电子束蒸发沉积Al-Cr合金涂层研究

研究了电子束蒸发镀沉积Al-Cr合金涂层的工艺，探讨了铬含量对涂层耐蚀性的影响。对涂层的物相、形貌以及热处理对涂层和基体之间热扩散的影响进行了分析．结果表明：涂层中铬含量与膜料中铬含量有较大差异；在温度为283K，30g／L NaCl溶液中含1.5％Cr、2.5％Cr、5％Cr的Al-Cr合金涂层的自腐蚀电位均比普通钢基材的电位负，因此它们作为阳极性涂层对普通钢基材能起到较好的电化学保护；涂层为晶态组织，其物相为Al和少量的Cr9Al17。随膜料中Cr含量的增加，其生成的Cr9Al17的量也随之增多；在真空蒸镀时涂层沉积有方向性；对涂层进行600℃，lh热处理后，涂层与基体间元素产生了互扩散．     

Al-Cr涂层的制备及抗热腐蚀性能研究

采用粉末包埋法在Ni基高温合金K417G上制备Al-Cr涂层,并研究其在25%NaCl＋75%Na2SO4（mass%）盐膜下900℃的热腐蚀特性.采用两步法沉积的Al-Cr涂层为双层结构,外层为β-NiAl相和少量AlCr2相,平均Cr含量约为20 mass%;内层为互扩散带.而采用一步法沉积的Al-Cr涂层具有三层...     

镍基高温合金Al-Cr涂层的恒温氧化行为

采用电弧离子镀沉积Cr和粉末包埋法渗Al的联合工艺制备了Al-Cr涂层,并利用粉末包埋法制备了渗Al涂层,分析了2种涂层的组织结构和成分,研究了镍基高温合金DSM11基体、渗Al涂层和Al-Cr涂层在1000和1100℃下的恒温氧化行为.结果表明:渗Al涂层和Al-Cr涂层组织致密,与基体结合良好且成分分布均匀.2种涂层都明显分为2个区域:外层和互扩散区.渗Al涂层外层由b-NiAl相和Ni2Al3相组成,Al-Cr涂层外层由b-NiAl相、Ni2Al3相、a-Cr相和AlCr2相组成.AlCr涂层可以显著改善基体合金的抗氧化性能,且明显优于渗Al涂层.Al-Cr涂层优良的抗氧化性能源于在氧化过程中出现了Cr(W)析出带,能够一定程度阻碍涂层中的Al元素向基体扩散,降低了涂层退化速度,而Cr的存在可以促进Al的选择性氧化,提高涂层的自修复能力.     

低温等离子复合技术制备氧化铝阻氚涂层的研究

采用低温等离子体复合技术在不锈钢基体上制备了氧化铝阻氚涂层,先后经过磁控溅射镀铝,热处理及氧离子注入。利用XRD、SEM、EDS、AES对涂层进行了相结构、表面形貌、成分、元素分布等分析,并进行了划痕实验、抗热震性能及阻氚性能测试,结果表明：磁控溅射获得了高质量的铝涂层,热处理后形成了FeAl合金过渡层。在离子注入中,当注入剂量不变电压增加时,离子注入深度增加而氧元素分布梯度减少;当注入剂量达到8×10₁₇ ions/cm₂以上时,氧元素分布变得均匀。所获得的氧化铝涂层具有较好膜基结合力、抗热震性能及阻氚性能。经过叠加电压注入且剂量达到8×10₁₇ ions/cm₂的膜层具有最好的阻氚性能,在600_oC能使不锈钢的氚渗透率降低3个数量级。     

HR-2不锈钢表面渗Al涂层的制备

为避免制备温度过高引起基体性能退化,采用了室温熔盐电镀与热处理复合技术在HR-2不锈钢卜进行了渗Al涂层制备研究,并对涂层的形貌、结构和成分进行了表征.结果表明,利用该技术制备渗Al涂层是可行的;经500℃和700℃两种温度下热处理,成功制得成分渐变,冶金结合且无缝隙和裂纹的10-15 μm厚渗Al涂层.经700℃下2 h热处理后,渗Al涂层与基体无明显界面,依次由(Fe,Cr,Mn,Ni)2Al5,(Fe,Cr,Mn,Ni)Al和(Fe,Cr,Mn,Ni)3Al3层组成;与700℃热处理后不同,经500℃下10 h热处理后,渗Al涂层与基体间界面明显,由内外两层组成.     

渗氮/离子镀复合涂层的制备及其性能

介绍了"离子渗氮/离子镀" 复合涂层的工艺合成方法,渗镀和涂层沉积在同一系统中原位连续完成.按该工艺制备的高速钢离子渗氮/离子镀复合涂层,结合力均达到HF1级,涂层划痕试验的临界载荷明显比传统的单一涂层高.用该工艺在高速钢钻头和铣刀上合成NL TiN和NL TiCrN复合涂层,其耐用度比相应的传统单一涂层刀具明显提高,显示了复合涂层的技术优势.     

钛合金表面声电沉积／碱热处理法制备HA涂层研究

为了使钛合金（Ti-6Al-4V）具有生物活性，可在其表面施加生物活性羟基磷灰石（HA）涂层。对比了声电沉积法和碱热处理法实验结果，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、电子能谱（EDS）、傅立叶红外透射光谱（FTIR）以及划痕测试等进行了分析。结果表明，直接采用声电沉积法在钛合金表面制备的羟基磷灰石涂层，经热处理后存在龟裂剥落现象；通过碱热处理法，对钛合金基体表面进行预处理，然后，借助声电沉积法，在钛金属表面沉积了透钙磷石涂层，经热碱液处理转变成的羟基磷灰石涂层，涂层完整，未出现剥落。经进一步高温烧结处理，所制涂层仍呈片状形貌，其由部分含钠的羟基磷灰石组成，而且HA涂层破坏的临界载荷未烧结前的4．365N提高至烧结后的8．175N。     

预应力热处理对羟基磷灰石涂层相组成和结合强度的影响

设计不同角度的斜面工业纯钛柱,采用等离子法制备羟基磷灰石涂层,设计工装使涂层在预加相同正应力和不同切应力条件下进行热处理.利用电子拉伸实验机进行剪切结合强度测试,利用X射线衍射仪检测涂层的相组成与结晶度,探讨应力条件下热处理对涂层组成和涂层/基体结合强度的影响.研究表明:热处理中预加应力可以提高涂层的结晶度和涂层/基体的剪切结合强度.     

纳米铝涂层制备及其对沉积态铀薄膜的防护性能研究

为探索沉积态贫铀(DU)薄膜更有效的防护层新材料与更薄的防护层制备技术,开展了纳米Al涂层的磁控溅射制备技术研究,制备了Al与DU单层、Al/DU/Al三层薄膜样品,并开展了纳米Al防护层Al/DU/Al样品大气环境下72 h的防氧化性能研究。利用扫描电镜(SEM)观察样品表面形貌,X射线光电子能谱仪(XPS)测量样品元素组成与价态变化,X射线衍射(XRD)测量样品物相组成与变化。结果表明:厚度大于10 nm即可生成连续的Al涂层,Al涂层晶粒随着厚度增加呈现长大的趋势;30 nm厚Al防护涂层有效阻止了DU薄膜大气环境的氧化:72 h内,DU层O含量没有发现明显的变化。     

热处理对铁基非晶合金涂层相组成及磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了铁基非晶涂层,研究了500%～800℃不同温度热处理对涂层的相组成和摩擦磨损性能的影响.从涂层的显微硬度分析、相组成分析、晶粒大小分析、以及摩擦磨损试验分析表明:随着热处理温度升高涂层的相结构及性能发生变化,在600℃时,涂层中析出大量的纳米硬质相,涂层的显微硬度和耐磨损性能也随之大幅提高;涂层的显微硬度在600℃时达到最大,耐磨性能在750℃时最好.     

溶胶-凝胶高温氧化防护涂层

溶胶-凝胶方法是一种制备氧化物涂层的简单方法.在不同基体上，采用溶胶-凝胶法可以制备连续的对基体起保护作用的SiO2、Al2O3、ZrO2及它们间复合的涂层.本文系统介绍了溶胶凝胶过程的特点、原理，着重介绍溶胶凝胶法制备抗氧化性涂层的工艺过程，分析了该方法存在的缺点，指出未来要解决的问题.并简单介绍了一种新型无氧溶胶-凝胶制备陶瓷涂层技术.      

电弧喷涂含非晶相的Fe基涂层的电化学行为

采用高速电弧喷涂技术制备了含有非晶相的3种铁基涂层(AC1-Fe59.5Cr16.2WC3.0Mn0.3 B20.2Si0.6,AC2-Fe59.8Cr16.0WC1.5Mo1.5Mn0.3B20.0Si0.7,AC3-Fe59.9Cr16.0Sn3.0Mn0.3B20.0C0.2Si0.6).对涂层的极化行为和交流阻抗行为进行了研究,涂层AC1中含有较多的非晶相,在Tafel线性极化区具有最低的自腐蚀电流,在阳极极化时表现出钝化趋势.涂层的电化学阻抗谱均可采用R(Q(R(QR)))型等效电路来进行分析,涂层AC1与其它涂层相比具有更大的电化学反应电阻.在一系列的电化学反应实验中,涂层AC1的耐蚀性最好.     

等离子喷涂镍基合金非晶涂层的组织与性能

用超声气体雾化法制备了一种快凝Ni-Mo-Cr-B合金微晶粉末,使用常规的等离子喷涂工艺可以将该粉末沉积在金属基体上形成一个致密的涂层。该涂层具有较高的结合强度和硬度,在不同的腐蚀介质中显示出较好的耐蚀性和耐磨性.经X射线衍射,差热分析和透射电镜做的微晶结构分析表明,快凝镍基微晶粉末经过等离子喷涂后发生了非晶转变,所获得的非晶涂层具有较高的热稳定性,在600℃以下的温度范围内不发生晶化过程,与此同时对比了同一种粉末采用氧乙炔火焰喷涂的不同工艺后涂层力学性能的差别。     

(SiC,Gr)/Al复合材料的热压法制备及其摩擦磨损性能研究

采用快速升温热压法制备（（1-×）SiC-×Gr）20wt.%/Al-0.8Si-1.2Mg-0.4Cu复合材料,研究其与钢球对磨的摩擦磨损规律。结果表明：快速升温热压法可制备致密性较高的（SiC,Gr）20wt.%/Al复合材料,并有效抑制剧烈的界面反应。复合材料与GCr15钢的摩擦系数随载荷波动不大,随×增大而降低。×0.3时,脱落在摩擦面的石墨较少,摩擦系数下降较慢,×〉0.3后,摩擦系数快速减小。×=0.2和0.3时复合材料的磨损率随载荷增加急剧增大,差别最大达7倍,而×0.05或≥0.6时,SiC与石墨颗粒能协调作用,复合材料具有良好的耐磨性,磨损率随载荷变化较小。×=0.6时,复合材料具有最低的磨损率（8.4×10^-4mm^3/m）,处于超轻微磨损状态。     

PROPERTIES OF IP-TiN COATINGS MODIFIED BY AI AND La

A modified ion-plated TiN(IP-TiN) coating has been developed by adding 6 wt-% A1 andsmall amounts of La.Examination of this coating showed that the adhesion between the coat-ing and substrate is remarkably improved by the La added up to 2 wt-% ,and themicrohardness and wear resistance of the coating surface closely relate to the contents ofLa.EPMA and X-ray diffraction analysis indicated that a thick transition zone forms owingto the addition of La and A1.The phase composition and grain orientation of the coatingchange because of the formation of such transition zone.Thus,the properties of coating wereimproved.     

电刷镀非晶态Ni-P合金镀层形貌和结构研究

采用电刷镀工艺制备了Ni-P合金镀层，利用金相显微镜、扫描电镜观察了镀层的表面和截面形貌，采用能谱分析、X射线衍射技术测试和分析了Ni-P合金镀层中P元素的含量和镀层的组织结构。实验结果表明：通过该电刷镀工艺可以获得非晶态的Ni-P合金刷镀层。该镀层为柱状组织，镀层表面平整、光滑、致密，但随着刷镀层厚度的不断增加，镀层开始出现微裂纹。     

溅射NiCrAlY涂层氧化过程Al2O3膜结构与形貌的转变

对溅射NiCrAlY涂层进行了900℃，1000℃，1100℃空 气中高温氧化。实验表明，氧化初期生成快速长大的亚稳态θ-Al2O3相，随着氧化时间 延长，θ-Al2O3逐渐转变成α-Al2O3，氧化动力学抛物线常数kp也随之下降 。θ→α-Al2O3相变速度与温度有关，温度越高，相变越快。对涂层进行真空热处理可 促进θ→α-Al2O3转变，使涂层表面快速形成保护性能优异的α-Al2O3。     

P11O钢表面韧性FeAl渗层的低温制备

通过在摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC(氯化1-甲基3-乙基咪唑)室温离子液体中电沉积铝镀层加低温热处理的方法,在P110钢表面进行低温渗铝.用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射X射线谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)研究了渗层的组织结构.结果表明:为保证P110钢基体的硬度,热处理温度应低于620℃,而渗铝速度在高于590℃时较快.6 μm铝镀层试样经620℃×24 h热处理,可以得到8μm由韧性FeAl相组成的渗层.     

热处理对Cr/Al复合镀层组织转变的影响

通过先在水溶液中电镀Cr之后再在摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC(氯化1-甲基3-乙基咪唑)离子液体电镀Al的方法,在1Cr17钢表面制备出Cr/Al复合镀层。研究了在740℃条件下不同时间热处理对涂层组织和结构的影响。光学显微镜、二次电子和特征X射线能谱及X射线衍射研究结果表明:Cr/Al复合镀层通过740℃热处理可以得到Al-Cr涂层,随着时间的延长,外表面合金层成分依次按Al4Cr→Al11Cr4→Al9Cr4→Al8Cr5变化,最后形成单相的Al8Cr5,且涂层与基体之间不发生明显的互扩散;在5～20 min内Al9Cr4成分层的厚度及反应掉的Cr镀层厚度与时间平方根符合线性关系;氮气气氛中热处理可以减少涂层表面的空洞。显微硬度测试结果表明:Al8Cr5的脆性小,且硬度高于其他3种合金层。     

TRIBOLOGICAL AND HIGH SPEED TURNING PERFORMANCE IN Ti1-xAlxN COATINGS PREPARED BY CLOSE-FIELD UNBALANCED MAGNETRON SPLTTERING

Titanium-aluminium-nitride (Ti1-xAlxN) coatings were deposited by close-field unbalanced magnetron sputtering on M42 steel substrates and WC-6wt%Co inserts at 450℃. The tribological behavior was analyzed by sliding against steel and WC-6wt%Co balls, while the turning performance was evaluated by a conventional turning machine at high cutting speeds without using coolants. In the tribological tests, the formation of transfer layer and the variations of hardness of the coatings played an important role for sliding against steel balls. For the coatings sliding against WC-6wt%Co balls, the Ti-Al-N coatings showed a similar friction coefficient, but the TiN coating exhibited a lower value. The difference could be explained by the tri-oxidation wear mechanism. In the turning tests, a superior cutting performance of the coating was found at x=0.45, which endured 38 minutes before the tool flank wear reached the maximum value of 0.3mm, whereas only 20 minutes were endured for the TiN coating. The excellent performance of the coatings in the turning tests could be explained by the enhanced mechanical properties and oxidation/diffusion resistance of the coatings.