等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层的海水腐蚀磨损性能

基于等离子喷涂技术构筑了高耐磨、耐蚀的Al2O313%TiO2涂层（AT13涂层）,利用Rtec磨蚀试验机研究AT13涂层在干摩擦、去离子水和人工海水介质中的摩擦磨损性能,并利用电化学工作站分析了涂层在静态腐蚀和滑动磨损中的开路电位和极化曲线的变化,探讨了AT13涂层的腐蚀磨损机理。结果表明：热喷涂AT13涂层由αAl2O3、γAl2O3、金红石型TiO2和Al2TiO5相组成,其中富Ti相呈条带状分布于富Al基体中;AT13涂层在海水工况具有较好的润滑性,与干摩擦相比,其摩擦因数减小了0.15,且具有较好的稳定性;在3种工况下,AT13涂层都具有优异的耐磨损性能,海水润滑条件下,AT13涂层具有最小的磨损率,且随载荷的增加而减小;磨损过程加重了海水对涂层的腐蚀,但影响较小。     

半固态成形制备铝铅难混溶合金

通过机械搅拌半固态成形技术制备铝铅系难混溶合金.研究了温度对该合金铅颗粒晶粒尺寸和分布及固相率的影响.微观结构观察表明:通过强力的机械搅拌,可以把铝铅合金中的铅颗粒弥散均匀分布于基体合金中.随着温度的降低:合金的固相率增大,从630℃开始凝固到585℃合金固相率升到67%,呈非线性变化;初生α-Al颗粒在机械搅拌的作用下变得圆整;铅颗粒粒度趋于减小,分布分布趋于均匀、一致,与温度之间同样呈非线性变化;合金中铅含量测试表明,铅的含量处于5.80%左右.说明可利用机械搅拌结合半固态成形技术制备铝铅系难混溶合金.     

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W₂C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m²·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。     

VN-Ag-MoO3复合材料的制备及宽温域摩擦学行为

利用真空热压烧结技术制备了VN-Ag-MoO₃复合材料,研究了Ag₂MoO₄对VN基复合材料组织结构及宽温域摩擦磨损性能的影响。结果表明:VN-Ag-MoO₃复合材料组织较致密,主要由VN、MoO₃和Ag组成,其中均匀分布于VN基体的MoO₃和Ag由Ag₂MoO₄经高温分解形成。宽温域摩擦磨损测试表明,Ag₂MoO₄的添加有效改善了室温(RT)~700℃温域范围VN陶瓷的摩擦磨损性能。其中,700℃时Ag₂MoO₄含量为10wt%的VN-10Ag-MoO₃的摩擦系数(0.285)和磨损率(1.37×10?5 mm3/(N·m))分别较VN降低了23%和72%,这归因于磨损表面的氧化钒、钒酸银和钼酸银等高温润滑相起到了优异的润滑及减磨作用。      

QPQ处理工艺对F690钢渗层微观结构及磨蚀性能的影响

利用QPQ技术对F690海工钢进行盐浴复合强化处理,考察了碳氮共渗温度和时间对F690钢渗层组织、相结构及硬度、腐蚀磨损性能的影响。结果表明:经过QPQ处理后,F690钢表面形成由Fe₃O₄氧化层、Fe₂C/Fe₂N化合物层及扩散层组成的渗层,且渗层组织平整均匀。随着QPQ处理温度升高和时间延长,渗层厚度增加,渗层硬度均呈先增大而后减小的变化规律;当共渗温度为570 ℃、时间为60 min时,F690钢的渗层硬度达854HV,较F690钢硬度提高1.7倍。与F690钢相比,3.5%NaCl介质下渗层的自腐蚀电流密度降低了一个数量级,腐蚀速率降低了86.71%,摩擦系数下降约12%,磨损率显著降低。     

配电网电能质量测试系统的设计与仿真

针对目前几种电能质量干扰发生装置的模型存在的不足之处,提出了一种基于电力电子技术的电能质量干扰源设计方案。采用DSP控制器、三相PWM有源可控整流和可控逆变控制技术,结合不对称与高谐波条件下的MRF补偿算法,以15 kVA 容量为例对加入干扰源的配电网动模系统进行了仿真分析。仿真结果表明,加入干扰源的动模系统可以模拟多种电能质量干扰环境,并且可用于大功率场合,运行经济,效益较好,较好地满足了对电能质量控制治理设备测试的有效性和实用性要求。     

用冷却倾斜板技术制备Al-Pb偏晶合金的研究

利用冷却倾斜板技术制备Al-Pb轴瓦材料。在高于互溶温度下将偏晶合金液浇注到倾斜板上,利用倾斜板的激冷作用,使合金液的温度迅速降低,从而得到均质弥散分布的Al-Pb偏晶合金,并探讨了偏晶合金的凝固过程。结果表明,倾斜板的激冷作用可以使富Pb的液滴Stokes运动速度Us和Marongoni迁移速度Um相互作用并相互抵消,使得Al-Pb偏晶合金熔体在倾斜板上不发生严重的宏观偏析。然后经室温的金属型冷却,得到均质弥散分布的Al-Pb偏晶合金。     

电弧喷涂Zn-Al合金与硅氧烷自组装制备超疏水涂层

采用电弧喷涂技术在Q235钢板上制备了Zn-Al合金涂层,利用硅氧烷对其表面改性,得到具有超疏水特性的Zn-Al涂层。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦蔡司光学仪、表面接触角仪(OCA20)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)研究了涂层表面形貌、疏水性能以及涂层材料与硅氧烷的结合机理。结果表明:当喷涂电压固定时,涂层表面的粗糙度随着送丝速度的增加先增大后减小;当送丝速度固定时,涂层表面的粗糙度随着电压的增大呈相同变化趋势。接触角随着Zn-Al涂层粗糙度的增加而增大,当粗糙度为12.457μm时接触角可增至151.06°,滚动角小于10°。自组装硅氧烷与涂层结合处理后表明结合机理是由硅氧烷水解后的羟基与基体的羟基通过脱水缩合而"生长"在Zn-Al涂层表面。     

海水环境中金属材料腐蚀磨损及耐磨防腐一体化技术的研究进展

随着"建设海洋强国"战略的实施,发展海洋装备、建设海洋工程成为推进和实施国家海洋战略的重要内容。鉴于海洋装备长期服役于海洋环境,因此海洋工程材料的腐蚀损伤是不可回避的关键问题,尤其是海洋装备中的运转部件,如海水泵、阀、海水液压传动系统、水下作业机器手、深海勘探和开采装备等面临腐蚀与磨损的耦合损伤。基于此,针对典型金属材料在海水环境中的腐蚀磨损失效行为及机理,综述了服役工况、腐蚀介质、电化学及材料因素对典型金属材料(如不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金)在海水环境中腐蚀磨损性能的影响,综合分析了服役工况、腐蚀介质浓度、p H值、外加电位与材料性能之间的关系,阐明了金属材料腐蚀磨损过程中腐蚀、磨损及其交互作用。在此基础上,对比了一系列耐磨与防腐一体化涂层技术,如PVD涂层、热喷涂涂层、电镀涂层及聚合物粘结涂层的腐蚀磨损性能及典型应用,分析了耐磨与防腐一体化防护材料对腐蚀磨损性能的优化机理,以期为解决金属材料的腐蚀磨损问题提供有益借鉴。     

铝铅合金的半固态成形工艺研究

利用双筒式机械搅拌装置制备铝铅系难混溶合金。双筒式机械搅拌装置由一对带有螺纹的内外桶构成,当内筒旋转时在内外桶的缝隙形成剧烈的剪切应力场。通过控制桶的转速和内外桶缝隙可以获得0～153.45s-1的剪切速率,温度在0～1000℃之间任意调节。通过计算分析:铝铅合金的半固态流变成形温度区间为570～630℃,同时得到了铝铅合金的固相率随温度变化的关系曲线。此外还确定了转速与剪切速率的关系。并在温度为594℃,固相率为0.5时,采用不同的剪切速率制备铝铅合金锭料,来验证计算结果。理论和试验结果表明,通过机械搅拌的半固态成形技术,可以制备出铅颗粒均匀、弥散分布的铝铅难混溶合金。