电解液组成对纯钛微弧氧化膜结构及光催化活性的影响

分别在钨酸钠和磷酸二氢钾电解液中制备了纯钛的微弧氧化(MAO)膜,利用SEM、EDX、XRD分析了膜层的形貌、元素分布及相组成,并测试了2种膜层的光催化活性.结果表明,纯钛在2种电解液中均形成粗糙多孔的微弧氧化膜层,但钨酸钠溶液中形成的膜层表面的孔洞尺寸较小、分布较均匀.膜层的元素组成和相组成与电解液成分有关,钨酸钠溶液中的膜层由W、Ti、O元素组成,W在膜层中近似均匀分布,锐钛矿与金红石的含量比(质量比)为27:73,而磷酸二氢钾电解液中的膜层由P、Ti、O元素组成,P从表面向内层逐渐增加,锐钛矿与金红石的含量之比则为84:16.吸光度测试结果表明,钨酸钠溶液中制备的膜层光催化活性高于磷酸二氢钾溶液中制备的膜层的光催化活性.     

电弧离子镀TiN工艺优化及TiN/TiC多层膜性能

采用电弧离子镀技术制备TiN薄膜,研究了不同氮分压以及基体偏压下薄膜的表面质量、微结构、相组成、硬度以及结合力,优化工艺参数并制备TiN/TiC多层膜,比较了多层膜以及TiC单层膜的硬度以及摩擦性能的差异。结果表明,经过对不同工艺参数下薄膜的形貌结构以及性能比较,确定采用0.6 Pa氮分压以及-100 V基体偏压作为TiN优化工艺参数,在该工艺基础上制备的TiN/TiC多层膜与单层TiC薄膜相比具有更高的硬度以及更低的摩擦系数。     

金笔零件仿金装饰膜层的相结构分析

用多弧离子镀的方法在1Cr13不锈钢和黄铜镀铬基体的表面上制备了氮化钛仿金装饰膜层.通过试验,得到了不同工艺参数情况下各种氮化钛膜层,采用D/max-3B旋转阳极自动X射线衍射仪CuKα辐射测定了膜层的相组成,分析了膜层相结构与各工艺参数间的关系.结果表明,氮气分压和轰击电压的改变对膜层的相组成影响很大,获得最佳相结构的必要条件是氮气分压为4.8×10-1Pa、轰击电压400 V.     

氢化锆表面多元复合膜层制备和研究

采用尿素高温分解产生的氧化性气氛在氢化锆表面制备多元复合膜层。利用XRD、SEM、EDS、XPS、AES等分析测试手段对氢化锆表面膜层的相结构、截面形貌、元素成分及价态进行性能表征。物相分析结果表明膜层主要有氧化锆相和Zr N相,且氧化锆相由单斜相(m-ZrO_2)和四方相(t-ZrO_2)组成。扫描电镜形貌分析表明原位生长氧化物膜层致密,膜层与氢化锆基体结合紧密。俄歇电子能谱结果表明膜层由C、N、O、Zr元素组成,并具有明显的分层现象,膜层由外向内分为富(C/N)层及富O层,随膜层表面溅射时间增加,O、Zr元素相对含量明显增加,C、N元素相对含量明显降低。X射线光电子能谱分析表明多元复合膜层存在Zr-O、Zr-C、Zr-N-O、Zr-N、O-H等键。     

中频反应溅射TiO2膜层的性能

TiO2是一种应用广泛的高折射率膜层，在可见光范围内是透明的，具有良好的机械性能和化学稳定性。它的存在形式有非晶态和三种晶体结构形态（金红石、锐钛矿和板钛矿）。金红石结构最稳定，折射率和硬度最高。真空蒸镀是制备小规格TiO2膜层最好的沉积方法，如透镜或眼镜片的抗反射膜。磁控管溅射可以保证宽度近4m膜层的均匀性，已经成为大规格膜层的主要制备方法，但是这种方法沉积率非常低，难以实用。采用双磁控管技术配合以40kHZ的中频电源，可使TiO2膜层的沉积速率大幅度提高。1试样的制备试样在装有载荷锁定装置的LeyboldA400溅射…     

铝表面化学气相沉积SiOx膜层的显微结构和性能

采用低温常压化学气相沉积(CVD)方法在铝基底上制备了硅氧化物陶瓷膜层.使用SEM、XPS、AFM、XRD、HRTEM和UV-VIS等技术分析了膜层的形貌、成分和组织结构特征,测试了膜层的孔隙率、光学和显微力学性能.结果表明:硅氧化物SiOx陶瓷膜层在铝基表面以气相反应沉积硅氧化物颗粒-颗粒嵌镶堆垛-融合长大的方式生成,大部分膜层为非晶态区域,其中包含少量局部有序区域,SiOx中的硅氧原子比为1:1.60～1:1.75,膜层疏松多孔,具有很高的紫外-可见光吸收率,膜层与基底具有很好的结合性.     

静电纺纳米纤维材料在膜分离领域的应用研究进展

近年来,由静电纺丝技术制备的纳米纤维多孔膜,因具有纤维纤度细、表面积大、孔隙率高等形态特点,以及兼具良好的机械强度、低密度和易功能化而在过滤基膜分离领域的应用研究倍受各国研究者的关注。现有的高分子材质微滤膜多采用溶液相转化法,然而用该方法所制备的微滤膜孔隙率较低,并且所形成的微孔部分为闭孔结构;而静电纺纳米纤维多孔膜的孔隙率高且为相互贯通的开孔结构,能够显著改善流通性,是非常好的微孔滤膜。综述了近几年来纳米纤维作为过滤材质以及过滤用支撑材质在膜分离技术领域的研究成果,主要从纳米纤维微孔滤膜以及纳米纤维基复合滤膜用于水净化及脱盐淡化等几个方面进行概述,并对纳米纤维基滤膜的应用研究前景进行了展望。     

调制周期对TaN/NbN纳米多层膜力学性能的影响

本研究选择钽和铌的氮化物作为个体层材料,利用FJL560CI2型超高真空射频磁控与离子束联合溅射系统制备TaN、NbN及-系列的TaN/NbN多层薄膜.通过XRD和纳米力学测试系统以及摩擦磨损仪分析了该体系合成以后的晶体结构,以及调制周期对机械性能的影响.结果表明:多层膜的纳米硬度值普遍高于两种个体材料混合相的硬度值;当调制周期为8.5 nm时,TaN/NbN多层膜达到最大硬度30 GPa,结晶出现多元化,多层膜体系的硬度、应力、弹性模量以及膜-基结合性能均达到最佳效果.     

镁锂合金表面耐蚀微弧氧化膜的研究

利用微弧氧化技术在镁锂合金的表面成功制备了微弧氧化膜.利用SEM、XRD、XPS、动电位极化和电化学交流阻抗谱对微弧氧化膜结构、相组成以及耐蚀性能进行了研究.SEM观测结果表明,氧化膜层的结构是由疏松层和致密层组成的双层结构,微弧氧化膜表面存在大量直径约2～7 μm的微孔.XRD和XPS分析表明,微弧氧化膜的主要相组成为方镁石氧化镁和无定形磷酸盐化合物.动电位极化曲线以及电化学交流阻抗谱分析表明,微弧氧化处理后镁锂合金的耐蚀性能得到显著提高.     

钛表面三维连通纳米多孔结构膜层研究

采用阳极氧化法在电解液NaF水溶液中制备三维连通纳米多孔结构膜层。利用SEM、EPMA、XRD和XPS等方法对多孔膜层的表面形貌、相组成、成分组成进行研究。结果表明:不同浓度的NaF水溶液对多孔膜层的表面形貌、结构特征及孔径尺寸有较大影响;浓度为0.8mol/L时,制备的多孔膜层结构均匀,孔洞呈三维连通状。多孔膜层由Ti、O、Na3种元素组成,物相组成主要有TiO2和少量的Na2TiO3。     

先进陶瓷涂层结构调控及其在固体氧化物燃料电池中的应用

等离子喷涂技术可以对陶瓷涂层的微观结构进行调控设计,因此在制备固体氧化物燃料电池方面具有独特的优势。基于等离子喷涂方法,可以直接制备或经过后处理获得致密的电解质涂层。采用等离子喷涂技术也可以制备高性能的多孔阳极和阴极,并可对钙钛矿结构阴极材料的成分和晶体结构进行调控。文中介绍了目前国内外采用涂层制备电池的方法,主要探讨了热喷涂方法制备电解质涂层的特点,对存在的问题和可行思路进行了讨论,并探讨了基于提高三相反应界面长度来制备高性能电极的方法。由于固体氧化物燃料全电池各功能层都有可能通过热喷涂方法制备,因此该方法在固体氧化物燃料电池结构设计具有巨大的潜力。     

氧化石墨烯膜的制备、改性及应用研究进展

石墨烯的衍生物——氧化石墨烯(GO)因可实现逐层堆叠,在片层之间形成一定间距的纳米通道,通过粒子的尺寸大小不同,进行尺寸筛分,故可应用于物质的选择性分离,在膜材料领域引起了研究者们的广泛关注.基于氧化石墨烯独特的二维结构,为探索氧化石墨烯在膜分离领域的应用,对氧化石墨烯分离膜的制备技术及改性进行简要地概述.在氧化石墨烯...     

等离子喷涂金属/陶瓷梯度热障涂层研究进展

热障涂层在众多领域具有重要的应用价值,但基体与涂层的物理性能不匹配是遏制其服役性能和寿命提高的主要原因。金属/陶瓷梯度热障涂层通过逐渐改变涂层内部的成分、结构,可有效地改善基体和涂层因物理性能突变而导致的界面失效问题。首先介绍了金属/陶瓷梯度热障涂层对比于双层热障涂层的独特微观结构,并简要分析了其具有明显性能优势的原因。随后总结了金属/陶瓷梯度热障涂层残余应力的具体分布、影响因素和模拟模型优化现状,重点从优化涂层制备工艺、改进喷涂技术、改善涂层设计三个方面,介绍了改善涂层性能的研究进展。其中优化球磨和喷涂工艺参数、模拟研究喷涂过程、改进喷涂技术的方式是通过提高涂层质量来提升其物理性能,而改变涂层成分分布形式、涂层层数和厚度主要是通过改善涂层残余应力分布和水平来提升其抗热失效能力。最后提出了进一步优化模拟模型、改进喷涂技术、创新涂层设计和完善机理研究,是未来等离子喷涂金属/陶瓷梯度热障涂层的重点研究方向。     

变形镁合金表面改性的新技术

简述了对变形镁合金进行改性的必要性。对变形镁合金进行表面改性的方法包括激光熔敷、热喷涂、电化学方法、转化膜、液相/气相沉积、涂装和离子注入。对变形镁合金表面的热喷涂包括火焰喷涂和等离子喷涂;电化学方法包括微弧氧化和阳极氧化法;制备转化膜的方法包括化学镀、磷化和溶胶—凝胶法;离子注入包括高温金属离子注入和等离子体注入。指出应该加强对实际的变形镁合金构件的表面改性技术的开发,尤其是对试样研究较多的微弧氧化法、阳极氧化法和磷化。     

静电喷涂涂层厚度分布模型的研究进展

静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。在静电喷涂中,涂层厚度分布模型是喷涂机器人离线编程和轨迹规划作业中影响涂层厚度均匀性的关键因素,对提高喷涂质量和涂料转移率具有重要意义。因此,喷涂机器人轨迹规划的一个首要和基础的问题是如何建立准确的涂层厚度分布模型。重点综述了近年来静电喷涂涂层厚度分布模型的国内外研究进展,并在此基础上归纳了涂层厚度分布模型存在的问题,与此同时,归纳了常用涂层厚度仿真的方法—经验模型法和CFD仿真法。喷涂仿真包括静态喷涂仿真和动态喷涂仿真,静态仿真常用欧拉-欧拉法和欧拉-拉格朗日法,动态仿真常用动喷枪法和动壁面法,其中,动壁面法结合动网格为动态仿真主要方法。常见的动网格模型有三种:弹性光顺模型、铺层模型、局部重构模型。而在动态仿真中,动网格法常用有两种模型:一种是弹性光顺模型结合局部重构模型,另一种是铺层模型。最后对未来涂层厚度分布模型和涂层厚度仿真的研究进行了简要展望。     

侧喷式静电旋杯自动跟踪喷涂系统在摩托车发动机涂装中的应用

针对传统手工静电喷涂涂料利用率低、控制精度差、劳动强度大等缺点,应用了一种静电自动跟踪喷涂系统。对侧喷式静电旋杯自动同步跟踪喷涂系统的主要构成、工作原理及其在摩托车发动机涂装生产中的使用情况等进行了详细的介绍,并对其应用效果进行了阐述。该系统控制方便,漆膜厚度易于控制,设备运行维护成本低。     

等离子熔覆技术的研究现状及展望

等离子熔覆技术是一种高效且应用广泛的表面处理技术,具有与基体结合良好、设备成本低、工作环境无污染及操作简单等优点。从等离子熔覆工艺参数研究、等离子熔覆合金涂层、等离子熔覆颗粒增强金属基复合涂层、等离子熔覆层质量调控方法、等离子熔覆技术应用等五个方面,介绍了等离子熔覆技术当前的发展概况。其中,关于等离子熔覆工艺参数研究方面,阐述了熔覆电流、离子气体流量、送粉气体流量、粉末送粉量、焊枪摆动幅度、焊接速度、喷嘴与工件之间的高度及多道搭接时搭接率等参数对涂层组织性能的影响;在等离子熔覆合金涂层方面,介绍了等离子熔覆用合金粉末及其引入方式的研究进展;在等离子熔覆颗粒增强金属基复合涂层方面,叙述了增强颗粒及其添加方式的最新研究成果;在等离子熔覆层质量调控方法部分,阐述了预热缓冷、热处理、外加磁场、机械振动、超声波辅助、加入变质剂及添加稀土元素等手段对熔覆层的质量调控作用;在等离子熔覆技术应用方面,介绍了等离子熔覆技术在矿山机械、汽车零部件再制造以及阀门修复等领域的应用。最后对等离子熔覆技术的应用前景及发展趋势做出了展望。     

溶胶-凝胶法在硬质合金刀具制备技术中的应用

溶胶-凝胶法是一种有发展潜力的制备方法,采用溶胶-凝胶法可获得纯度高、粒度细的优质硬质合金粉末,可解决传统的CVD、PVD等涂层结合力不高的问题。本文介绍了溶胶-凝胶法的基本原理,综述了该方法在硬质合金刀具材料制备技术中制粉和涂层两方面的应用和发展情况。     

关于电弧离子镀Ti-N系涂层的若干技术问题

讨论了电弧离子镀Ti-N系涂层制备技术中的几个问题,分析了涂层各工艺参数的相互关系,提出了以镀膜温度为主控参数的工艺设计思路,探讨了耐磨抗蚀复合涂层的结构组成,并介绍了提高涂层刀具锋利度的气体离子刻蚀技术。     

电弧离子镀NiAlHf涂层的抗高温氧化性能

目的通过电弧离子镀技术,获得抗氧化性能优良的NiAl涂层。方法采用电弧离子镀技术,在弧流为110 A,偏压为-50 V的参数下沉积NiAlHf涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过能谱仪(EDS)分析涂层的成分。采用恒温氧化增重实验对涂层的氧化动力学进行分析。结果由电弧离子镀技术制备的NiAl涂层致密均匀,无大颗粒、孔洞等缺陷。涂层主要由β-NiAl相组成,活性元素Hf固溶在主相中。NiAlHf涂层表现出良好的抗高温氧化性能,动力学曲线符合抛物线规律,在1150℃下恒温氧化200h的平均氧化速率为0.0841g/(m^2×h),远优于传统MCrAlY涂层体系。NiAlHf涂层在氧化初期形成保护性的α-Al2O3氧化皮以及少量亚稳态的θ-Al2O3,随后θ-Al2O3逐渐转变为稳态的α-Al2O3。Hf在涂层表面富集从而形成HfO2,对氧化皮形成了钉扎作用,增强了氧化皮的粘附性,提高了涂层的抗氧化性能。随着氧化的进行,涂层中的β-NiAl相逐渐转变为γ'-Ni3Al相。结论 NiAlHf涂层在1150℃下仍具备优良的抗高温氧化性能,对下一代耐更高温度涂层开发,电弧离子镀NiAl涂层的技术推广及工业化应用有一定的指导作用。