TA19合金表面TiAlN硬质涂层的耐磨性能研究

为了提高TA19合金的摩擦学性能,采用磁控溅射技术在TA19合金表面制备了TiAlN硬质涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪研究了TiAlN涂层的微观形貌、物相组成和成分含量及分布,利用球-盘摩擦磨损试验机研究了不同载荷条件下硬质涂层和基体的摩擦行为及其磨损机理。结果表明:TiAlN涂层厚度约为4μm,表面为细小颗粒状,颗粒间较为紧密,颗粒尺寸大小均匀。涂层表面主要由Ti、Al、N元素组成,其原子比大约为1∶1∶1,涂层和基体间结合力可达到53.3 N。磨损试验结果表明,在TA19合金表面制备TiAlN涂层后,其摩擦系数和磨损率较TA19合金基体的有了明显的降低。在低载荷下,TiAlN涂层的磨损形式主要是磨粒磨损,在高载荷时转化为磨粒磨损和氧化磨损。     

γ-TiAl合金表面Al2O3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能研究

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al₂O₃/Al复合涂层。在850 °C下、 100 wt.% Na₂SO₄熔盐中观测Al₂O₃/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al₂O₃/Al复合涂层具备由Al₂O₃表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al₂O₃,TiO₂和TiAl₃。致密的Al₂O₃/Al复合涂层有效地抑制了O_2-,S_-和Na₊对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al₂O₃/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

γ-TiAl合金表面Al-Y梯度涂层在850℃硫酸盐中的热腐蚀行为

为了提高γ-TiAl合金的耐腐蚀性,采用磁控溅射技术在其表面制备了Al-Y梯度涂层。利用SEM、EDS和XRD分析了涂层的表面形貌、元素分布及相组成。研究了涂层在850℃Na_2SO_4中的热腐蚀行为,并对其腐蚀机制进行了分析。结果表明:Al-Y梯度涂层由沉积层和扩散层组成,厚度约为55μm,表面致密,无明显的孔洞和裂纹,由表及里Al、Y、Ti元素呈梯度分布;Al-Y梯度涂层表面在850℃Na_2SO_4中生成了Al_2O_3、Y_2O_3等氧化物保护层;涂层中Y元素的存在能阻止S元素从界面薄弱处侵入基体,涂层中形成的Y_3Al_5O_(12)相能有效提高耐腐蚀氧化层与基体之间的结合力。Al-Y梯度涂层在850℃Na_2SO_4中具有较好的抗热腐蚀性能。     

纳米微粒增强水性无铬锌铝合金涂层的制备及其性能

针对水性无铬锌铝合金涂层硬度低的问题,采用向涂液中添加硬质纳米颗粒的方法分别制备了SiO_2、TiO_2、ZnO、Al_2O_3和TiC纳米颗粒增强锌铝合金涂层,利用显微硬度测试和Tafel曲线研究纳米颗粒种类及含量(质量分数)对涂层硬度和腐蚀性能的影响,并采用电化学阻抗谱技术研究优化涂层的电化学腐蚀行为。结果表明:在不影响涂层腐蚀性能前提下,添加1%纳米ZnO的锌铝合金涂层综合性能最好,显微硬度从132.8 HV_(0.025)提高到175.0 HV_(0.025),而自腐蚀电流密度仅从3.124μA/cm~2增至3.157μA/cm~2。纳米ZnO增强涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀过程经历4个阶段:一是初期涂层本身的屏蔽作用;二是涂层中金属粉的活化腐蚀阶段;三是腐蚀介质到达涂层-基体界面时涂层的阴极保护作用;四是后期腐蚀产物的物理屏蔽作用。     

锌铝合金粉中Al含量对无铬达克罗涂层耐蚀性的影响

为获得表面形貌良好、耐蚀性能优异的无铬锌铝合金涂层,采用4种不同Al含量的片状Al-Zn合金粉替代传统达克罗涂层所用的锌铝混合粉制备涂层,将涂层浸入NaCl溶液中进行加速浸泡腐蚀.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析涂层腐蚀形貌、成分及物相,研究了Al含量对合金粉末涂层性能的影响.结果表明,当合金粉中Al的质量分数低于55％时,涂层的防护寿命随着Al含量的增大而增加,采用Al含量为55％的片状合金粉制备的无铬达克罗涂层的耐蚀性最好.     

基于ANSYS Workbench的箱型伸缩吊臂动态特性研究

大型化、高速化逐渐成为起重机的一个发展趋势,这些都会加剧整机的动态响应。为研究铁路起重机箱型伸缩吊臂在吊重被突然提升离地与吊重悬空静止开始起升两种工况真实动态特性,引入了钢丝绳阻尼系数,建立了运动微分方程,推导出相应工况整个过程的动态载荷的理论公式。公式表明载荷为绕固定值上下振动、振幅不断衰减的周期函数。据此在ANSYS Workbench中建立了铁路起重机箱型伸缩吊臂有限元模型,采用模态叠加瞬态动力学分析法详细研究了不同载荷频率与吊臂固有频率比值对吊臂最大应力的影响,得出频率比与最大应力关系曲线。结果表明,即使动载荷振幅衰减速度较快,在共振区吊臂最大应力同样会超过材料的屈服极限。     

45钢双层辉光等离子渗铌的组织及摩擦性能

采用双层辉光等离子表面合会化技术对45钢进行表面渗铌处理,用OM、SEM和XRD分析了渗铌层的显微组织、化学成分及其相组成,测试了渗铌合金层的显微硬度和表面耐磨性.结果表明,经过离子渗铌处理后可获得约10μm的表面合金层;渗层中铌含量随渗层深度呈梯度变化,渗层与基体结合牢固;XRD表明其表面形成Nb、Fe2Nb、NbC和Nb2C等相.摩擦磨损试验表明,铌的渗入使45钢基体摩擦系数由0.80左右降到了0.15,磨损失重仅为基体的18%,大大提高了耐磨性能.     

Ti2AlNb合金表面射频溅射Al/Al2O3复合层的抗热震性能

为进一步提高Ti₂AlNb合金的抗高温氧化性能,在其表面射频溅射Al/Al₂O₃复合层,并于650℃下进行了抗热震性能研究,采用扫描电镜及能谱仪观察复合层形貌并分析其成分。结果表明:Al/Al₂O₃复合层平整致密,无贯穿裂纹,复合层中Al₂O₃层厚约1μm,Al层厚约14μm;热震循环50次时复合层表面出现了微小裂纹,随着热震循环次数增加,裂纹不断扩展,表层Al₂O₃颗粒增大;Al/Al₂O₃复合层能有效提高Ti₂AlNb合金的抗热震性能。     

薄膜与基体间的附着力测试

薄膜是一种特殊形态的材料,在微电子等领域得到了广泛的应用.薄膜与基体间的附着性能在很大程度上决定了薄膜应用的可能性和可靠性,但是,迄今为止对薄膜与基体间界面的了解还不够深入,也没有一种通用的测量技术.阐述了薄膜与基体间的附着机理和增加附着力的途径,介绍了胶粘法、划痕法等各种比较常用的附着力测试方法.     

菁染料电化学性质的模式识别研究

菁染料是一类很有效的光谱增感染料,在摄影工程中应用甚广。已经查明:染料的增感性能与其电化学性质(包括还原电位E_R、氧化电位E_(OX)及电位差△E)有对应关系。因此,查明菁染料分子结构和电化学性质的关系,有助于新型增感染料的探索与合成。我们试用化学模式识别方法探索菁染料分子结构和电化学性能的关系。取73种菁染料分子(其电化学性质为已知)作为模式识別训练点集,考查菁染料的各种分子结构参数对菁染料按电化学性质分类的贡献。结果选定下列各结构参数张成