烧结温度对ZrSiO4-Mullite复合涂层组织结构及抗氧化性能的影响

在前期研究工作基础上,借助XRD、体式显微镜等组织结构表征途径和等温氧化实验技术,系统研究了烧结温度（1500--1700℃）对ZrSiO4-Mullite涂层组织结构和抗氧化性能的影响。结果表明：不同温度下烧制的涂层均由ZrSiO4、Mullite和ZrO2三种物相构成。烧结温度提高,涂层内的Mullite相含量增大、ZrSiO4和ZrO2含量减少,而涂层缺陷数量则先减后增。1600℃下烧制的ZrSiO4．Mullite复合涂层致密、完整,涂层缺陷少,抗氧化性能最佳。同时,提高烧结温度有利于改善ZrSiO4-Mullite复合涂层内的层问结合,增强涂层的抗热震能力。     

烧结助剂对ZrSiO4-Mullite复合涂层组织结构及抗氧化性能的影响

采用包埋法和预涂-烧结法相结合的组合工艺在C/C复合材料表面制备出ZrSiO4-Mullite复合涂层,借助XRD、SEM、体式显微镜对涂层组织结构进行了表征,研究了(MgO CeO2)、(Si SiO2)和(Mullite SiO2)三种烧结助剂对复合涂层组织结构和抗氧化性能的影响,揭示了涂层C/C试样的氧化失重原因。结果表明:ZrSiO4-Mullite复合涂层具有双层结构,内层由β-SiC相和α-SiC相组成,外层主要由Mullite相和ZrSiO4相构成。分别采用(MgO CeO2)、(Si SiO2)和(Mullite SiO2)烧结助剂制得的ZrSiO4-Mullite涂层的开裂倾向依次减弱,抗氧化性能依次增强。涂层裂纹的存在是造成ZrSiO4-Mullite涂层C/C试样氧化失重的主要原因。     

水热沉积电压对C-AlPO_4涂层显微结构的影响

以方石英型磷酸铝(C-A1PO4)粉体为原料,异丙醇为溶剂,碘为荷电介质,采用水热电泳沉积方法在涂有SiC涂层的碳纤维增强碳(C/C-SiC复合材料表面制备了C-A1PO4外涂层.借助X射线衍射和扫描电镜表征了涂层的晶相组成和显微结构.研究了沉积电压对C-A1PO4涂层显微结构的影响,并测试了涂层的抗氧化性能.结果表明:在180～220V范围内,水热沉积电压对涂层的显微结构有较大的影响,220V时制备的涂层致密均匀.涂层的沉积量以及涂层与基体的结合强度随着沉积电压的升高而增加;单位面积沉积量与时间的二次方根之间符合线性关系.与包埋法制备的SiC涂层相比,水热电泳沉积法制备的C-A1PO4涂层具有更好的抗氧化性能,涂层样品在1500℃的空气中氧化37h后质量损失仅为0.53%.     

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展

抗氧化涂层体系主要用于高温长时间抗氧化的情况,是当前研究的重点。文章主要对复合涂层体系进行了综述,重点阐述了双层复合涂层、多层复合涂层、梯度复合涂层和晶须增韧复合涂层,并对目前涂层体系存在的不足及今后研究的方向进行了阐述。     

沉积电压对碳/碳复合材料表面羟基磷灰石涂层相组成及显微结构的影响

采用水热电沉积法在碳/碳复合材料表面制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAp)涂层,用X射线衍射、扫描电子显微镜,万能材料试验机等测试手段对涂层进行了表征,研究了沉积电压对HAp涂层晶相和显微结构的影响.结果表明:随着沉积电压的升高,HAp涂层的衍射峰强度有所增加,涂层结晶程度变好,涂层更加致密和均匀;涂层的沉积量和结合强度随着沉积电压的升高而增加.在沉积电压为10V时,涂层的厚度达到了60μm,结合强度为19.8 MPa.     

碳/碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层 及其抗氧化机制

对MoSi     

脉冲频率对Ni-W合金镀层耐蚀性的影响

采用脉冲电沉积方法在黄铜基体上制备出Ni-W合金镀层。研究不同脉冲频率(0.5~20.0kHz)对镀层表面形貌、微观结构、硬度及耐蚀性的影响。所有Ni-W合金镀层的表面均致密平整,W的质量分数为42.41%~48.92%。脉冲频率为5.0kHz时制备的Ni-W合金镀层在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性最好,自腐蚀电流密度为2.532μA/cm2,自腐蚀电位为-327mV。     

脉冲频率对Ni/WC-Co纳米复合镀层性能的影响

采用电沉积法制备Ni/WC-Co纳米复合镀层。表征了Ni/WC-Co纳米复合镀层的表面形貌和结构,并测试了其硬度和耐蚀性。结果表明:随着脉冲频率的增大,Ni/WC-Co纳米复合镀层的平均晶粒尺寸减小,表面形貌更加均匀、细致,硬度提高,耐蚀性明显增强。     

Si含量对电弧沉积TiAlSiN薄膜性能的影响

利用等离子体辅助电弧沉积技术制备了不同成分的TiAlSiN多元薄膜,并研究了Si含量对薄膜组织结构、显微硬度和耐磨性的影响。XRD物相分析表明:薄膜主要由AlN和TiN组成。随着膜层中Si含量的增加,薄膜的结构由明显的柱状晶转变为致密的玻璃态结构,显微硬度逐渐提高,耐磨性能得到明显改善。     

沉积偏压对脉冲激光沉积CN_x薄膜结构和性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在不同直流负偏压下烧蚀石墨靶材,在单晶Si片上沉积CNx薄膜。利用X射线光电子能谱(XPS)、Raman光谱和扫描电子显微镜对薄膜的化学成分、价键状态、表面形貌进行了表征,并借助于涂层附着力自动划痕仪和纳米压痕仪分别测试了膜–基结合力及薄膜硬度。结果表明:偏压辅助PLD技术显著提高了薄膜的氮含量,膜–基结合力和沉积速率分别随着负偏压值单调增加和减少。结合XPS和Raman分析得出:当偏压Vb=–40 V时,价键摩尔含量x(sp3)和x(sp3)C—N达到最大值及D峰与G峰强度比ID/IG达到最小值(2.2)。薄膜中sp3杂化键比例的提升有助于CNx薄膜构建类金刚石结构和网状结构且薄膜硬度与x(sp3)和x(sp3)C—N值的变化呈现出了正比例关系。     

棒状C60/TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

以商业TiO2(P25)为原料,通过水热法制备了棒状锐钛矿型TiO2,再利用化学吸附作用将C60与TiO2复合得到棒状C60/TiO2纳米复合材料。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、Raman光谱、紫外可见漫反射光谱对样品进行表征,以罗丹明B(RhB)为探针分子在紫外光下考察了C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性。结果表明:少量C60的引入可明显提高棒状TiO2的光催化活性,且1.0%C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性最高,优于单纯的棒状TiO2和商业P25,其原因是由于C60具有良好的接受和传导电子性能,降低了TiO2光生电子–空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。     

脉冲频率对铝基复合材料微弧氧化膜性能的影响

在铝基复合材料表面制备了微弧氧化膜,并研究了脉冲频率对微弧氧化膜的粗糙度、耐蚀性及结合力的影响。结果表明:当脉冲频率为1 000 Hz时,微弧氧化膜的粗糙度最低,表面最光滑;当脉冲频率为800 Hz时,微弧氧化膜的耐蚀性及结合力均最佳。     

脉冲电沉积PbO2涂层在PEMFC不锈钢双极板上的应用

不锈钢表面电沉积PbO₂涂层在质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极板上具有应用可行性,但是传统直流工艺制备的PbO₂涂层存在致密性不佳、耐腐蚀性差的问题。本文研究了在316不锈钢上电沉积PbO₂涂层的脉冲控制工艺,考察了电流密度、频率和占空比等参数对生长速率和微观形貌的影响,进一步在燃料电池环境下对涂层的性能进行系统地测试,着重探究了PbO₂涂层在高电位下的电化学性能。微观形貌和XRD结果表明,脉冲电沉积PbO₂涂层比直流工艺的涂层晶粒更细小、组织更致密。动电位极化结果显示,脉冲工艺涂层的自腐蚀电位比直流工艺略有提升,腐蚀电流密度降低了一个数量级;在高电位的极化测试中,相比于直流工艺,脉冲电沉积涂层的电流密度显著减小,镀层的稳定性明显提升,在高电位下的破坏程度较小,能够更好地保护基体。正常工作电位下的极化测试表明,PbO₂在阳极环境下还原较严重,但在阴极环境下只有轻微的还原现象发生。总之,相比直流电沉积PbO₂涂层,脉冲电沉积涂层的微...     

脉冲电沉积制备Ni70Cu30合金镀层的工艺研究

采用赫尔槽试验法在柠檬酸盐体系镀液中以脉冲电沉积制备Ni-Cu合金镀层。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了不同工艺条件下所得镀层的结构、形貌及组成,探讨了镀液中铜含量(WL)和电流密度(jk)对Ni-Cu合金镀层的铜含量(WC)及性能的影响,最终获得了WC与WL、jk之间关系的经验公式。结果表明,镀层中铜含量与镀液中铜含量呈一次线性相关,与电流密度呈幂指数关系。以经验公式为指导,综合考虑镀层外观和镀液稳定性,最终得到电沉积制备Ni70Cu30合金镀层的优化工艺参数为:WL=12%,jk=0.8A/dm2。     

SiC含量对C/C-SiC复合材料弯曲强度及抗氧化性能的影响

选用聚碳硅烷（PCS）为前驱体，对密度分别为1．34g／cm^3，1．52g／cm^3和1．62g／cm^3的针刺炭布C／C材料进行液相致密化处理，制得密度达1．75g／cm^3的C／C-SiC复合材料，并与密度为1．85g／cm^3的同结构高密度C／C材料的弯曲强度和抗氧化性能进行了对比分析。结果表明：密度为1．34g／cm^3的C／C材料经过PCS致密化处理，在保持高密度C／C材料的弯曲强度同时，显著提高了材料的抗氧化性能。     

脉冲频率对纳米晶镍镀层结构及性能的影响

采用脉冲电沉积方法在黄铜基体上制备纳米晶镍镀层。研究了脉冲频率对镀镍层的微观结构、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:直流电沉积制备的镀镍层表现为(111)晶面和(200)晶面的双择优取向,而脉冲电沉积制备的镀镍层仅在(111)晶面表现出择优取向;脉冲电沉积制备的镀镍层的硬度和耐蚀性均高于直流电沉积制备的镀镍层的;不同脉冲频率下制备的镀镍层的硬度没有显著差别,约为5 500 MPa;但不同脉冲频率下制备的镀镍层的耐蚀性存在差别,脉冲频率为0.1kHz时制备的镀镍层在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性最好。     

激光脉冲法测试C/C复合材料比热容的影响因素分析

实验探讨了试样轴径向比热容测试的差异性,获取了最佳测试方向,并在此基础上进一步研究了试样厚度对热损影响的程度,获得了最佳厚度值范围。结果表明,采用激光脉冲法进行比热容测试过程中,C/C复合材料内部传热非常复杂,具有非一维传热的特点,但在一定的试样条件下可以获得较好的测试效果;比热容测试时试样应选择热损小的方向,即毡基和轴编材料均应取纤维质量分数高且分布均匀的径向。     

石墨化处理对高压浸渍碳化碳/碳复合材料抗氧化性能的影响

用超高压液相浸渍和碳化,经石墨化处理制备了毡基碳／碳复合材料。采用等温氧化实验,系统研究了所得试样在不同温度(773～1 173 K)条件下的氧化动力学行为;用X射线衍射和扫描电子显微镜检验观察了石墨化处理前后毡基碳／碳复合材料的氧化形貌和微观结构。结果表明：石墨化处理可明显的提高毡基碳／碳复合材料的抗氧化性能;毡基碳／碳复合材料的基体在氧化反应中优先氧化,氧化反应速率随温度的升高而增大;在高于或低于临界温度973 K时,毡基碳／碳复合材料的氧化反应分别受2种不同的机制控制,其反应活化能E,在石墨化前分别为7.91×10~4 J／mol和2.80×10~4J／mol,石墨化后分别为1.08×10~5J／mol和4.42×10~4J／mol。     

脉冲电沉积Ni-ZrO2复合镀层形貌的研究

着眼于优选电沉积工艺条件,以期制备出良好形貌的复合镀层,系统考察了峰值电流密度、占空比和微粒的质量浓度对脉冲电沉积Ni-ZrO2复合镀层形貌的影响。结果表明:Ni-ZrO2复合镀层的形貌质量随峰值电流密度的增加和微粒质量浓度的升高呈现出先改善后恶化的趋势,但随占空比的增大逐渐变差。在峰值电流密度7A/dm2,占空比20%,微粒的质量浓度20g/L的条件下,所得Ni-ZrO2复合镀层的形貌质量最优。