等离子喷涂与脉冲等离子爆炸复合涂层的氧化组织分析

采用等离子喷涂在镍基高温合金GH4049表面制备了CoNiCrAlY涂层,随后对涂层进行了脉冲等离子爆炸和真空预氧化处理,并对涂层进行了1050℃保温10 h和50 h的恒温静态氧化实验。结果表明:经过脉冲等离子爆炸处理后的涂层表面形貌更加平坦,脉冲等离子爆炸处理使得涂层表面的片层结构转变为致密结构,减少了氧气渗入涂层的通道,有效延缓了涂层的氧化过程,且没有改变涂层的化学成分;在1050℃空气中氧化50 h后,涂层的物相组成与未氧化处理的基本一致。     

等离子喷涂热障陶瓷涂层冷却累计残余应力的有限元模拟与验证

目的 为有效预测等离子喷涂热障涂层冷却过程中累积的残余应力,降低残余应力对涂层稳定性的影响,需寻求可靠的热障涂层应力检测方法。方法 利用有限元分析软件,采用生死单元法建立了等离子喷涂ZrO₂涂层的有限元模型,高斯热源模拟等离子喷涂热源工况,研究涂层冷却至室温的残余应力及其分布。使用X射线衍射法、拉曼光谱法对等离子喷涂制备的ZrO₂涂层进行残余应力检测。结果 通过有限元模拟结果可以看出,喷涂涂层冷却到室温后其中心区域的残余应力与边缘位置相比较大,主要集中在热流中心区域;每层涂层结合界面处会产生较大应力,致使应力沿涂层厚度方向变化明显。涂层的等效应力为160～220 MPa。采用X射线衍射法检测涂层存在180～185MPa残余应力。标定ZrO₂涂层的拉曼-应力因子为8.33 (cm·GPa)^-1,计算得到涂层存在残余应力为174～180 MPa。对喷涂试样进行拉伸试验后,其残余应力有一定程度的释放。结论 使用有限元能有效模拟等离子喷涂至室温时涂层内部残余应力,与XRD、拉曼光谱检测结果具有良好的匹配性,...     

高铌γ-TiAl合金表面微弧氧化陶瓷涂层的耐蚀性及高温氧化行为

利用微弧氧化技术（MAO）在硅酸钠和氢氧化钾溶液中对高铌γ-TiAl合金表面原位生长陶瓷涂层以提高γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、电化学工作站和箱式电阻炉高温氧化测试分析涂层的表面及截面形貌、相组成、元素化学结合状态、耐蚀性和高温氧化行为。XRD和XPS结果表明,陶瓷涂层主要由Al₂TiO₅、SiO₂和Nb₂O₅组成。涂层与基体界面结合良好,厚度约2.15 μm。高铌γ-TiAl合金经微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流降低近1个数量级。微弧氧化处理试样在800~900 ℃中的氧化增重仅为基体的8.9%~37.5%。微弧氧化陶瓷涂层将基体的氧化激活能从247.79 kJ/mol增加到涂层试样的574.41 kJ/mol。     

TiC含量对多孔TiC/NiTi复合材料组织及力学性能的影响

采用微波烧结技术制备了多孔TiC/NiTi复合材料,研究了TiC含量和NH_4HCO_3含量对复合材料的显微组织、抗压强度和抗弯强度的影响。结果表明,TiC颗粒均匀弥散地分布在多孔NiTi合金基体中,TiC与NiTi基体界面结合良好。多孔TiC/NiTi复合材料由NiTi、Ni_3Ti、Ti_2Ni和TiC相组成。TiC颗粒未改变多孔NiTi合金的相组成,但使合金孔隙数量减少而孔径增大。随着TiC含量的增加,多孔TiC/NiTi复合材料的孔隙率增大。当NH_4HCO_3含量为0时,随着TiC含量的增加,多孔TiC/NiTi复合材料的抗压强度和弹性模量先增加后降低,在5 mass%时达到最大值,分别为1663.22 MPa和6.87 GPa。当NH_4HCO_3含量为10%时,复合材料的抗压强度和弹性模量随TiC含量的增加而下降。TiC颗粒的添加对多孔NiTi合金的抗弯强度具有负面影响,复合材料的抗弯强度随着TiC含量的增加而下降。此外,NH_4HCO_3可大幅度增加多孔TiC/NiTi复合材料的孔隙率,但同时也大幅度降低复合材料的抗压强度和抗弯强度。     

微波和常规烧结制备纳米Al_2O_3/3Y-TZP陶瓷

采用共沉淀法制备Al2O3/3Y-TZP纳米粉体,粉体压制后通过微波和常规烧结制备Al2O3/3Y-TZP陶瓷,并研究两种烧结方法对Al2O3/3Y-TZP陶瓷相对密度、抗弯强度、断裂韧性和断口形貌等的影响。结果表明,共沉淀法制得的Al2O3/3Y-TZP纳米粉体晶粒细小、均匀,近似球形,尺寸为40~60nm;随烧结温度的升高,两种烧结方法制备的陶瓷试样相对密度、抗弯强度和断裂韧性均先升高后降低;与常规烧结相比,Al2O3/3Y-TZP陶瓷的微波烧结温度明显降低,时间显著缩短,且晶粒更细小,相对密度、抗弯强度和断裂韧性显著提高。     

Mechanical Properties of Thermoplastic Polyurethanes Laminated Glass Treated by Acid Etching Combined with Cold Plasma

To overcome the problem of interlaminar delamination of thermoplastic polyurethane laminated glass, silicate glass was etched with hydrofluoric acid and thermoplastic polyurethane was then treated with cold plasma. Compared with the untreated samples, the interlaminar shear strength of acid etching samples, cold plasma-treated samples and acid etching combined with cold plasma-treated samples increased by 97%, 84% and 341%, respectively. Acid etching combined with cold plasma-treated samples exhibited a higher flexural strength and strain as compared with the untreated samples. The impact energy of acid etching samples, cold plasmatreated samples and acid etching combined with cold plasma-treated samples increased by 8.7%, 8.1% and 11.6%, respectively, in comparison with the untreated samples. FT-IR analysis showed that a large number of -C-O, CO N and CO O C groups appeared on the surface of cold plasma-treated thermoplastic polyurethane, which resulted in the formation of hydrogen bonds. SEM results showed that some pittings formed on the surface of the silicate glass treated by acid etching, which resulted in the formation of a three-dimensional interface structure between tile silicate glass and polyurethane. Hydrogen bonds combined with the three-dimensional interface between silicate glass and polyurethanes co-improved the mechanical properties of thermoplastic polyurethanes laminated glass.     

微波烧结制备Y_(1.8)La_(0.2)O_3透明陶瓷

以Y2O3(4N)和La2O3(3N)为原料,采用化学共沉淀方法制备Y1.8La0.2O3粉体,粉体压制后氢气氛下分别采用常规烧结和微波烧结制备Y1.8La0.2O3透明陶瓷。结果表明:900℃煅烧2 h制备的粉体近似球形,粒径约40~60 nm,采用氢气氛下1450℃微波烧结30 min下,可以获得致密性较高、晶粒细小、韧性好、透光率较高的Y1.8La0.2O3透明陶瓷。与常规气氛烧结相比,微波气氛烧结温度明显降低,时间显著减少,且晶粒更细小,其断裂形式由常规烧结时的沿晶断裂逐步过渡到穿晶断裂。     

铸态NiTiCu形状记忆合金的组织及性能

采用传统钨极电弧真空熔炼技术制备了NiTiCu形状记忆合金。通过光学显微镜、X射线衍射分析、接触角测试、硬度测试及电化学工作站,对铸态NiTiCu合金的金相组织形貌、相组成、润湿性、硬度和耐蚀性进行了分析研究。结果表明,NiTiCu合金主要由B2奥氏体相和B19′马氏体相组成,并随着Cu含量的增加。马氏体相的衍射强度增加,铸态NiTiCu合金呈现出典型的铸态金相组织,心部为粗大的等轴晶,边部为细小的等轴晶,而中间为柱状晶。NiTiCu合金的接触角随着Cu含量的增加而增大,硬度随着Cu含量的增加而减小。在人工唾液中的耐蚀性研究发现,NiTiCu合金的耐蚀性随着Cu含量的增加而缓慢增强。     

Al62.8Cu25Fe12Y0.2稀土准晶涂层的制备及耐磨性研究

利用低压等离子喷涂方法在钛合金表面制备Al62．8Cu25Fe12Y0．2稀土准晶涂层。用Quanta2000型扫描电镜（SEM）分析涂层形貌，D／MAX-RC型衍射仪分析其相结构，HXZ-1000型显微硬度计测试涂层的显微硬度，在MM2000型实验机上进行室温滑动干摩擦磨损试验。结果表明：Al62．8Cu25Fe12Y0．2稀土准晶涂层相结构中除少量Y的稀土化合物相（β相）外，主要是准晶相（Ⅰ相），其涂层显微硬度有较大提高，而且稀土准晶涂层具有优异的摩擦磨损性能。     

无压烧结CeO2-ZrO2陶瓷的组织与性能

分别以自制的和商业的CeO2-ZrO2复合粉为原料,采用无压烧结法制备了CeO2-ZrO2复合陶瓷块体材料,分析了烧结温度对两种材料的微观组织和力学性能的影响,并采用X射线衍射法(XRD)研究了两种材料在应力诱导下的t→m相变增韧效应。结果表明:由自制复合粉制得的CeO2-ZrO2陶瓷材料其综合力学性能均比由商业粉制得的陶瓷材料高,并且其应力诱导相变增韧效应更强;此外,在烧结温度为1450℃、保温时间为4h的条件下,由自制复合粉制得的材料的相对密度达到98.7%,其弯曲强度和断裂韧性分别为576MPa及5.6MPa·m1/2,这一结果与该材料在1450℃下充分致密化有关。