选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr合金成形性及力学性能研究

通过选区激光熔化(SLM)技术制备Al-Mg-Sc-Zr铝合金，系统研究了不同工艺参数对铝合金粉末成形性以及不同时效处理条件对SLM成形样品组织和力学性能的影响。结果表明，在高激光功率和低激光扫描速度下，SLM成形样品的致密度较高。沿样品沉积方向可观察到熔池层层堆叠的显微组织，熔池边界和熔池内部均存在细小纳米颗粒。经不同温度时效处理后，样品的硬度和压缩屈服强度先增加后降低。SLM成形样品经400℃时效处理3 h后屈服强度达到最大值469±4 MPa。     

不同Ti含量的W-Ti-N复合膜的微结构及性能研究

采用多靶反应磁控溅射技术制备一系列不同Ti含量的W-Ti-N复合膜。采用X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪等检测方法对薄膜的微结构和力学性能进行表征。采用UMT-2功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对W-Ti-N复合膜的摩擦性能进行评价,同时,探讨薄膜的致硬机理和摩擦机制。结果表明:Ti含量(原子分数,下同)为5%~23.48%时,薄膜硬度处于峰值区,硬度值最高可达39GPa,摩擦因数在0.4左右。当Ti含量高于23.48%时,硬度随着Ti含量增加而下降,摩擦因数随Ti含量的增加而升高。     

Cr1-xAlxN涂层的微结构和抗氧化性能研究

采用磁控反应溅射法制备了一系列不同Al含量的Cr1-xAlxN涂层,通过能谱仪(EDS)测试涂层的成分,X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的表面形貌,研究了Al含量对涂层的微结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明,涂层取CrN的面心立方结构生长,且呈(111)择优取向.随着Al含量增加,涂层的晶格常数减小,涂层的高温抗氧化性能显著提高.Cr0.6356Al0.3644N涂层随着氧化温度的升高,表面的Al含量略为上升,在900℃涂层产生裂纹失效.     

Al含量对(V,W,Al)N复合膜微观组织和抗氧化性能的影响

采用多靶磁控溅射仪,制备不同Al含量的(V,W,Al)N复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪和热处理炉及热失重分析仪对(V,W,Al)N复合膜的微观组织、力学性能及高温抗氧化性能进行表征。结果表明:当Al含量低于14.86 at%时,(V,W,Al)N复合膜存在面心立方结构(V,W)N、WN相及六方结构V2N相,当Al含量高于14.86 at%时,薄膜存在面心立方结构(V,W)N、WN相及六方结构V2N和AlN相;随Al原子百分含量的增加,复合膜的硬度呈先增大后减小的趋势,当Al原子百分含量达到14.86 at%时,其硬度最大值为35.5 GPa;随Al含量的增加,(V,W,Al)N复合膜抗氧化性能提高了至少200℃。讨论Al含量对(V,W,Al)N复合膜性能的影响。     

热虹吸热管爆破试验分析

前言热管是一种结构简单、无运转部件、工作可靠、使用寿命长、传热效率极高的新型传热元件。按结构不同,可分为吸液芯热管和热虹吸热管。两者工作原理基本相同,所不同的是工质冷凝液回归方法:前者依靠吸液芯的毛细作用,而后者依靠液体的重力。热虹吸热管制作较为简便,成本较低,传输热量大,应用较多。热管用作换热器、     

AlN/w-BN纳米多层膜的制备及其显微结构

用射频磁控溅射法在硅基片上制备了AIN、BN单层膜及AIN/BN纳米多层膜,采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、小角度X射线反射仪、高分辨率透射电子显微镜和原子力显微镜等对其进行了表征.结果表明:AIN/BN多层膜具有(103)择优取向,并且当AIN层厚固定时,随着BN层厚的增加,(103)择优取向得到强化;AIN单层膜及AIN/BN纳米多层膜均呈岛状生长,多层膜界面粗糙度及表面粗糙度均随着BN层厚的增加而减小;多层膜中BN的结构与BN的层厚有关,当AIN层厚保持在4.0 nm且BN层厚为0.32～0.55 nm时,可获得晶态w-BN,当BN层厚增至0.74 nm时,BN呈非晶态.     

磁控共溅射制备锆-硅-氮复合薄膜的显微组织与性能

通过磁控共溅射方法制备了一系列不同硅含量的锆-硅-氮复合薄膜;采用能谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜和微力学探针等对复合薄膜进行了表征;研究了薄膜中硅、锆原子比对复合薄膜的显微组织、高温抗氧化性能和力学性能的影响。结果表明：随着硅含量的增加,复合薄膜的ZrN（111）、（220）晶面衍射峰逐渐消失,呈现ZrN（200）择优取向;同时其性能逐渐提高,当硅、锆原子比为0．030时可获得最大硬度和最大弹性模量,分别为37．8GPa和363GPa;进一步增加硅含量,复合薄膜向非晶态转化,而薄膜的硬度和弹性模量迅速降低,抗氧化温度显著提高。     

磁控溅射制备TiCN复合膜的微结构与性能

通过磁控溅射技术制备一系列不同石墨靶功率的TiCN复合膜。分别利用X射线衍射仪、纳米压痕仪和高温摩擦磨损仪研究薄膜的微观结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。结果表明:随着石墨靶功率的增加,TiCN(111)峰逐渐宽化,晶粒尺寸逐渐减小,薄膜最后接近非晶结构。薄膜的硬度与弹性模量呈先增大后减小的趋势,在石墨靶功率为90 W时薄膜的硬度和弹性模量最大,分别为28.2和230 GPa。随着石墨靶功率的增加,室温下TiCN复合膜的摩擦因数逐渐减小,TiCN复合膜的耐磨性能明显提高。当环境温度升高到300~500℃时,TiCN薄膜的摩擦因数明显增大。TiCN复合膜的摩擦磨损性能受薄膜微观结构、空气中的水蒸气和氧气及环境温度等一系列因素的影响。     

TiVCN复合膜的微结构、力学性能与摩擦磨损性能研究

采用多靶磁控溅射技水,分别利用不同V靶功率和石墨靶功率制备一系列不同V含量和C含量的TiVN和TiVCN复合膜.利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损仪研究了TiVN和TiVCN复合膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能.研究表明,当V靶功率为60 W时,TiVN薄膜的硬度达到最大值,为25.02 GPa.在此基础上逐渐加入C元素,当石墨靶功率为20 W时,TiVCN薄膜的硬度达到最大值,为28.51 GPa.当石墨靶功率进一步增加,薄膜的硬度值开始逐渐降低.室温下,随着石墨靶功率的增加,TiVCN薄膜的摩擦系数逐渐减小.高温下,TiVCN复合膜的摩擦系数随着温度的升高先增加后减小,在700℃时获得最小值,当温度继续升高摩擦系数又增加.讨论了高温下TiVCN复合膜Magneli相的作用和自适应机制.     

TiCN/VCN多层膜的力学和摩擦磨损性能

采用多靶磁控溅射技术,制备TiCN、VCN单层膜及一系列调制比为1的不同调制周期的TiCN/VCN多层膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损测试仪和扫描电子显微镜,研究各种薄膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。研究表明:不同调制周期的TiCN/VCN多层膜的硬度围绕混合法则计算的硬度值上下波动,没有出现致硬现象。TiCN和VCN单层薄膜室温下的摩擦因数很低,TiCN/VCN多层膜调制周期较小时摩擦因数较高,调制周期大于10 nm时摩擦因数逐渐接近TiCN和VCN单层膜。700℃下,TiCN/VCN多层膜的摩擦因数主要取决于表面生成的TiO2和V2O5的共同作用,与TiCN相比,TiCN/VCN多层膜的高温摩擦因数较小。