CrN和CrN/Ag涂层的真空高温摩擦磨损性能*

为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能，利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层，利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征，通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能。结果表明：添加Ag元素以后，CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小，但结合强度增加；真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势，其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力，从而减小摩擦因数，CrN/Ag涂层主要通过高温产生的热驱动力诱导表面Ag润滑膜的形成来减小摩擦因数；CrN涂层依靠自身剪切特性参与摩擦，而CrN/Ag涂层在真空高温下具有自润滑和持续润滑性能，作为自润滑零部件具有潜在的应用价值。     

双相不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能研究

目的提高2205双相不锈钢的耐磨性和耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术,在2205双相不锈钢基体表面制备钴基合金熔覆层。用X射线衍射仪、光学显微镜检测钴基合金熔覆层的相组成和显微组织,用能谱仪测定熔覆层和基体界面区域的Fe和Cr元素分布,确定熔覆层界面过渡区域的宽度。用显微硬度计和湿砂磨粒磨损试验机,测试熔覆层硬度和耐磨性能。采用扫描电镜观察摩擦表面的磨损特性,分析钴基合金熔覆层的磨损机理。用电化学工作站测试熔覆层的电化学腐蚀特性,并用2205双相不锈钢作为对比试样做相应的性能试验。结果熔覆层由γ-Co固溶体和少量的Cr7C3、Cr2Ni3化合物相组成,界面处的熔覆层相组织是少量的平面晶和胞状晶,其他区域是发达的树枝晶。由于熔覆层由多道搭接和多层熔覆形成,树枝晶生长有方向性,但不是成固定的方向,并出现明显的分层现象。熔覆层过渡区范围为50μm左右,熔覆层平均显微硬度达477HV(0.1),远高于2205双相不锈钢基体(265HV(0.1))。当磨程达到3354m时,熔覆层的质量损失仅为10.3 mg,约为基体质量损失的1/3。在3.5%NaCl溶液中,熔覆层具有较高的极化电阻与电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流。结论熔覆层组织致密,无气孔、裂纹等缺陷,与基体呈良好的冶金结合,钴基合金熔覆层具有良好的耐磨粒磨损性能和耐腐蚀性能。     

固体氧化物燃料NiO–YSZ/YSZ半电池的冲击力学性能

应用Hopkinson压杆装置,研究了阳极支撑固体氧化物燃料电池片(SOFC)半电池NiO–YSZ/YSZ的冲击力学性能,得到了半电池薄片在不同应变率下的应力–应变曲线,分析了半电池中的应力波传播特性及其应变率效应。结果表明:半电池薄片在冲击载荷下,弹性变形范围很小,塑性屈服极限强度较小,且对应的应变值也较小。在半电池样品的极限强度范围内,随着应变的增大,半电池样品薄片的动态应力–应变曲线的切线模量减小,属于递减硬化材料;半电池中的应力波传播速率减小。随着应变率的增加,半电池薄片的极限强度增大,应变率效应明显。另外,随着波阻抗比的增大,半电池薄片中应力–应变"均匀化"分布的透射–反射次数随之减小。     

环保型耐高温涂料的应用及高温褪色机理研究

利用有机硅树脂作为耐高温材料制备性能优良的耐高温涂料,通过TG、SEM、紫外积分球法等测试考察了原材料的耐热性、耐高温涂层的耐温性能以及高温煅烧后涂层的颜色变化情况,从而进一步研究耐高温涂层在高温煅烧后的高温褪色机理。结果表明:耐高温涂层在高温煅烧后,由于有机硅树脂分解为白色细小的无机SiO2颗粒覆盖在涂层表面,从而使得涂层黑度降低,颜色变浅。     

有机涂层/金属腐蚀无损检测技术研究进展

综述了4种有机涂层/金属体系无损检测技术(包括交流阻抗谱、X射线检测、脉冲涡流检测和超声波检测)的基本原理、使用方法和研究进展,指出了有机涂层腐蚀检测方面目前存在的问题,展望了无损检测技术的发展趋势。     

基于PDM的304不锈钢钝化膜生长动力学研究

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明,304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体,钝化膜内施主密度与施加的电位成反比(除pH=13.4溶液);在钝化区内,稳态电流密度与施加的电位无关,而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚。采用点缺陷模型(PDM)对钝化区的电化学阻抗谱(EIS)数据进行分析计算,拟合出的参数可以用来预测样品随时间的腐蚀进程。计算结果表明,间隙阳离子是阻挡层的主要缺陷,缺陷的扩散系数约为10^-19 cm²·s^-1。     

海洋环境钛金属的应用现状及其防护技术研究

钛金属具有优异的耐海水和海洋大气腐蚀性能,因此在海洋装备中有广泛应用。但是钛金属在严酷海洋环境中应用表现出一些不足之处,如耐磨蚀性能差、易生物污损和电偶腐蚀等问题,严重影响了钛金属结构件的长寿命和安全可靠服役。介绍了钛金属在海洋环境中的应用现状,揭示了存在上述不足问题的本质原因。如海洋环境磨损与腐蚀的交互作用导致耐磨性能差的钛金属磨蚀损耗加剧,钛金属良好的生物相容性使其产生严重的生物污损,钛金属相比于其他金属具有较高的正电位,在介质环境中与异种金属偶接时作为阴极被保护从而加速偶接合金的腐蚀。鉴于钛金属优异的海洋耐候性,其在海洋环境中的应用必将越来越广泛,但是合适的表面处理和涂层防护是必不可少的。综述了国内外钛金属在海洋环境应用相关防护技术的研究现状,并对海洋环境中钛金属表面防护技术的发展方向和趋势进行了展望：金属陶瓷涂层和可控纳米结构氧化物陶瓷涂层是海洋环境钛金属运动部件耐磨蚀保护有效的技术手段;防污剂释放型和纳米缓释涂层技术是实现钛金属长效防生物污损很有前途的技术方法;钛金属表面低导电表面改性层的设计和制备可降低与其接触异金属的电偶腐蚀速度。     

温态超声冲击强化对AA6061-T6空蚀行为的影响

目的 进一步提高超声冲击处理对AA6061-T6抗空蚀性能的强化效果。方法 通过不同温度（RT、50、100和150℃）温态超声冲击强化处理,结合冲击强化与动态应变时效（DSA）的优点,获得应变速率更高、密度位错更高的塑性变形强化层,以提高其抗空蚀性能。利用X射线衍射技术（XRD）、金相显微镜研究了强化层的微观组织。利用显微硬度仪研究了强化层深度方向的硬度分布。利用超声振动空蚀平台、扫描电子显微镜（SEM）和激光共聚焦显微镜,研究了强化试样的空蚀性能及空蚀机理。结果 随温度的升高,强化后的铝合金近表层分别形成30、50、70、90μm的晶粒细化层,表面择优取向由（200）转变为（111）;强化温度为50℃时的表面显微硬度最高,较原始试样提高了108.2%;经300 min空化腐蚀后,常温、50、100、150℃条件下处理的超声冲击试样的抗空蚀性能分别是未处理试样的1.77、2.03、1.49和1.38倍;温态冲击强化后,试样的空化腐蚀损伤机制不仅包括初始的韧性断裂破坏,还增加了脆性及疲劳损伤形式。结论 经过温态超声冲击强化处理后,AA6061-T6的抗空蚀性能随温度的升高呈先增后减的趋...