原位金属间化合物对冷喷涂Al-Ni增材沉积体力学性能的影响

目的 研究Ni元素的添加及热处理工艺对冷喷涂Al-Ni沉积体的微观组织结构、相组成及力学性能的影响。方法 预先采用冷喷涂技术制备Al沉积体、Al-25%Ni（以下称为AlNi25）沉积体，再将制得的沉积体放入具有氩气气氛的管式加热炉中进行热处理。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪、X射线衍射仪与万能拉伸试验机，对试样显微组织、物相组成及力学性能进行测试分析。结果 经过热处理的AlNi25沉积体的物相主要为Al、Al3Ni。由于热处理过程诱发了柯肯达尔效应，AlNi25沉积体的孔隙率由喷涂态的1.4%增加到热处理态的2.5%。喷涂态Al沉积体的硬度为44.2HV0.2，在500 ℃下对沉积体进行热处理后，由于发生回复与再结晶，硬度值降为26.72 HV0.2。喷涂态AlNi25沉积体的硬度为49.2HV0.2，经过热处理后，生成的Al3Ni金属间化合物对沉积体的强化效应与热处理的软化效应相当，导致最终热处理态AlNi25沉积体的硬度为50.5HV0.2，与喷涂态AlNi25沉积体硬度值差别较小。喷涂态Al沉积体、AlNi25沉积体的抗拉强度分别为57、65 MPa，经过热处理后，沉积体内颗粒间的原有界面消失，热处理态的Al沉积体、AlNi25沉积体的抗拉强度分别为64.7、107 MPa。同时，经过热处理后，两种沉积体的塑性变形能力得到了有效提升。未热处理时，两种沉积体基本没有塑性；热处理后，Al沉积体、AlNi25沉积体的塑性得到有效提升，塑性应变分别为3.7%、0.97%。结论 对冷喷涂AlNi25沉积体进行热处理，原位生成了Al3Ni金属间化合物，有效提高了沉积体的硬度、抗拉强度以及塑性变形能力。     

铁质文物腐蚀防护技术研究进展

中国是有着五千年灿烂文化的文明古国和文化遗产大国。文物保护是中华儿女传承古老文明的历史责任。铁质文物在中国拥有漫长的历史，但由于铁作为金属的活泼性较强，易腐蚀，现存的铁质文物面临保存现状差且防护难度大的严峻挑战，因此如何对铁质文物进行系统性防护成为研究工作的重点。鉴于目前铁质文物腐蚀防护技术受到国内学者和文物界越来越多的关注，基于大量的文献调研和长期对国内外腐蚀防护技术研究动态的跟踪，对铁质文物腐蚀防护技术的研究进展进行了总结。首先，结合铁质文物具体保护实例简介了铁质文物的腐蚀机理。其次，讨论了铁质文物传统的腐蚀防护技术，主要包括除锈技术、脱盐技术、缓蚀技术和封护技术。除锈技术主要分为物理除锈技术和化学除锈技术，对比了两者的技术优势和劣势，重点阐述了激光清洗的作用机理以及除锈效果;脱盐技术的方法众多，主要通过实例介绍了索氏提取法和碱性溶液浸泡法的脱盐机理;缓蚀技术的核心为缓蚀剂，阐述了多种缓蚀剂对不同铁质文物的缓蚀效果;封护技术主要介绍了微晶石蜡、丙烯酸树脂和氟碳涂料3种材料在铁质文物上的应用。随着材料科学的发展，在铁质文物表面制备防护性涂层可实现对基体的有效保护，但由于金属涂层制备技术多以激光束、等离子束、电子束等高能量密度束为热源，导致涂层制备过程热输入过大，对铁质文物基体的损伤较大。根据铁质文物的防护性要求——“不改变文物原状”与“最小干预”原则，介绍了一种基于低温环境下将微米级金属粉末或复合粉末加速至超音速状态并沉积于基体材料表面形成涂层的新型表面防护技术——冷喷涂技术，重点介绍了几种不同金属基材料在铁碳合金表面形成涂层的实际性能，主要表现为显微组织均匀致密，且与基体之间形成了较好的界面结合，有望应用于铁质文物的修复与防护领域。最后，指出了铁质文物腐蚀防护研究进展尚存的关键问题，并对铁质文物腐蚀防护技术的发展前景进行了展望，为文物保护工作者的研究实践提供新思路。