挤压铸造法制备Al/AlN陶瓷基复合材料

通过碳热还原法制备气孔率可控的多孔氮化铝预制体,利用挤压铸造工艺制备出Al/AlN陶瓷基复合材料。氮化铝与铝不发生化学反应,避免了过度的界面反应对复合材料性能的不利影响。随着复合材料中铝合金含量的增加,复合材料的弯曲强度和显微硬度下降,断裂韧性增加。铝合金的断裂模式是韧性撕裂,氮化铝晶粒以穿晶断裂为主。复合材料的增韧机制主要有裂纹桥联增韧和微裂纹增韧。     

等离子喷涂工艺对锅炉管束用Fe 基非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的研究等离子喷涂功率和喷涂时间对锅炉管束用Fe基非晶涂层的相组成、微观组织结构及涂层耐蚀性能的影响。方法通过X射线衍射、扫描电子显微镜和三电极电化学研究进行分析。结果涂层主要由非晶相组成,表面较为平整致密;随着喷涂功率和喷涂时间的增加,涂层非晶相含量降低,孔隙率降低,致密性升高。非晶涂层在0.5mol/L H2SO4溶液和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中均表现出良好的钝化作用,在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区较宽,在3.5%NaCl溶液中自腐蚀电流密度较低。随喷涂功率和时间的增加,阳极极化曲线钝化区加宽,电流密度降低。结论喷涂功率升高会导致涂层孔隙率下降,喷涂时间增加则致使涂层厚度增加,腐蚀介质渗透到基体的表面路径和阻力增加,从而可以进一步改善Fe基非晶涂层的耐蚀性能。     

溶胶中Ti和Si物质的量比对TiO2-SiO2涂膜耐腐蚀性的影响

为提升20^#钢板的耐腐蚀性，采用溶胶凝胶法在20#钢板表面制备了TiO₂-SiO₂涂膜，研究了溶胶中Ti与Si物质的量比对涂膜制备及其耐腐蚀性的影响规律。通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜观察涂膜的表面微观结构，通过X射线衍射表征涂膜的晶体结构，采用能谱仪测定涂膜表面化学成分，通过紫外-可见吸收光谱表征涂膜对亚甲基蓝的降解作用等。结果表明：溶胶中Ti与Si物质的量比对20^#钢板表面润湿性、有机物降解性和耐腐蚀性的影响很大。随着TiO₂-SiO₂涂膜中SiO₂成分的增加，材料由亲水性向疏水性转变，同时其耐腐蚀性提升，当溶胶中Ti与Si物质的量比为1∶1时，制备的TiO₂-SiO₂涂膜拥有最优的耐腐蚀能力，经95℃的3.5%NaCl溶液浸泡48 h后，涂覆有TiO₂-SiO₂膜层的20#钢样品未被腐蚀，几乎保持浸泡前的形貌。     

碳热还原-反应烧结法制备多孔氮化硅陶瓷

以廉价的二氧化硅、炭黑和硅粉为起始原料, 利用碳热还原-反应烧结法制备了高气孔率、孔结构均匀的多孔氮化硅陶瓷, 考察了原料中硅粉含量对多孔氮化硅陶瓷微观组织和力学性能的影响。XRD分析表明烧结后的试样成分除了少量的α-Si₃N₄相和晶间相Y₂Si₃O₃N₄外, 其余都是β-Si₃N₄相; SEM分析显示微观组织由棒状β-Si₃N₄晶粒和均匀的孔组成。通过改变硅粉的含量, 制备了不同气孔率, 力学性能优异的多孔氮化硅陶瓷。     

PDMS/SCF导热复合材料制备工艺对导热性能的影响

采用SCFNA法(即空间限域强制组装法),制备碳纤维质量分数为30%的PDMS/SCF复合材料,并探究了在制备PDMS/SCF导热复合材料过程中,基体与填料混合工艺以及压印过程中的温度对复合材料制品导热性能的影响。研究结果表明,在复合材料制品厚度不变的前提下,当混合转速为2 000 r/min时,随着混合时间由10 min缩短至2 min,复合材料制品的热导率由10.314 W/(m·K)提高至11.188 W/(m·K),提高了8.474%。当混合时间为3 min时,随着混合转速从2 500 r/min降低至1 500 r/min,复合材料制品的热导率由10.140 W/(m·K)提高至10.963 W/(m·K),提高了8.116%。对比不同压印温度对复合材料制品热导率的影响发现,当压印温度在120℃附近时,复合材料制品的导热性能最佳,热导率为11.188 W/(m·K)。控制混合转速、混合时间和压印温度这3个工艺条件能够有效地提高复合材料制品的导热性能。     

磁控溅射制备CrTiAlN梯度镀层的热冲击性能研究

采用磁控溅射技术在高速钢基体上制备不同含量的CrTiAlN梯度镀层,温度为600℃时研究镀层的抗热冲击性能,采用X射线光电子能谱仪和X射线衍射仪分析镀层成分及热冲击前后的相结构,利用场发射扫描电镜观察镀层的形貌,利用分析天平对镀层热冲击前后进行精密称重并结合光学显微镜来观察镀层热冲击后的表面形貌。结果表明,热冲击温度为600℃时,镀层有Cr2O3、TiO2等新相生成,有氧化现象发生;对于不同成分的CrTiAlN镀层,Cr含量较高、Ti含量较少的镀层具有较好的抗热冲击性能;镀层失效是循环热应力产生剪切裂纹及镀层原子和氧原子双向扩散形成非接触区共同作用的结果。     

复合溶胶感光机理及点阵防腐涂层制备

为提升20钢的耐腐蚀性,基于感光微细加工原理,采用溶胶凝胶法在20钢表面制备了具有疏水性的TiO₂-SiO₂点阵涂层,重点研究了TiO₂-SiO₂复合溶胶的感光机理,并对比了受TiO₂点阵涂层、TiO₂-SiO₂点阵涂层和平铺底层/TiO₂-SiO₂点阵涂层保护的20钢的耐腐蚀性。结果表明：TiO₂-SiO₂溶胶对330～380 nm紫外光具有优秀的感光能力,感光后的Ti⁴⁺金属鳌合物在有机溶剂中的溶解度急剧降低,因此,采用感光溶胶凝胶技术可以获得结构完整的TiO₂-SiO₂点阵涂层,使材料由亲水性向疏水性转变,并且耐腐蚀性大幅度提升,其中平铺底层/TiO₂-SiO₂点阵涂层经盐雾试验后表面没有任何腐蚀痕迹,对20钢板有很强的保护能力。