不同表面处理方法对环氧胶接接头老化性能的影响

    选用了LY12CZ铝合金和TA2钛合金两种基体,分别采用了两种不同的表面处理方法对其进行表面处理：砂纸打磨、磷酸阳极化(PAA)和砂纸打磨、阳极化(SHA);研究了不同表面处理方法对Al/Al环氧胶接接头、Ti/Ti环氧胶接接头老化性能的影响,结果表明,与砂纸打磨法相比PAA和SHA表面处理法能显著提高环氧胶接接头在介质中的老化性能,尤其是在低温介质中的耐久性.     

常压空气等离子处理对铝合金胶接接头强度的影响

为改善铝合金表面润湿性与胶接强度,采用常压空气射流等离子体对5052铝合金进行表面处理。通过接触角测试,表面自由能计算和胶接接头剪切强度测试表明处理时间对铝合金表面改性效果影响不大,随着处理距离减短,铝合金表面自由能、胶接接头强度均逐步提升。处理距离为5 mm时等离子处理铝合金获得最佳表面改性效果,铝合金胶接接头剪切强度由10.6 MPa提升至19.3 MPa,失效模式由界面失效转变为内聚失效。利用SEM,XPS,傅立叶变换红外光谱等检测手段分析不同处理距离对应表面理化特性的变化,结果表明:处理距离较远时,等离子体并未改变铝合金表面物理形貌,其主要改性效果体现为表面清洗;处理距离较近时,铝合金表面高温熔融产生复杂微结构的粗糙氧化层,同时氧化层表面吸附羟基等极性官能团,显著提升了其表面自由能与胶接强度。     

基于激光表面微纳结构的胶接性能研究进展

胶接具有独特的性能而被广泛关注,但在实际应用中往往由于界面结合强度不足而导致接头在服役过程中过早失效。激光表面处理是一种能够有效提高胶接接头表面性能的方法,通过激光表面处理会使黏接材料表面形成不同的表面微纳结构,从而改善接头的性能。首先介绍了激光表面处理原理及激光器分类,对比了不同激光器的优缺点及加工质量特性,分析了激光加工参数对接头强度的影响。其次从激光加工不同表面微纳结构入手,阐述了不同表面微纳结构的加工方式,分析了不同表面微纳结构对不同材料接头强度的影响。此外,针对不同的表面微纳结构,其结构参数有所不同,导致接头表面化学成分和润湿性能也有所不同,使得接头强度有所差异,在此基础上分析了微纳结构参数对接头强度的影响及原因。同时,胶层间的作用机制与接头强度具有密不可分的联系,研究表明,不同的表面微纳结构对胶层的作用机制具有明显的不同,归纳总结发现,经激光表面处理形成表面微纳结构后接头表面粗糙度、化学性质、润湿性能及胶层间裂纹的扩展对接头强度的提升具有一定作用。最后,对激光表面处理微纳结构的研究进行了展望。     

等离子体处理对AA7075铝合金表面特性及胶接性能的影响

目的 改善AA7075铝合金的胶接性能及表面特性,提高胶接强度,研究等离子体处理对AA7075铝合金表面特性的影响。方法 采用低温空气等离子体处理设备对AA7075铝合金进行表面处理,改变等离子体处理距离及处理速度,通过胶接及拉伸剪切试验对AA7075铝合金胶接强度进行测试,并利用SEM、AFM、接触角测量仪、FTIR、XPS等对铝合金表面的物化特性进行表征和分析,探究等离子体处理对铝合金胶接性能的影响及机理。结果 当等离子体处理距离d为5 mm,速度v为2 mm/s时,AA7075铝合金胶接接头强度最大为14.56 MPa,与丙酮处理及未处理相比,分别提高约80％、200%。接头拉伸载荷位移曲线及破坏形貌表明,接头内聚破坏程度增大,胶粘剂呈内聚破坏形态分布在铝合金两侧。随着处理距离从10 mm降低至5 mm,铝合金表面部分污染物可以有效清除,表面最大高度差从221.8 nm降低至121.6 nm,表面微米级粗糙轮廓增加。同时,表面水接触角从46°降低至26°,表面自由能及极性分量增加,铝合金表面润湿性及表面吸附性能提高。表面FTIR、XPS测试表明,等离子体处理可以改变AA7075铝合金表面C1s、O1s、Al2p、N1s、Mg1s等元素含量占比,表面C—C、C—O和O—C=O基团含量减少,OH、Al—O等极性基团增多,铝合金表面活性明显增加。结论 等离子体处理可以显著提高AA7075铝合金胶接强度,胶接接头失效模式由单一界面失效转变为胶粘剂内聚失效。等离子体处理通过改善AA7075铝合金表面润湿、黏附性能,增大粘结面积,同时提高表面极性基团及表面活性,使铝合金与胶粘剂胶接界面形成化学键合作用,从而提高其与胶粘剂界面的粘结强度。     

DP980表面氧化物对胶接性能的影响

目的 明确高强钢DP980表面氧化物的组成及含量对胶接性能的影响规律,从而改善双相高强钢的胶接性能。方法 通过采用1%(质量分数)的醋酸溶液对双相高强钢DP980表面进行不同时间的酸蚀处理,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对高强钢表面氧化物的微观形貌进行观察,通过电子探针(EPMA)表征酸洗前后高强钢表面元素分布变化,采用辉光放电发射光谱仪(GDS)对不同酸洗时间处理的高强钢表面元素的含量随深度变化进行分析,同时通过对Si、Mn元素的高分辨X射线光电子能谱(XPS)分峰拟合,表征高强钢表面不同氧化物成分。通过接触角测试分析酸洗处理对高强钢表面润湿性的影响。最后对不同酸洗时间处理的高强钢进行了胶接试验,探究高强钢表面氧化物含量、形貌及种类对胶接性能的影响规律。结果 DP980表面存在Si、Mn、O元素的富集,其中氧化物以SiO_x、Mn₂SiO₄、MnSiO₃、MnO等形式存在。随着酸洗时间的延长,DP980表面氧化物尤其是Si Ox含量显著降低,颗粒尺寸明显减小,同时表面纳米尺度...     

等离子体表面处理对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)胶接性能及表面特性的影响EI北大核心CSCD

为改善碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面润湿性能及表面活性,提高其胶接强度,采用旋喷式空气等离子体处理设备对CFRP进行表面处理,通过拉伸试验探究等离子体表面处理距离、处理速度对CFRP胶接性能的影响,并利用接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)等测试技术,探究等离子体处理对CFRP表面润湿性、表面形貌、表面化学组分等表面特性的影响。结果表明:CFRP表面经等离子体处理后,胶接强度逐渐提高,处理距离h为10mm,处理速度v为2mm/s时,接头强度最大。接头破坏模式从界面破坏转变为混合破坏模式。随等离子体处理距离及速度的降低,复合材料表面水接触角降低,表面自由能及极性分量增加,表面润湿性及吸附性能提高。经等离子体处理后,CFRP表面产生微米级沟壑,表面积增加,但当处理距离较近时,部分表面树脂因等离子体热响应产生损伤,不利于胶接性能的进一步提升。复合材料基体与等离子体中活性粒子相互作用后,表面含氧基团增多,并产生C—O/C—O、C=O/O—C=O等较为活泼的含氧基团,有利于复合材料与胶粘剂形成牢固的化学键合。等离子体处理可以显著提高复合材料表面润湿性、表面活性及胶接性能。     

不锈钢的高氮表面处理

不锈钢这一级的钢子１０５０～１１５０℃温度范围内，在氮气中氮进行了升扩散，淬火得到高氮马氏体或高氮奥氏体渗层，低碳，低氮马氏体类型可能是含氮淬硬层形成硬的马氏体渗层，可用于不锈钢轴承和工具；双相不锈钢处理后获得高强度奥氏体渗层，可以减轻泵的气蚀。与碳元素相比，溶入的氮可以提高耐蚀性，该工艺与普通渗氮处理的本质区别在于 溶入奥氏体中而不是在铁素体中沉淀析出。     

提高不锈钢表面耐磨性的表面处理技术

概述改善不锈钢耐磨性的表面处理技术及其研究现状,分析了这些表面处理技术的优势和局限性,指出综合应用涂镀技术和新兴的表面改性技术将成为提高不锈钢耐磨性的发展方向.     

304不锈钢表面聚吡咯纳米结构的构建及其抗细菌粘附性能

目的在304不锈钢表面制备抗细菌粘附的聚吡咯涂层。方法采用电化学无模板方法,在304不锈钢表面构建具有超疏水性能的纳米锥结构聚吡咯涂层,实现抗细菌粘附的功能。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱分析了聚吡咯涂层的表面形貌和化学成分,同时采用X射线光电子能谱技术表征了涂层的元素组成,采用接触角仪测试了涂层的亲疏水性,采用原子力显微镜的Kelvin探针力显微镜模块研究了涂层的表面电势,通过平板计数法研究了聚吡咯涂层的抗细菌粘附特性,并进一步通过扫描电子显微镜观察了细菌在涂层表面的粘附情况。结果通过两次电化学聚合在304不锈钢表面构建了萘磺酸掺杂的纳米锥结构聚吡咯涂层,该涂层的接触角为121.1°,具有较强的疏水性,平滑结构聚吡咯和纳米锥结构聚吡咯的表面电势分别为(136±3)mV和(335±3)mV。大肠杆菌粘附实验结果表明,大肠杆菌几乎不粘附于纳米锥结构聚吡咯表面,纳米结构的聚吡咯涂层具有抗细菌粘附的性能。结论纳米锥结构聚吡咯具有较强的疏水性,同时具有高的表面电势,从而使细菌与表界面的相互排斥力大于吸引力,因此纳米锥结构聚吡咯具有抗细菌粘附的性能。     

激光表面处理对316L奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

目的 研究退火态和变形态不锈钢基体在激光加工时组织结构和耐腐蚀性能的差异,掌握激光功率对材料表面耐腐蚀性能的影响规律.方法 利用Nd:YAG激光处理,对不同热处理状态的316L奥氏体不锈钢进行了一系列激光表面熔凝处理.运用电子通道衬度成像(ECC)对激光表面处理前后的组织结构进行了详细地表征和分析,采用Gamry600...     

表面纳米化对304不锈钢渗碳层组织和性能的影响

利用表面机械研磨(SMAT)对304不锈钢进行表面自纳米化处理,并对其纳米化表面进行渗碳处理。利用光学显微镜、X-射线衍射仪、磨料磨损试验机和显微硬度仪对处理后的不锈钢表面组织和性能进行研究。结果表明:经SMAT处理并渗碳后,渗碳层晶粒细化,组织发生奥氏体向马氏体转变,显著提高了材料的力学性能;表面机械研磨处理后的材料的渗碳层厚度明显高于直接渗碳的粗晶材料的渗碳层厚度,渗碳层组织中主要碳化物为Cr7C3和Cr23C6,显微硬度也有明显提高;经过表面自纳米化和渗碳复合处理,材料的耐磨性得到较大提升。     

不锈钢表面等离子复合处理提高耐磨性的研究

对粉碎食品用胶体磨中的由9Crl8、3Crl3不锈钢制造的转子和定子,首先进行等离子W-Mo共渗,然后进行表面等离子超饱和渗碳,并直接进行高压气体淬火、真空低温回火处理的等离子复合处理技术,提高了转子和定子的表面硬度和耐磨性,延长了使用寿命。结果表明,不锈钢表面合金层W、Mo含量（质量分数,下同）分别达到20％和10％以上。经等离子超饱和渗碳后,表面碳浓度达到2．4％～2．6％。高压气体淬火和低温回火后的表面硬度达到64HRC～66HRC。合金层组织为马氏体基体上分布着细小、均匀的碳化物。淬火后的基体硬度为53HRC～55HRC。基体高的强韧性和适当的硬度配合,表面高的硬度和耐磨的组织,使转子和定子寿命由过去只进行真空淬火和空气炉中回火工艺处理的6～10天,提高到50天以上。     

Mechanical Properties of TiN Coating on Nanocrystalline Surface Layer of 304 Stainless Steel

Surface nanocrystallization(SNC)can markedly improve surface mechanical properties of metallic materials and accelerate thermal diffusion of elemental atoms.In this work we study the effects of SNC on structure and mechanical properties of TiN coating on 304 stainless steel substrate.The steel was subjected to 15 min surface mechanical attrition treatment(SMAT)to obtain a nanocrystalline surface layer with thickness about 30μm.TiN coating was deposited on the surface nanocrystallized and the coarse-grained steel substrates by multi-arc ion plating.X-ray diffraction shows that TiN(111)orientation of the coating is much reduced due to SNC treatment.Mechanical tests show that the nanocrystalline surface layer has obviously increased surface hardness of the coating system;toughness and adhesion of the coating,impact resistance of the coating system are also improved.Advantages of SNC-hard coating processing over the conventional duplex treatment consisting of thermal diffusion process-hard coating are shortly discussed.     

表面织构-离子氮化复合处理改善316不锈钢的摩擦学性能

针对奥氏体不锈钢表面硬度低、摩擦因数大、耐磨性差等问题,对316不锈钢进行电化学处理获得表面织构,再对获得表面织构的试样进行离子氮化处理。在干摩擦和脂润滑条件下研究了316不锈钢基材和复合处理试样与GCr15钢球和Si3N4陶瓷球配副的摩擦学行为。结果表明:复合处理后试样表层主要由ε相、γ′相和CrN相组成,表面硬度为1 048HV0.1;在干摩擦条件下,表面织构未被完全破坏,在摩擦过程中起到了捕捉磨屑、降低磨损的作用;在脂润滑条件下,表面织构起到了储存油脂提供二次润滑源的作用。与两种摩擦配副在两种测试条件下,复合处理试样的磨损失重量均远低于316不锈钢基体。     

����ֲ͵�����ȱ�ݷ���

 以表面出现质量问题的不锈钢餐刀为研究对象,用显微镜观察了钢中的夹杂物形貌及分布情况,借助扫描电镜观察了缺陷处的组织结构,用能谱分析仪测定了其成分,从而确定了缺陷产生的根源,阐明了其产生的机理,最终提出了改进产品质量的建议。     

Influence of AAO Treatment Parameters on Characterizations of Surface Pores on 316L Stainless Steel

Recently a new kind stent,porous drug-eluting stent,has been developed to overcome the problems of bare metal stent(BMS)and drug-eluting stent(DES),and the clinic results reveal that it combined the advantage of BMS and DES.In this paper,a new method to fabricate surface pores on 316L stainless steel stent using anodic oxidation of aluminum mask film deposited by magnetron sputtering on 316L substrate was reported.The effect of experimental parameters,such as anodization time,anodization voltage,anodization solution and anodization temperature,on the pores’size distribution and density are investigated using SEM.It is found that the pores characterizations strongly depend on anodization time and pores expanding rate through AAO films and on stainless steel surface.     

不锈钢概要及热处理

本文简述了各类不锈钢的特性、合金化以及热处理参数。     

不锈钢表面复合微结构的冰摩擦性能

目的探究不锈钢表面复合微结构的冰摩擦性能。方法采用纳秒光纤激光器在不锈钢表面构建类莲藕型沟槽复合结构,并对不同润湿性、粘附性和摩擦速度下的冰摩擦性能进行了观测与分析。结果微米-亚微米级复合结构是不锈钢表面超疏水高粘附的主要原因,热处理消除了样件表面的时效性,化学修饰实现了超疏水由高粘附性到低粘附性的转换。温度的变化改变了水滴在样件表面的接触状态。在滑动速度为0~1mm/s、载荷为2N的条件下,随着滑动速度的增加,疏水性越好、粘附性越低的表面具有较小的摩擦系数,因为摩擦热产生的水膜形成了润滑层,使冰摩擦处于混合摩擦阶段,降低了摩擦阻力。但过多的水膜会形成大量毛细管桥,增大阻力。结论超疏水表面由于其独特的类莲藕复合结构,减小了材料的接触面积,降低了毛细管桥的积聚,从而降低了冰摩擦表面的平均摩擦系数。同时,低粘附性降低了表面与水的粘滞性,阻止了更多毛细管桥的形成,是影响冰摩擦系数的另一重要因素。