

不同陶瓷涂层厚度对汽车铝合金活塞温度与热应力影响

以汽车发动机铝合金活塞为研究对象,分析不同陶瓷涂层厚度对铝合金活塞温度和热应力的影响。研究结果表明:未覆盖陶瓷涂层及不同陶瓷涂层厚度的铝合金最高温度均出现在活塞顶部中心位置及边缘,且活塞温度从顶部开始向底部沿轴线依次降低;由于陶瓷热导率低于铝合金,导致铝合金活塞最高温度随陶瓷涂层厚度的增加而增加;随着陶瓷涂层厚度的增加,铝合金活塞基体温度明显下降。不同陶瓷涂层厚度铝合金活塞应力曲线几乎平行,随着陶瓷涂层厚度的增加,最大等效应力开始逐渐减小;而随着陶瓷涂层厚度的增加,铝合金基体的最大应力也随之变大。适当喷涂陶瓷涂层有助于降低铝合金活塞基体温度、改善其受力分布,进而延长其使用寿命。     

等离子喷涂功率对MOSi_2涂层组织与抗高温氧化性能的影响

以自蔓延合成的MoSi_2粉体为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了MoSi_2涂层;采用XRD、SEM和EDS等仪器和高温氧化试验考察了喷涂功率对MoSi_2涂层组织和抗高温氧化性能的影响。结果表明:涂层中均含有MoSi_2相、Mo_5Si_3相和钼相,随喷涂功率的增大,涂层的相组成由富硅相向富钼相转变;采用30kW喷涂功率可制备出主相为MoSi_2且致密度较高的涂层,可以明显提高基体的抗高温氧化性能。     

全配方发动机油SJ/5W-30中二烷基二硫代甲酸钼的摩擦学特性研究(Ⅱ)--二烷基二硫代甲酸钼(MoDTC)的摩擦化学效应

EDX分析表明，摩擦磨损过程中二烷基二硫代甲酸钼(MoDTC)中的活性元素与摩擦副材料表面发生了摩擦化学反应。温度和摩擦机械作用能显著促进：MoDTC与摩擦表面的摩擦化学作用。MoDTC的存在促进了全配方发动机油SJ／5W-30中的多功能添加剂ZDTP的分解。采用添加MoDTC的油样润滑时，在铸铁磨损表面上能形成Mo的化合物(MoO3，MoS2)以及硫化物(FeS)；纯基础油样SJ/5W-30润滑时铸铁磨损表面上只有硫化物形成，而且所形成的硫化物除FeS之外，还有较多的硫酸盐(FeSO4)。MoDTC与ZDTP甲复配时边界反应膜的形成可采用Pearson的硬软酸碱(HSAB)原理来阐释。     

热处理对等离子喷涂铁基非晶合金涂层微观结构和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂技术在Q235钢基体上制备Fe48Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金涂层,之后对涂层进行200,300,500,600,700℃热处理,研究了热处理对涂层微观结构、耐电化学腐蚀性能和耐均匀腐蚀性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶含量降低,孔隙率先减小后增大,经300℃热处理后涂层的孔隙率最低,且低于未热处理涂层的;热处理后涂层中的晶体相主要包括α-Fe,Fe-Cr,Fe63Mo37,Fe3C等;随着热处理温度的升高,涂层的自腐蚀电流密度先减小后增大,经300℃热处理后,自腐蚀电流密度最小,涂层的耐电化学腐蚀性能最好;经过热处理后,涂层在NaCl溶液中浸泡31d后的单位面积质量损失减小,且热处理温度越高,单位面积质量损失越小,涂层的耐均匀腐蚀性能提高。     

金属复合CrN涂层的磨损性能及应用研究

为取代M2高速钢,降低空调压缩机叶片生产成本,在GCr15基体上分别沉积CrMoN和CrAlTiN涂层,采用XRD分析涂层的相组成,在MM-200试验机上对其进行摩擦磨损实验,用三维超景深显微镜测量其磨痕面积;并用SEM观察磨损后的磨痕形貌。结果表明:制备的CrAlTiN和CrMoN涂层都能在一定程度上提高基体GCr15的耐磨性能,其中CrMoN涂层是以单一的CrN面心立方结构存在,Mo起到置换固溶强化的作用,因此耐磨效果更明显;通过合理控制涂层厚度和提高膜基结合力,GCr15+CrMoN涂层很有希望能取代传统的空调压缩机叶片材料M2高速钢。     

Analysis of thermal diffusivity of Ti thin film by thermoreflectance and periodic heating technique

Thermal diffusivity of Ti thin film with several hundred nanometers thickness has been measured by means of thermoreflectance (TR) technique and periodic heating using front heating and front detection configuration. Ti thin films were prepared on Si substrates by dc sputtering method. Then thin Mo layers as reflection layers were coated on Ti thin films. Surface of the Mo layer is irradiated by sinusoidally intensity modulated heating laser. Temperature response at the heated area is measured by a probe laser beam with constant intensity, as a TR signal. Phase lag between the phase of TR signal and that of heating laser beam was obtained from 100 kHz to 2.6 MHz. To analyze thermal diffusivity of Ti thin films using the phase lag data, we developed a three-layer analytical model such as Mo coating (100 nm)∕thin film∕semi-infinite substrate. The calculated phase lag using analytical model is in good agreement with the experimental data for the whole frequency range. The thermal diffusivity of two Ti thin films is determined to be 5 × 10(-6) m(2)∕s, which is 53% of the bulk one.     

二硅化钼对镍铝涂层显微组织和性能的影响

在镍包铝粉体中添加MoSi2,采用等离子喷涂方法制备了镍铝涂层,研究了MoSi2对镍铝涂层的组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:加入MoSi2后,镍铝涂层主要由Ni3Al、NiAl、MoSi2和Mo5Si3相组成;随着MoSi2含量的增加,涂层中孔隙、微裂纹的数量及尺寸增加,显微硬度也逐渐增大;加入质量分数为20%的MoSi2后涂层的耐磨性最好;纯镍铝涂层的磨损机理为磨粒造成的犁削,加入20%MoSi2后涂层的磨损机理为碾压作用和少量的脆性断裂,加入50%MoSi2后涂层主要为脆性断裂。     

Superficial hardening of machinery parts by the method of gas-transport high-temperature synthesis

Results of the study of the structure and properties of coating layers obtained on steel 45 by the method of self-propagating high-temperature synthesis and their dependence on technological parameters of the process are presented. Based on X-ray structural, X-ray microspectroscopic, electronic, durometric, and metallographic analyses, the dependence of the thickness and hardness of the formed coating on the holding time is demonstrated. The phase composition of a coating on the basis of chromium that contains carbides of the types Cr₂₃C₆ and Cr₇C₃ is determined. The effect of subsequent thermal treatment on the thickness of the formed layer, the presence of defects in it, the distribution of chromium within the coating, and the phase composition is revealed.     

Comparison of the effects of ionic liquid and anti‐wear additives on the tribological properties of Cr―Mo―N coatings

Cr―Mo―N coating was prepared by magnetron sputtering, and its crystallinity and phase structure were analysed by X‐ray diffraction. The tribological properties of the coating separately lubricated with L‐P106 ionic liquid was compared with poly‐alpha‐olefin (PAO) and PAO‐containing MoDTP and ZnDTP additives with a ball‐on‐disc reciprocal friction and wear tester. It was found that the tribological properties of as‐prepared Cr―Mo―N coating vary with varying lubricant systems. Namely, the results indicated that the L‐P106 has better friction‐reducing and wear resistance properties than that of MoDTC and ZnDTP. The analyses indicated that Cr―Mo―N coatings and lubrication films can be considered as a solid–liquid duplex lubricating systems. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

The Interfacial Shear Strength of Molybdenum Disulfide and Graphite Films

A number of interfacial shear properties of thin film of molybdenum disulfide (MoS₂) and oleophilic graphite are presented. The interfacial shear strength dependences on contact pressure and on temperature are compared with the data that have been accumulated for organic polymer film of comparable thickness. The interfacial shear strength results have been obtained using both plastically and elastically deforming contacts and the data are in good agreement.     

二硫化钼锂基润滑脂的老化性能预测

对二硫化钼锂基润滑脂进行加速老化试验,获得其质量变化率与老化温度及老化时间的变化规律。运用阿累尼乌斯方程和性能变化的时温关系式,采用线性回归方法推导出以二硫化钼锂基润滑脂质量变化率为性能指标的时温等效关系式。运用该模型可以推算不同贮存温度及不同贮存时间下二硫化钼润滑脂的质量变化情况,实现其老化性能的预测与评估。