纳米结构涂层与纳米改性材料

简要介绍作者近年来研发的几项纳米结构涂层和纳米改性材料技术的研究与应用进展,包括热喷涂纳米结构陶瓷涂层、热喷涂纳米结构硫化物自润滑涂层、电镀和电泳沉积纳米结构涂层、纳米改性硬质合金材料、纳米改性合金铸铁材料。从而证明纳米科技的工业应用不是梦。     

纳米晶和纳米复合陶瓷制备工艺

在传统的纳米粉末致密化的合成方法中，通常由于晶粒间的高界面能对晶粒长大带来很强的驱动力，而很难得到纳米结构材料。美国纳米材料研究学者介绍了两种制备纳米结构陶瓷块材的方法。一种方法是通过热压使火焰合成的亚稳态纳米粉末致密化，利用压力以诱导相转变控制晶粒致密化过程。该方法称为TAC(Transtormation Assisted Consolidation)，通常用于制备单相纳米陶 瓷——纳米晶陶瓷。另一种方法是等离子熔化和快冷法。TAC的技术关键是保持低温(减少熔融)和高压(增大成核作用)，这两个因素促使大量稳定相晶核的形成，从而得到陶瓷的…     

实用纳米表面技术

重点介绍了作者及国内外学者在纳米热喷涂技术;纳米电刷镀技术、纳米添加剂技术、纳米固体润滑干膜技术、纳米粘涂与胶粘技术以及纳米表面晶化技术方面的研究成果与研究动向。指出纳米表面工程技术已成为表面工程领域新的研究方向,它必将丰富表面工程学科的内涵并在促进国民经济建设和国防建设方面发挥重要作用。     

纳米金属材料

纳米晶铜和铝 “纳米金属”(nanometal)是利用纳米技术制造的金属材料,具有纳米级尺寸的组织结构,在其组织中也包含着纳米颗粒杂质。在金属材料生产中利用纳米技术,有可能将材料成分和组织控制得极其精密和细小,从而使金属的力学性能和功能特性得到飞跃的提高。铝系钠米金属是一类最典型的纳米金属,采取纳米技术生产的在铝结晶中分散准晶粒的铝合金,具有优异的高温强度、塑性、韧性和抗磨性。     

纳米改变生活

过去的一年中，纳米这个名词频频在我们的眼前出现。它其实并不神秘。纳米(nm)如同厘米、分米和米一样，是度量长度的单位，一纳米等于十亿分之一米，将一纳米的物体放到兵乓球上，就像一个乒乓球放在地球上一般。纳米科技就是一门以O．1～100纳米这样的尺度为研     

纳米WC和纳米PTFE的复合镀层微拉伸研究

采用电刷镀技术在高速钢W6M05Cr4V2材料上制备了纳米WC和纳米PTFE复合镀层。采用S-2700型扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪和显微硬度计分析了不同纳米PTFE含量的纳米复合镀层的表面形貌、组织结构和显微硬度。同时，通过在扫描电镜下的微拉伸试验来测定不同含量纳米PTFE和WC的纳米复合镀层的应力一应变曲线。试验结果表明：随着纳米PTFE的加入含量增加，纳米复合镀层的组织逐渐细化和致密；当纳米PTFE含量超过5g／L后，组织致密度开始下降。显维硬度也反映了先升高再下降的过程。纳米复合镀层的抗拉强度随着纳米WC和纳米PTFE含量的增加而增加，但其作用影响有逐渐减弱的作用。纳米复合镀层的组织主要由纳米颗粒和镍基体相组成。     

纳米金属粉粒

纳米技术的发展实际上取决于纳米化方法的开发和工业化进程 ,而且它主要是在最传统材料 (如金属 )方面的应用。自从 1990年代以来 ,金属纳米技术的发展取得了惊人的进步 ,可称得上是金属材料领域中的“新一代工业革命”。但是目前还难以大量生产纳米金属粉 ,有些生产纳米金属粉     

用纳米压痕法表征钨纳米晶须的力学性能

通过化学气相沉积方法合成截面为六边形的单晶钨纳米晶须,利用纳米压痕仪和原子力显微镜对硅基底上的钨纳米晶须的力学性能进行表征。纳米压痕测试结果表明,钨纳米晶须的硬度为(6.2±1.7) GPa,弹性模量为(225±20) GPa。对比研究结果表明,钨纳米晶须的硬度与钨微米晶须的硬度相当,但比块体钨单晶高35%。这种硬度的增高是由于具有完好晶体结构的钨晶须在压痕测试中不会出现块体钨单晶中的位错崩。钨纳米晶须的弹性模量相当于钨微米晶须的80%,主要是由于纳米晶须的尺寸效应和测量过程中的基底效应所致。     

水热合成Dy(OH)3纳米棒和纳米带

采用简单的水热法合成了Dy(OH)3纳米棒和纳米带,通过SEM、TEM、EDS和XRD等手段对产物进行了表征.研究了pH值和水热温度对Dy(OH)3纳米晶形貌的影响.实验发现,调节水热温度可以控制Dy(OH)3纳米棒的形貌,而Dy(OH)3纳米带的形成与pH值密切相关.这为合成其它稀土化合物一维纳米材料提供了一个新的途径.     

纳米硬度计测定电刷镀纳米颗粒复合镀层的弹性模量

采用电刷镀技术在钢基体表面制备了n-Al2O3／Ni纳米颗粒复合镀层，借助纳米硬度计的纳米压痕法测定了复合镀层的弹性模量及其分布。测试结果表明：n—Al2O3／Ni纳米颗粒复合刷镀层的杨氏模量约为200GPa；复合刷镀层中存在的气孔、裂纹等缺陷处具有较低的弹性模量，除这些缺陷微区外，复合刷镀层具有均一的弹性模量等力学性能。指出优化和严格控制复合刷镀层制备工艺、减少或消除镀层缺陷，是纳米颗粒复合刷镀层具有均匀性能、提高宏观力学性能的有效途径。     

纳米表面工程基本问题及其进展

阐述了纳米表面工程的产生背景、内涵、特点和科学问题,详细阐述了纳米表面工程在纳米超薄膜的制备、超光滑表面的制备、表面超微细图形加工、纳米结构涂层的组装、制备纳米复合功能涂层方面的研究进展。     

纳米贝氏体钢再纳米化焊接接头组织和性能

采用TIG焊方法对纳米贝氏体钢板进行表面堆焊并快速进行再纳米化处理,通过SEM和TEM观察了焊接接头不同区域的组织特征和形态,使用XRD和TEM电子衍射花样对各种相进行鉴定,并获得相应相的含量,采用拉伸试验和硬度测试获得了再纳米化焊接接头的力学性能.结果表明,经过再纳米化处理,纳米贝氏体钢焊缝区和淬火区组织转变为纳米级片层状的贝氏体和奥氏体,其中焊缝奥氏体含量为13%,而且淬火区片层厚度与母材相当约为70 nm,焊缝区片层厚度大于母材约为300 nm.力学性能测试结果表明,再纳米化焊接接头抗拉强度为1500 MPa,硬度为7000 MPa,与母材相差无几,其中接头断裂位置为回火区,是由于回火区析出大量碳化物导致的.     

纳米氧化铈对纳米晶硬质合金组织性能的影响

本文通过对比试验，研究了加入与未加入纳米CeO2的纳米晶WC-10％Co硬质合金的微观组织结构和性能（硬度、弹性系数、断裂韧性和耐磨性等），对纳米CeO2的作用机理进行了进一步的探讨。研究结果表明，纳米晶硬质合金在烧结制备过程中晶粒容易长大并容易生成缺碳相，而纳米CeO2的加入不但可以抑制硬质合金中碳化钨晶粒的不均匀长大，使烧结后硬质合金中的晶粒度明显减小，同时还可以显著抑制缺碳相的产生，从而大幅度提高纳米晶硬质合金的综合性能。     

纳米压痕有缺陷单晶硅的分子动力学分析

为了研究单晶硅中纳米裂纹对加工过程的影响,建立了单晶硅纳米压痕的分子动力学模型.在该研究中,分析了不同压痕速度对单晶硅中纳米裂纹演化的影响.对纳米压痕工艺、温度变化、势能变化、加载力、裂纹扩展、配位数等进行了深入的研究.研究结果表明,工件中的纳米裂纹在加载过程中有愈合的趋势;压头加载速度越大,工件纳米压痕区温度越高,势...     

湿法制备纳米结构银研究进展

介绍了纳米立方体、三角形纳米棱柱、纳米棒、纳米线、纳米管、树枝状、片状、纳米盘、纳米带等纳米结构银的制备方法,包括溶液还原沉淀法、光诱导转化法、辐射还原法、电化学沉积法、模板法、微波或超声波辅助法、水热法、微乳液法等.并对纳米结构银制备方法存在的问题进行了分析.     

纳米贝氏体钢再纳米化焊接接头组织和性能

采用TIG焊方法对纳米贝氏体钢板进行表面堆焊并快速进行再纳米化处理,通过SEM和TEM观察了焊接接头不同区域的组织特征和形态,使用XRD和TEM电子衍射花样对各种相进行鉴定,并获得相应相的含量,采用拉伸试验和硬度测试获得了再纳米化焊接接头的力学性能.结果表明,经过再纳米化处理,纳米贝氏体钢焊缝区和淬火区组织转变为纳米级片层状的贝氏体和奥氏体,其中焊缝奥氏体含量为13%,而且淬火区片层厚度与母材相当约为70 nm,焊缝区片层厚度大于母材约为300 nm.力学性能测试结果表明,再纳米化焊接接头抗拉强度为1500 MPa,硬度为7000 MPa,与母材相差无几,其中接头断裂位置为回火区,是由于回火区析出大量碳化物导致的.     

纳米金属Ni、纳米非晶合金Ni-P及Ni-B的制备及表征

运用化学镀方法制备纳米Ni、Ni-P及Ni-B粉末,并通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法对纳米粉末的物相、组织形貌和粒度进行了测试表征.结果表明,纳米Ni粉末平均粒径为60 nm,面心立方晶体,粉末呈现球形;纳米Ni-P及Ni-B为非晶体,粉末呈现松散的聚集状态;纳米Ni-P及Ni-B粉体热稳定性较差,粒径分布较宽,分别为10～80 nm和30～50 nm;纳米Ni、Ni-P及Ni-B粉末纯度较高.     

液相先躯体添加纳米活性炭制备纳米TaC粉末

报道了一种向液相先躯体添加纳米活性炭来制备纳米TaC粉末的新方法。使用XRD和场发射扫描电镜来分析试样经不同温度和保温时间处理后的产物物相、结晶状态、微观形貌。结果表明,在温度1000℃,保温时间4h时就有少量TaC生成;而在温度1300℃,保温时间0.5h时可以生成不含Ta2O5的纳米TaC粉末,TaC为面心立方相。纳米活性炭在用液相先驱体制备纳米TaC粉末的过程中,可以降低反应温度,促进反应进行,并可使产物TaC形成纳米颗粒。     

单晶硅的纳米硬度测试分析

介绍了测量硬度的几种方法,分析了纳米压痕硬度测量的基本原理。用美国原位纳米力学测试系统中的TriboIndenter对单晶硅进行了试验研究。试验结果表明,由于尺寸效应纳米硬度值随着载荷的增大而逐渐减小,纳米级的压痕试验得到的单晶硅的硬度值要高于其他传统方法测得的宏观硬度值。     

《纳米复合材料》

纳米复合材料涉及材料物理、材料化学、有机材料、高分子化学与物理、功能材料、固体物理等多学科专业的基础知识，属于正在蓬勃发展的一类新型的复合材料。 性能与特点、设计原理及纳米复合材料的制备与发展。重点阐述了填充纳米复合材料、杂化复合材料、插层复合材料，纳米复合材料的应用及纳米复合材料的结构与表征。 《纳米复合材料》@刘书惠