热处理工艺对22MnB5钢铝硅镀层氧化层厚度和组织演变的影响

目的探究奥氏体化工艺对铝硅镀层氧化层厚度和微观组织的影响规律及其演变机理。方法以热浸镀Al-10%Si的22MnB5为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、辉光放电光谱仪(GD-OES)和X射线衍射仪(XRD)等仪器,观察镀层在奥氏体化过程中氧化层厚度的变化和微观组织的演变规律。结果当试样以15℃/s的速率升温到900℃后立即水淬,镀层氧化层最薄,当试样升温到900℃保温5 min后水淬,镀层氧化层出现了不同程度的开裂,镀层表面出现孔洞和脱落的现象,氧化层厚度明显增加。结论奥氏体化保温时间比奥氏体化升温速率对镀层氧化层厚度的影响更大,保温时间越长,氧渗入镀层的深度越深,氧化层越厚,奥氏体化时间的延长不利于镀层氧化层保持完整性,影响镀层对钢基体的保护功能。镀层及其氧化层的微观组织演变规律为:镀层中首先形成Al2Fe3Si3(τ1)和Fe2Al5相,随后Fe2Al5相生长并伴随FeAl2相形成,而后FeAl2+Fe2Al5相生长且有FeAl析出,随后FeAl相生长,氧化层出现孔洞,最后氧化层破裂,镀层表面孔洞增加,最终组织为FeAl2+Fe2Al5+FeAl。     

激光熔覆碳化钛增强钛基复合涂层研究进展

钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性强等显著优点，在航空航天、海洋工程等领域具有广阔的应用前景。然而，钛合金硬度低、耐磨性差，严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。激光熔覆技术具有生产效率高、热影响区窄、结合强度高、组织致密等优势，被广泛用于钛合金零部件表面改性和熔覆修复。高硬、高模量碳化钛的热物性参数与钛合金基材相近，常被选作激光熔覆钛基复合涂层的增强相，以提高其耐磨性。介绍了碳化钛的晶体结构、生长形态和性能特点。综述了碳化钛增强钛基激光熔覆材料体系以及工艺参数对熔覆层成形质量、宏观形貌和微观组织的影响。重点从碳化钛增强相的分布、数量、尺度以及相结构等方面，论述了碳化钛增强钛基激光熔覆层的组织特征，同时阐述了碳化钛强化机制，讨论了碳化钛增强钛基激光熔覆层组织特征与耐磨性能的内在关联性。最后提出了目前激光熔覆碳化钛增强钛基复合涂层研究中存在的问题与展望。     

正交优化带油特种钢材表面高温耐磨涂料

目的 改善特种钢材在高温、中低速等恶劣工况服役条件下的摩擦磨损性能。方法 采用涂料制备技术对带有二甲基硅油处理的特种钢材进行表面处理。以环氧E-51树脂为基料，可膨胀石墨、CaF2等高温耐磨材料为颜填料，制备了一种适用于特种钢材表面带油涂装的涂料，并以高温磨损、热失重率、腐蚀电流密度等共同作为评价标准，其中高温磨损作为主要评价标准。在单因素实验的基础上进行正交优化试验，利用熵权法将9组正交优化试验进行分析。结果 优化试验结果表明，当颜基比为1.2∶1、石墨用量为35%、CaF2用量为22%、玻璃鳞片用量为18%时，漆膜的高温磨损率仅为0.97%，200 ℃热失重率仅为5.41%，400 ℃热失重率为37.84%，腐蚀电流密度仅为1.337′10-7 A/cm2，漆膜的综合性能最好，其他性能也同样满足国家标准，其中漆膜的耐碱性能远大于国家标准。结论 通过综合加权法计算的正交优化方案的性能比正交9组试验有较为明显的提高，其中高温耐磨率由2.5%降低至0.97%，腐蚀电流密度由2.61′10-7 A/cm2降低至1.337′10-7 A/cm2，而耐高温性能也由原本的最高350 ℃提高到400 ℃。     

玻璃沉积物对La2Ce2O7/YSZ涂层高温下热冲击性能的影响

目的 为了探究玻璃沉积物CMAS(CaO-MgO-Al2O3-SiO2)对新型结构热障涂层在1250 ℃下的热冲击寿命的影响，揭示热障涂层的失效行为。方法 通过火焰喷涂技术将制备的CMAS粉体均匀地沉积到铈酸镧/氧化钇部分稳定二氧化锆双陶瓷层热障涂层(LC/YSZ DCL-TBCs)和梯度热障涂层(LC/YSZ FGM-TBCs)的表面，于1250 ℃热冲击实验中进行涂层样品的抗热冲击性能及失效机理研究。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)追踪CMAS的位置，观察CMAS与涂层反应层的厚度与形貌。采用X射线衍射仪(XRD)测试反应层产物，并总结其失效方式。结果 高温热冲击结果显示梯度涂层的热冲击寿命(435次)远高于双陶瓷层热障涂层的寿命(229次)，约为铈酸镧/氧化锆双陶瓷层热障涂层寿命的1.9倍。铈酸镧层与梯度层都能在一定程度上阻碍CMAS渗入涂层内部，提高其CMAS腐蚀条件下的热冲击寿命。双陶瓷层热障涂层与梯度热障涂层的失效均是以层状剥落为主，剥落层主要是CMAS与LC的反应层以及反应层下的烧结层，反应层是由Ca2(LaxCe1-x)8(SiO4)6O6-4x、萤石相和MgAl2O4等难熔氧化物组成，这层致密氧化物类似于密封层，能阻止CMAS继续渗入。结论 功能梯度结构具有比双陶瓷层结构更优异的抗CMAS热冲击性能和更好的应力耐受性。     

无溶剂环保型单组分潜固化聚氨酯防水涂料的研制

采用环氧大豆油调整产品体系黏度,以潜固化剂固化方式制备了无溶剂单组分聚氨酯防水涂料。讨论了环氧大豆油和醛亚胺类潜固化剂的用量对产品的黏度、VOC含量以及涂膜力学性能的影响。结果表明,环氧大豆油用量在25~30份、潜固化剂的用量在1.5~2.0份时,所制备的无溶剂环保型单组分潜固化聚氨酯防水涂料能满足PU防水涂料GB/T 19250—2013的要求。     

硅烷偶联剂预处理对Q235钢表面聚偏氟乙烯涂层性能的影响

先采用KH-560硅烷偶联剂体积分数不同的硅烷溶液处理Q235钢,再制备聚偏氟乙烯(PVDF)防腐涂层。研究了KH-560体积分数对硅烷溶液水解率及PVDF涂层的表面形貌、疏水性和耐蚀性的影响。结果表明,采用KH-560体积分数为9%的硅烷溶液预处理Q235钢后制备的PVDF涂层表面疏水性较强,在400°C内具有较好的热稳定性,硬度为5H,耐弯曲性、耐酸碱性、耐盐水性(14 d)均优于未采用硅烷溶液处理的O235钢上涂覆的PVDF涂层。     

铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层的研究进展

激光熔覆技术作为推动国家制造业升级的重要绿色制造和再制造技术,在航空航天、海工交通、冶金机械等重点领域具有广阔的应用前景。激光制造用粉末材料是影响该技术应用和发展的关键因素之一,其中铁基合金材料具有成本低、力学性能好、应用范围广等优势,特别是不锈钢体系的铁基合金因其良好的力学性能和优异的耐蚀性能而逐渐成为研究关注的焦点。全面综述了国内外在铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层的相关研究进展。根据显微组织的不同,目前采用激光熔覆技术制备的不锈钢涂层的类型主要有:奥氏体型不锈钢、马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢以及双相型不锈钢。重点综述了激光工艺参数(激光功率、扫描速度、熔覆方式等)、合金元素(Al、Ni、B、Mo等)、添加物(SiC、WC、VC、Cr3C2、Al2O3等陶瓷相)以及热处理(固溶处理、低温回火等)等因素对激光熔覆不锈钢涂层组织和性能的影响,主要包括对熔覆层的相组成、截面几何尺寸、稀释率、残余应力、力学性能、耐蚀性能等的影响规律及微观机制。同时,指出了目前在铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层领域中存在的主要问题及今后的发展方向。     

钛合金表面抗高温氧化涂层的研究进展

钛合金在制造航空航天发动机等关键部件方面具有重要的应用价值，但高温性能不稳定是制约其发展前景的主要原因。采用激光熔覆技术在钛合金表面制备耐高温涂层，是在不改变钛合金材料整体性能的前提下赋予材料表面特殊性能的重要途径。首先介绍了钛合金的氧化行为，并简要分析了钛合金在氧化过程中的氧化特点及失效形式，指明其改善途径。随后总结分析了目前常用的镍基高温涂层、TiAl系高温涂层和高熵合金高温涂层的研究现状，其中镍基合金涂层具有较高的结合强度、良好的耐磨性和优异的耐蚀性，但由于涂层与基体中元素的扩散速率不同导致的差异，造成柯肯达尔空洞的产生，涂层变得不稳定，涂层与基体的结合强度降低。TiAl基合金的高温性能与镍基高温合金相近，且密度小，有代替镍基合金的发展趋势，其涂层表面可以生成均匀致密的Al2O3氧化膜，并且与钛合金基体间的化学成分差异小，基本不发生互扩散现象。但二元TiAl系涂层对于Al的用量有严格的要求，当其使用温度超过850 ℃时，抗氧化性能也会严重降低。因此Ti-Al-X系涂层中X元素（例如Cr、Si、Ni等元素）的添加，可以适当地降低Al含量，促进均匀致密的Al2O3氧化膜的形成，有效地阻止氧元素向基体的扩散，并且比二元TiAl涂层的脆性要低、塑性更好。高熵合金高温涂层具有许多优异的性能，调整其中某一种或者某几种元素的含量都可以进一步优化性能，因此应用前景极为广阔，但其还处于实验室研究阶段，元素配比的不合理，基体元素对熔覆层的反作用，都会使高熵合金的脆性和力学性能达不到理论效果，不能进入真正的应用阶段。最后展望了激光熔覆技术在钛合金表面制备高温涂层的发展趋势。     

高紫外反射ZnO/SiO2复合粉体制备及其热控涂层性能研究

目的 以ZnO/SiO2复合粉体为填料，开展新型热控涂层制备方法研究，提高传统白色热控涂层的紫外反射率, 研制出具有太阳全光谱高反射性能的热控涂层。方法 以硫酸锌和硅酸钠为原料，采用常温化学合成与高温热处理相结合的方法制备ZnO/SiO2复合粉体，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外可见分光光度计等仪器，对复合粉体的微观结构及光学性能进行表征。然后以ZnO/SiO2复合粉体为填料，以无机硅酸钾为粘结剂，制备了ZnO/SiO2热控涂料，通过不同颜基比和厚度的优化，得到了太阳全光谱(200~ 2600 nm)高反射白色热控涂层的制备方法。结果 研制的ZnO/SiO2复合粉体在紫外波段的反射率均大于88%，与传统ZnO粉体相比具有明显提升。当以无机硅酸钾为粘结剂、颜基比为2:1、喷涂厚度为100~140 μm时，所制备涂层在太阳全光谱呈现高反射特性，此时涂层的太阳吸收比为0.12，红外发射率为0.92。结论 ZnO/SiO2热控涂层具有优异的热控性能，与传统白色热控涂层相比具有更低的吸收比，同时在太阳全光谱具有高反射特性，可以满足新一代大功率卫星长寿命和高效散热的技术需求。     

Study on surface magnetization recover ilmenite from titanaugite using surfactant sodium oleate

ABSTRACT

Separation of ilmenite from titanaugite was investigated by magnetic coating. By enlarging magnetic difference between ilmenite and titanaugite, ilmenite was efficiently recovered. Scanning electron microscope and vibrating sample magnetometer results indicated that magnetite selectively coated onto ilmenite surface and increased its magnetism, which resulted in different magnetic separation behavior between ilmenite and titanaugite. FTIR and contact angle measurements confirmed that the adsorption difference of sodium oleate resulted in a stronger hydrophobicity on magnetite and ilmenite than titanaugite. Interaction energy analysis illustrated that hydrophobic association interaction on ilmenite was stronger than that on titanaugite, and which led to the selective coating of magnetite onto ilmenite.