海水泥沙含量对945钢冲刷腐蚀的影响

本文采用旋转冲刷实验装置研究945钢在含泥沙海水中的冲刷腐蚀性能,测试介质为青岛附近海域天然海水并加入不同含量的石英砂模拟海水泥沙,分别采用电化学方法检测材料的抗冲刷腐蚀性能、失重法测量腐蚀速率、扫描电子显微镜(SEM)表征金属表面腐蚀产物形貌,并采用X射线衍射仪(XRD)、电子能谱仪(EDS)分析腐蚀产物成分。结果表明,含砂量0.3wt%条件下945钢的阻抗最大,冲刷腐蚀作用最低,随含砂量由0.15wt%增加到1.0wt%,腐蚀产物中的SiO_2含量逐渐增加。当海水流速由1 m/s增大到5 m/s时,945钢的阻抗逐渐减小,腐蚀情况愈加严重,腐蚀产物成分主要为FeO(OH)。     

水润滑低摩擦系数陶瓷涂层摩擦副的研究

主要针对水润滑条件下低摩擦系数摩擦副--包括主动副和从动配副的材料和性能进行设计研究.研究了3种复合陶瓷涂层制备的主动副与3种摩擦性能良好的整体材料组配进行摩擦性能试验.通过销-盘磨损试验,测定各组摩擦副的摩擦系数和磨损量;利用SEM等测试技术,观察和分析了磨痕的形貌,重点讨论了陶瓷涂层材料的组分设计及其显微结构,涂层与配副材料在水润滑条件下的摩擦学性能.结果显示:在水润滑下所设计的3种陶瓷涂层所组成的摩擦副具有较低的摩擦系数,能够耐海水侵蚀以及抗微生物附着,是一种海水中使用的理想摩擦组件.     

黑镍太阳能选择性吸收涂层的研制

采用电镀方法在预镀银H85铜合金表面电化学沉积黑镍涂层,制备出了太阳能选择性吸收涂层。研究了电镀时间、电流密度以及光亮银底层等参数对涂层整体的太阳能吸收率α、发射率ε的影响,采用SEM、EDS、XRD以及光谱选择性(α/ε)等方法对涂层进行了表征,得到了制备黑镍太阳能选择性吸收涂层的优化工艺。实验结果表明,黑镍涂层主要相结构为N-Diamond C、NiO、NiC、NiZn3;添加光亮银红外反射层能较为明显地改善涂层的选择性吸收性能;获得了α=0.90,ε=0.06,α/ε=15的太阳能选择性吸收涂层。     

NiCrAlYSi/h-BN高温可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

目的加入h-BN和团聚聚苯酯分别作为固体润滑剂和造孔剂,以提高NiCrAlYSi基封严涂层的高温摩擦磨损性能。方法采用真空熔炼雾化造粒和料浆喷雾造粒技术制备NiCrAlYSi/h-BN聚苯酯复合粉体,再利用大气等离子喷涂技术制备高温可磨耗封严涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、CSM摩擦磨损试验机和三维轮廓仪等手段,研究NiCrAlYSi/h-BN封严涂层显微结构、元素组成以及室温和800℃下的摩擦磨损性能,探究涂层在室温和800℃下的磨损机理。结果等离子喷涂NiCrAlYSi/h-BN封严涂层组织比较均匀,涂层结合强度可达15MPa,孔隙率约为32%。室温下封严涂层与DD6镍基单晶高温合金球间的平均摩擦因数为0.897,涂层磨损体积为2.09×10~8μm~3;800℃高温下平均摩擦因数为0.425,涂层磨损体积为3.22×10~8μm~3;封严涂层800℃下有良好的可磨耗性,相应对偶件的磨损较轻;高温下,封严涂层金属基相软化、h-BN的润滑作用和部分金属基相高温下生成自润滑性氧化物,是摩擦因数降低和对偶件磨损较轻的主要原因。NiCrAlYSi/h-BN封严涂层室温的主要磨损机理为涂抹、磨粒磨损和轻微氧化,高温下的主要磨损机理为切削、塑性变形、氧化和粘着磨损。结论等离子喷涂NiCrAlYSi/h-BN高温封严涂层在高温下的可磨耗性能较好。     

低红外发射率陶瓷层/金属层/陶瓷层复合薄膜高温性能研究

目的研究热处理工艺对陶瓷层/金属层/陶瓷层复合薄膜低红外发射性能的影响,并分析复合薄膜的有效工作温度。方法采用多弧离子镀方法在Ni基K424合金基底上制备了AlCrN/Cr/AlCrN和AlCrSiN/Cr/AlCrSiN两种复合薄膜,分别在700~800℃和800~900℃大气环境下对样品进行了热处理。利用X射线衍射仪、场发射高分辨率透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、电子探针显微分析仪、辉光放电质谱仪和傅里叶变换红外光谱仪,对样品的微观结构、化学组成和表面辐射特性进行了分析。通过建模计算了两种样品在不同温度下的氧化活化能和扩散系数,对比了其抗氧化性能和抗扩散性能。结果样品中的陶瓷层呈纳米晶-非晶结构特征,AlCrN和AlCrSiN陶瓷层中的纳米晶分别为hcp-Cr2N和hcp-AlN。非晶AlCrN介质会在750℃结晶形成面心立方相的Cr(Al)N,加入Si元素可以将其结晶温度提高至850℃。在氧化初期,由于纳米晶的不同,AlCrN和AlCrSiN陶瓷层的表面分别形成富Cr和富Al的氧化层,而由于fcc-Cr(Al)N的形成,以及氧化铬和氧化铝之间极高的溶解度,最终样品表面会形成铝、铬混合的氧化层。当非晶AlCrN介质结晶后,O元素通过晶界深入样品内部导致样品的红外发射率急剧增大,使其低发射特性失效。同时,结晶后的复合薄膜中陶瓷层的氧化活化能降低,Ni元素的扩散系数增大。结论纳米晶-非晶结构的陶瓷层具有更优异的抗氧化性能和抗扩散性能,加入Si元素可以提高样品的抗氧化性能,AlCrSiN/Cr/AlCrSiN复合薄膜可应用于850℃以下的低红外发射率应用。     

基于应变设计的跨斜滑断层埋地管道地震反应分析

中亚天然气管道D线工程穿越大量活动斜滑断层,埋地管道受断层错动影响极大,在断层错动作用下管道极易发生大变形,管道内部因产生较大应变而失效破坏。目前国内对基于应变的管道设计研究较少,并主要对拉应变进行分析,缺乏对压应变的研究,同时现有的解析方法对跨斜滑断层管道应变问题无法求解。因此研究跨斜滑断层埋地管道的设计应变意义重大。为此,采用非线性有限元分析方法,建立了ABAQUS数值模型,基于应变设计对跨斜滑断层埋地管道反应进行了研究,分析了埋深、管道直径、壁厚、管道内压和土体压缩模量这5项参数对管道拉应变、压应变的影响。通过对中亚天然气管道D线工程实际工况的分析,利用MATLAB软件拟合获得了管道最大拉应变、压应变的回归公式。研究结果表明:(1)管道拉、压应变分布规律不同,管道拉应变随断层位移增大而增大,管道压应变随位移先增大而后减小;(2)工程中采用浅埋软土、小直径厚壁管道及低管压等措施均有利于管道对断层错动的抗震设防;(3)回归公式能为跨斜滑断层埋地管道工程的设计与安全评价提供参考。     

热处理对钡铁氧体空心微球的结构及静磁性能的影响

以BaCl2×2H2O和FeCl3×6H2O为基本原料,采用化学共沉淀法制得前驱溶液,并利用液相等离子高温分解法制得钡铁氧体空心微球. 热处理后用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、图像分析仪及磁性能测量手段分析空心微球的微观结构和静磁特性. 结果显示,空心微球的尺寸分布在2~5 mm,热处理温度从900℃升高到1100℃,晶粒形貌逐渐完善,晶粒尺寸和饱和磁化强度逐渐增大,磁饱和强度在1100℃时达到48 A×m2/kg,矫顽力先增大后减小,并在1000℃达到最大值2.6′105 A/m.     

Ni-W-SiC纳米复合电镀工艺的研究

采用一种新型的分散方法促使纳米SiC在镀液中的均匀有效分布.初步探讨了工艺参数对复合镀层的影响,着重研究阴极电流密度对Ni-W-SiC纳米复合镀层表面形貌、断面形貌、n-SiC共析量和显微硬度的影响.结果表明:在其他工艺不变的条件下,选择适当的电流密度可制备出形貌良好、成分均匀、硬度较高的纳米复合镀层.     

金属陶瓷涂层制备技术及其后处理工艺研究进展

本文综述了不同金属陶瓷复合涂层制备工艺原理和技术特点,重点介绍了新兴金属陶瓷涂层冷喷涂技术的原理以及国内外研究进展.陶瓷涂层的后处理工艺可以明显改善其性能,特别是针对冷喷金属陶瓷涂层,采用激光重熔是一项具有发展前景的后处理工艺.     

不锈钢表面处理对Cr2O3薄膜太阳能选择吸收性能的影响

采用Sol-gel法以及浸渍提拉法在不锈钢表面制备了Cr2O3选择性吸收薄膜。分别采用喷砂处理和氧化液腐蚀两种方式对不锈钢进行表面处理,考察不同表面处理方式对Cr2O3太阳能选择吸收薄膜性能的影响。用Lambda 750型UV-Vis-NIR分光光度计和Tensor 27型BRUKER红外光谱仪分别测试薄膜在可见-近红外光谱区和红外光谱区的反射光谱。结果表明,氧化液处理的不锈钢基体,其表面所涂覆薄膜的红外发射率明显降低,发射率由喷砂基体的0.465降低到0.186,具有良好的选择吸收性。