热腐蚀和盐雾腐蚀影响氮化物涂层冲蚀行为的机制

金属氮化物涂层是目前重点关注的航空发动机压气机抗冲蚀涂层体系。为了兼顾热物理化学环境和应力环境的影响,进行涂层的腐蚀-冲蚀耦合行为研究十分重要。本研究对比了TiN/Ti涂层与TiN/ZrN涂层的原始状态、热腐蚀后和盐雾腐蚀后的冲蚀行为。结果表明,对于TiN/Ti涂层,在涂层的缺陷处盐雾腐蚀时形成点蚀坑,这是发生冲蚀的薄弱环节,盐雾腐蚀后TiN/Ti涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和热腐蚀后的涂层。对于TiN/ZrN涂层,热腐蚀过程中液滴表面形成疏松的腐蚀产物和氧化物,使其在冲蚀时更容易脱落,热腐蚀过程中产生的层间热应力削弱了涂层的结合力。热腐蚀涂层冲蚀后呈现严重的螺旋状剥落,热腐蚀后TiN/ZrN涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和盐雾腐蚀后涂层。     

钛合金微弧氧化生物膜制备与性能研究

综合国内外钛合金微弧氧化生物膜制备的方法,主要阐述了电参数与电解液对钛合金微弧氧化生物膜结构以及性能的影响机制.脉冲电源下,电流对膜层的制备具有良好的调整作用,且得到的膜层厚度显著增大.膜层厚度随氧化电压的升高而增加时,膜层表面颜色与腐蚀电位也发生变化.增加脉宽,降低频率时,单脉冲放电能量随之增加,微弧氧化成膜速率显著加快.不同体系电解液制备的膜层表面粗糙度、微孔结构等存在差异.在电解液中引入银、锌、铜离子能有效改善植入物涂层表面细菌黏附引起的异物炎症问题,增强其抗菌作用.基于目前钛合金微弧氧化的研究进展,展望了该研究方向,对钛合金植入物在临床医学应用发展中具有积极的促进作用.     

阳极组分对热喷涂制备SOFC输出特性的影响

针对传统管状与板块结构SOFC的特点,提出了集两种结构设计的优点为一体的金属陶瓷支撑管状结构SOFC,并采用低成本的火焰喷涂与等离子喷涂制备电池各结构层.采用3种不同成分与结构的阳极探讨了阳极结构对电池输出特性的影响,结果表明,阳极结构对电池运行时的极化产生显著影响,采用小颗粒的NiO与YSZ的复合粉末制备的阳极,可以有效增加阳极的三相界面,从而降低阳极极化,显著提高电池的输出功率密度,1000℃时可达到最大值0.57 W/cm2.这些结果为优化电池阳极结构层的设计与制备提供了依据.     

热障涂层的制备及其失效的研究现状

热障涂层作为航空发动机和燃气轮机高温部件的保护涂层,其抗高温失效能力直接决定了部件的工作效率和寿命.回顾热障涂层的发展历史及研究现状,着重介绍了热障涂层的主要制备方法及其相应涂层的结构特征,综述了各类热障涂层失效的影响因素和失效机理.     

固体氧化物燃料电池铈基电解质的研究进展

开发在中、低温下具有高电导率的电解质材料是未来发展低成本固体氧化物燃料电池（SOFC）的重要方向。掺杂氧化铈（DCO）在500~700 ℃时,具有良好的导电性能,其离子电导率远远高于同温度下氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）电解质材料,因此其成为中温SOFC电解质材料应用与研究的重点。但DCO在还原气氛下Ce4+部分还原为Ce3+,会引起电子电导增加、制造成本提高、开路电压降低等问题。针对这些问题,大量研究通过稀土或碱金属掺杂、电解质复合进行了探索,发现掺杂和多相电解质复合有助于提高DCO的离子电导率和稳定性。在概述锆基固体电解质、Bi2O3基电解质、LaGaO3基氧化物、CeO2基氧化物等SOFC电解质的基础上,重点综述了单掺杂、双掺杂和多掺杂的氧化铈电解质,同时综述了掺杂氧化铈-碳酸盐复合电解质和两种电解质复合的电解质材料的研究进展。另外,介绍了流延、丝网印刷、浆料涂覆、电泳沉积、喷雾热解、溅射、大气等离子喷涂、激光脉冲沉积等制膜方法,在铈基电解质膜制备方面的应用。最后,对铈基电解质的发展前景和方向进行了展望。     

Surface Strengthening of Ti-6Al-4V Alloy by Glow Plasma Carbonization Process

利用辉光等离子渗碳技术对Ti-6Al-4V进行了表面强化处理。等离子气体为氩气,渗碳温度和时间分别为950 ℃和3 h,工作压力为30~35 Pa。为了避免传统气体渗碳过程中易于产生氢脆的现象,用固体石墨棒作为碳源。渗碳结束后,分别利用OM、FESEM和XRD对渗碳层做分析,并在坏-块摩擦磨损试验机上对处理和未处理样品进行摩擦磨损对比实验。结果发现,渗碳层深度约为416 μm,其表面碳化物(TiC和V8C7)提高了合金表面的硬度和耐磨性能。     

6xxx系铝合金表面腐蚀及其防腐的研究现状

6xxx系(Al-Mg-Si)铝合金作为综合性能良好的中强铝合金,因其较小的密度、良好的耐蚀性和成形性等优点,被广泛应用在航空航天、交通运输和建筑机械等领域。然而,该类铝合金在工业应用中依然存在腐蚀问题,造成巨大的经济损失,带来严重的安全隐患。针对这一问题,首先介绍了6xxx系铝合金的腐蚀类型,总结了影响其耐蚀性的影响因素,重点介绍了合金元素对其耐蚀性的影响。已有的研究结果表明:铝合金中的Mg、Si、Cu、Zn等元素显著影响合金的耐蚀性能,过量Si和Cu元素的添加增加了铝合金的晶间腐蚀敏感性;适当地添加过渡族金属元素及稀土元素,可有效改善铝合金的耐蚀性。随后,分析了提高铝合金耐蚀性能的途径,包括改善热处理工艺、优化合金成分及添加复合物等方法,并介绍了几种典型的表面防腐处理工艺,如阳极氧化技术、微弧氧化技术、化学转化膜技术、电镀及化学镀技术。最后总结了以上防护途径存在的一些问题,并指出了耐蚀铝合金的主要发展方向。     

热喷涂制备固体氧化物燃料电池的研究现状

介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作原理和各组成元件的性能要求及其制备工艺,分析了SOFC发展过程中存在的主要问题,着重论述了基于热喷涂技术制备SOFC的国内外研究现状,以及电池结构对其输出性能的影响。     

冷喷涂金属颗粒变形行为数值模拟研究进展

理解冷喷涂中的颗粒变形和沉积行为一直是科学工作的焦点。由于颗粒撞击基底后的瞬时变形行为难以通过实验观测,因此多数研究工作聚焦于数值模拟。总结了一些颗粒撞击基底的建模方法,在前人研究的基础上,针对每个模型的原理及优缺点,分析了每个方法的适用场景,给出了改善模型的方法。综述了颗粒特性、入射角度、气体预热温度等对颗粒变形行为的影响,其中粒径大小、颗粒形状等是影响颗粒变形行为的主导因素,因此重点探讨了颗粒特性的影响。颗粒的撞击变形是影响冷喷涂涂层残余应力分布的重要因素,对涂层残余应力的相关数值模拟研究进行了综述,分析了颗粒变形与颗粒残余应力的关系。最后就目前冷喷涂残余应力建模较单一的形势,探讨了如何建立一种新模型以分析涂层残余应力。     

Mo基合金粉末对Fe基非晶涂层耐蚀性能影响

为了进一步提高Fe基非晶涂层的抗腐蚀性能,将不同比例Mo基合金粉末加入Fe基非晶粉末中,利用等离子喷涂技术获得涂层.通过XRD分析了涂层相组成,利用电化学分析和盐雾腐蚀等手段对涂层抗腐蚀性能进行测试.结果表明:加入Mo基合金粉末后等离子喷涂形成的涂层仍为非晶涂层.随着Mo基合金粉末加入,形成的涂层具有更低的腐蚀电流密度和较高的自腐蚀电位,同时存在较宽的钝化区域.当加入量增加20%时,腐蚀电流和电位不再发生明显变化,说明适量Mo基合金粉末加入能提高Fe基非晶涂层抗腐蚀性能.