飞秒激光与电沉积复合工艺制备不锈钢超疏水表面及减阻性能EI北大核心CSCD

在远程管道运输过程中,固液间摩擦阻力是一个不容忽视的问题,类鲨鱼结构减阻效率低且制备困难。基于荷叶表面仿生思想,构筑微结构制备超疏水表面,减小摩擦阻力。采用飞秒激光刻蚀与电沉积复合工艺,在不锈钢表面构筑框-锥多级结构,经自组装氟硅烷制备超疏水表面,讨论复合工艺参数对微结构形貌及润湿性能的影响,探究框-锥多级结构超疏水表面减阻。结果表明,利用飞秒激光可获得周期性分布的框结构,随着激光功率的增加,微米框结构内部形成不规则沟壑金属堆积物,且关光延时的增长会产生单侧分布微孔结构,损伤基体整体强度;通过电沉积工艺制备亚微米尖锥结构镍镀层,随着电流密度的增加,镀层微结构形态发生变化,形成亚微米尖锥石结构,表面由疏水转变为超疏水。与激光刻蚀10次自组装氟硅烷涂层试样相比,激光刻蚀与电沉积复合工艺自组装氟硅烷涂层的试样表面接触角由138.6°提高到156.7°,对水和30wt.%甘油的减阻率分别由8.17%、14.38%提高到27.74%、23.69%。将激光刻蚀与电沉积相结合,构筑微纳结构经自组装制备超疏水表面,可为降低管道输运中固液间摩擦阻力提供新的技术途径。     

不同热处理条件下2A12铝合金焊接试样的残余应力及力学性能

采用水蒸气等离子焊接技术对2A12铝合金材料进行焊接,采用4种缓冷工艺对其进行缓冷处理,并利用电子万能试验机、奥林巴斯金相显微镜、X-350A型应力测定仪以及HVS-1000型数显显微硬度计对不同缓冷工艺处理后焊接试样的组织和性能进行分析和测定.结果表明:2A12铝合金焊接接头的最大抗拉强度为250MPa.焊接接头包括基体、热影响区、熔合区及焊缝四个区,不同区域的焊缝组织和性能各不相同,其中热影响区由于受焊接热输入的影响出现了晶粒长大、显微硬度降低的现象.此外,经过固溶强化和人工时效处理后,焊接接头的残余应力值大大降低,抗拉强度和显微硬度都有一定的增加.     

铁电膜层制备技术研究现状

具有铁电性且厚度在数十纳米至数微米的铁电薄膜具有良好的压电性、介电性及热释电性等特性,在微电子、光电子和微电子机械系统等领域有着广阔的应用前景.随着铁电薄膜制备技术的发展,使现代微电子技术与铁电薄膜的多种功能相结合,必将开发出众多新型功能器件,促进新兴技术的发展,因此对铁电薄膜的研究已成为国内、国际上新材料研究中的一个十分活跃的领域.在铁电薄膜的许多应用中,铁电存储器尤其引人注目.如何制备性能良好的铁电薄膜,满足集成铁电器件的要求成为制约铁电薄膜应用的关键环节,薄膜制备技术的进步可以提高铁电薄膜的质量,目前人们已经能够使用多种方法制备优良的铁电薄膜.总体来说,制备铁电薄膜按其制膜机理大体上可分为化学沉积法和物理沉积法两大类.化学沉积法制备微纳铁电薄膜,通过对薄膜成分、元素掺杂及薄膜取向等方面的研究提高铁电薄膜的性能,从而制备出高质量的薄膜.物理沉积法一般是在较高的真空度下进行,采用不同的基片和调节基片的温度可制得不同取向的薄膜,甚至外延薄膜,这种方法对自发极化呈现高度各向异性的薄膜制备显得尤为重要.热喷涂方法制备厚涂层通过从元素掺杂、热处理、工艺参数优化等方面来改善铁电涂层的性能.铁电薄膜制备技术的进步可以提高薄膜的质量,而薄膜质量的提高又可以促进功能器件制备技术的进步、使用性能的提升,从而使其得到更广泛的应用.本文综述了近年来铁电薄膜制备技术及其应用研究的新进展,主要针对化学方法、物理方法及热喷涂方法制备铁电薄膜的技术难点讨论了铁电薄膜成形的物理化学机理、优缺点及其应用情况.     

磁场类型对金属凝固机理的影响研究综述*

利用磁场辅助制备的合金综合性能优异,广泛应用在工业生产、交通运输、航空航天等领域。不同磁场参数环境下合金硬度、耐磨性等服役性能有所差异,作用机理复杂多变。对新工艺驱动下不同磁场对金属凝固过程的作用规律进行总结, 弥补目前磁场辅助金属表面加工方法的研究短板,对金属表面工程发展有重大意义。归纳科研人员在不同磁场环境对金属表面加工的研究探索,分析对比金属材料在不同类型磁场环境下的晶核形核和生长过程差异,总结金属凝固过程在不同磁场下的变化规律,如晶界形貌改善、形核率提高、晶粒细化等。从晶粒微观形貌和合金宏观性能表现两方面出发,分析磁场作用下熔体内部传热传质变化,揭示稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固影响的作用机理,讨论不同参数的磁场对熔体作用效果差异,如磁场对熔池内部流动扰动、熔体内带电粒子受到的洛伦兹力等。综上,晶粒细化、合金性能提高是磁场作用下熔池传热传质变化和磁场作用力的综合体现。综合研究对比稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固的作用特点和作用机理,综述金属凝固领域当前热点问题,有助于统一磁场环境下金属凝固机理的争论,填补磁场环境下金属表面加工工艺的空白,对推进高性能金属表面制备研究有借鉴意义。     

祝贺本刊编委雒建斌当选中国科学院院士

《中国表面工程》科技期刊第三届编委雒建斌教授于2011年当选为中国科学院院士。《中国表面工程》期刊编委会、编辑部以及中国表面工程界同仁对其表示热烈的祝贺。雒建斌院士,男,1961年8月出生于陕西省户县。现担任清华大学摩擦学国家重点实验室主任,清华     

基于磁场作用下的金属凝固研究现状*

利用磁场辅助金属凝固,不仅可以细化晶粒、改善凝固组织的力学性能,同时由于磁场和熔融态金属是非直接接触, 还可以避免缺陷的引入,进而已成为研究热点。针对磁场作用下的金属熔体形核和晶核生长特点,对金属凝固过程进行深入分析,从磁场对金属凝固的影响原理和仪器设备两个方面进行总结,综述磁场作用下金属凝固的研究进展;分别从铁磁性、 顺磁性、抗磁性三种磁性金属在磁场作用下试验研究进行梳理分析。结果表明：磁场引发的洛伦兹力、热电磁力、磁转矩及磁取向等作用通过影响金属熔体的形核和晶核生长,最终改善凝固组织性能;磁场设备利用永磁铁或者电磁铁产生磁场环境; 三种磁性金属在磁场环境下凝固后的性能改善体现在力学性能、导电性能、磁性能等方面。最后归纳磁场辅助金属凝固过程中所存在的问题,并展望未来的发展趋势。