AZ91D镁合金表面植酸转化膜的正交实验优化研究

通过正交实验对镁合金植酸处理工艺进行优化,并通过极化曲线、电位-时间曲线对镁合金植酸转化膜的耐腐蚀性能进行研究,采用金相显微镜对转化膜的微观形貌进行观察。结果表明,植酸转化膜耐腐蚀性能的工艺影响因素排序为:处理时间>温度>浓度>溶液pH值。AZ91D镁合金植酸转化膜具有良好的耐腐蚀性能,其自腐蚀电流密度小于铬酸盐转化膜,植酸表面处理技术有望代替对环境污染严重的铬酸盐处理技术。     

镁合金低压恒流阳极氧化膜研究

采用环保型阳极氧化工艺,在低压恒流条件下,在镁合金AZ31表面获得了质量良好的白色氧化膜层,用SEM,XRD和XPS等分析手段,研究氧化膜层的微观形貌、相组成和化学组成,并采用动电位扫描的电化学方法考察氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明:不同电流密度时,都可在阳极表面观察到细小电火花。制得的阳极氧化膜的主要相组成是MgO,同时含有Al2O3,Na4(AlSiO4)3(OH)等;膜层具有多孔结构,孔径较为均匀,膜层与基体结合牢固;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,阳极氧化的镁合金耐腐蚀性优于没有经过阳极氧化试样的耐腐蚀性。     

表面处理对7075铝合金与1J50软磁合金胶接性能的影响

以7075铝合金板和1J50软磁合金板为研究对象,用光学接触角测试仪和扫描电镜(SEM)研究不同表面处理方式对金属表面微观形貌、湿润性和表面自由能的影响规律,揭示合金单搭接头强化机制。结果表明：喷砂与硫酸阳极化处理通过形成均匀分布凹坑和氧化膜层,提高合金表面粗糙度、润湿性和自由能。1J50软磁合金喷砂前后表面自由能分别为45.7、57.9 mJ/M²;7075铝合金经喷砂+阳极氧化复合表面处理后(S4组),表面自由能和剪切强度达极大值,分别为66.5mJ/M²和6.48 MPa,破坏机制由原始的界面失效转化为内聚失效。因此,最佳胶接工艺为7075铝合金喷砂+硫酸阳极氧化处理。1J50合金喷砂处理为最佳表面处理方式。     

氧化铈颗粒对铝合金阳极氧化膜性能的影响

在硫酸与酒石酸混合电解液中添加氧化铈颗粒,以2024铝合金作基体制备阳极氧化膜,研究氧化铈颗粒浓度对阳极氧化膜的微观形貌、表面成分、厚度、表面润湿性、耐蚀性能和硬度的影响。结果表明：随氧化铈颗粒浓度增加,阳极氧化膜的微观形貌和表面润湿性变化明显,孔隙率先降后升,导致耐蚀性能先逐步提高而后下降,硬度先增后减。氧化铈颗粒弥散分布既能均化电流分布使热量分散,抑制阳极氧化膜局部过度溶解,也参与成膜过程,可填充微孔,从而提高阳极氧化膜性能。氧化铈颗粒浓度为3 g/L制备的阳极氧化膜致密性良好且呈疏水状态,其孔隙率和腐蚀失质量最低,分别为12.4%、0.81 g/m²,电荷转移电阻最高,达5.35×10⁴Ω·cm²,硬度最大,达430.6HV。     

氧化时间对铝合金酒石酸氧化膜性能的影响

为提高铝合金耐蚀性,用酒石酸阳极氧化工艺处理铝合金表面,研究氧化时间对酒石酸氧化膜厚度、微观形貌、物相、耐腐蚀性的影响.结果表明:随时间从25 min延长到65 min,氧化膜厚度从7.6μm增到15.3μm,平整度和致密性明显变化,孔隙率先降后升,耐腐蚀性先升后降.氧化膜的物相组成未随时间延长发生明显变化.适当延长时间使氧化膜增厚,平整度和致密性逐步改善,减缓了氧化膜腐蚀.氧化55 min时获得氧化膜较厚且相对平整致密,孔隙率最低,为12.7％,电荷转移电阻和阻抗模值均最大,分别达1.73×104、9.03×103Ω·cm2,腐蚀失质量最低,为0.74 g/m2.该氧化膜适合作表面改性层,能有效提高铝合金的耐腐蚀性.     

添加ZrO2的钛合金微弧氧化膜表面微结构及性能研究

针对钛合金硬度低和表面摩擦性能差等问题,在Na₂SiO₃-Na₃PO₄-NaAlO₂中添加ZrO₂,用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备高硬耐磨复合膜层。研究电压、氧化时间、ZrO₂添加量对膜层表面形貌和组成的影响,研究复合膜层的硬度和摩擦因数变化规律。结果表明：ZrO₂颗粒主要分布于膜层表面,少许进入孔洞中。电压、氧化时间及ZrO₂添加量对复合膜层表面微结构有显著影响。均匀分散在膜表面的ZrO₂颗粒、形成的ZrTiO₄相及膜表面平整度的共同作用,改善钛合金微弧氧化膜层硬度与摩擦性能。     

框架结构用螺纹钢中温锌锰系磷化及封闭处理

用中温锌锰系磷化工艺对螺纹钢表面处理,研究磷化时间对磷化膜的外观、微观形貌、厚度和耐腐蚀性的影响.结果表明:经不同时间磷化及封闭处理后,螺纹钢的外观呈黑灰色.随磷化时间延长,磷化膜的厚度、表面平整度和致密性均发生明显变化,耐腐蚀性先升后降.适当延长磷化时间有利于提高磷化膜的致密性,并获得较厚的磷化膜,较均匀覆盖在螺纹钢表面能有效阻隔腐蚀介质.磷化22 min获得的磷化膜较致密,达9.6μm,耐腐蚀性良好.封闭处理能进一步提高磷化膜的耐腐蚀性,有效改善磷化膜的致密性,使腐蚀阻力增大,磷化后螺纹钢在硅酸钠溶液中浸渍的封闭效果优于常规涂防锈油.     

双重封闭对铝锂合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为提高铝锂合金的耐蚀性,对铝锂合金进行阳极氧化,然后对阳极氧化膜进行双重封闭,与单一沸水封闭和单一铈盐封闭的效果进行比较.结果表明:单一封闭和双重封闭对阳极氧化膜厚度影响不大,但封闭前后的微观形貌明显不同.双重封闭后阳极氧化膜含有Al、O、S、Ce,表面平整度和致密性好于沸水封闭和铈盐封闭,其腐蚀电位最正,为-0.524 V,腐蚀电流密度最低,为2.83×10-7 A/cm2,阻抗模值|Z|0.01 Hz达1.05×104Ω·cm2,且腐蚀耐久性良好.双重封闭效果是沸水封闭和铈盐封闭效果的叠加,能更好改善阳极氧化膜形貌,孔洞和凹坑显著减少,有效阻隔腐蚀介质,使腐蚀阻力显著增大,更大程度提高铝锂合金表面阳极氧化膜的耐蚀性.     

超级铝热剂反应特性研究

以Fe2O3、CuO、Fe3O4、MoO3为氧化剂,分别以50 nm和5μm的铝颗粒为还原剂,超声复合制备了12种不同组成的铝热剂。采用扫描电镜(SEM)研究了铝热剂的结构和形貌,发现纳米铝颗粒与Mo O3的相互分散效果最佳。用差示扫描量热分析和激光点火试验研究了氧化剂种类、颗粒粒径对铝热剂反应活性的影响。结果表明,反应活性次序均为Al/MoO3Al/Fe2O3Al/CuOAl/Fe3O4。相对于微米铝颗粒,纳米铝颗粒可以使超级铝热剂的临界反应温度降低200~400℃,而相对于微米级金属氧化物,纳米粒径的金属氧化物仅能使铝热剂临界反应温度降低10~30℃。表明铝颗粒粒度是铝热剂反应活性的决定因素,氧化剂的超细化对于铝热剂的反应活性改善仅能起到辅助作用;当铝颗粒粒径在同一量级时,铝热剂的反应活性主要取决于氧化剂种类。     

6061铝合金自修复MAO膜的制备与腐蚀行为研究

用硅酸盐体系电解液在6061铝合金表面制备自修复微弧氧化膜。用SEM、EDS分析氧化膜表面形貌和元素分布;用X射线衍射仪研究氧化膜的相组成;用盐雾试验研究膜层的腐蚀行为。结果表明:随反应总时间延长,氧化膜厚度逐渐增大,硬度先增后减;XRD和EDS显示氧化膜致密部位和裂纹修复部位的物相组成相同,主要以Al₂O₃和SiO₂为主的莫来石相;盐雾试验和试样腐蚀后的微观形貌表明基体腐蚀最先出现在裂纹处,而非放电孔洞位置。氧化30 min,再在质量分数为5%的NaCl中性盐雾腐蚀306 h,试样表面无明显腐蚀。     

不同工况对HVOF喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损性能的影响

运用腐蚀冲蚀磨损试验机在水、5%H2SO4与15%棕刚玉配制的腐蚀冲蚀介质中,对超音速火焰喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层在不同工况下的腐蚀冲蚀磨损性能进行试验研究,探讨介质冲蚀速度、介质种类对涂层腐蚀冲蚀率的影响规律。结果表明,涂层腐蚀冲蚀累积质量损失随时间基本呈线性增加趋势,涂层在含5%H2SO4介质中的腐蚀冲蚀率远大于其在水介质中的腐蚀冲蚀率,涂层在高速冲蚀时硫酸介质引起的涂层腐蚀冲蚀率增量较为显著,而在硫酸介质条件下冲蚀速度增加引起的腐蚀冲蚀率增量更为显著。     

发射药喷涂涂覆中涂覆液溶剂比的选择

为了优化端面局部阻燃发射药(端面涂覆,且小孔保持通气状态)涂覆层制备的喷涂工艺中涂覆液溶剂比,采用醋酸丁酸纤维素(CAB)作钝感剂,CAB与吸收药片TG-1(皮罗棉和硝化甘油为主要组分)作溶质,乙醇-丙酮(V/V=1/1)为溶剂,按照不同溶剂比制备得到涂覆液,用此涂覆液采用喷涂的工艺制成了涂覆层薄膜和涂覆发射药,利用万能材料测试仪获得涂覆层薄膜的力学强度,并利用三维视频对涂覆层在拉伸前、后的表面结构进行了局部放大观察分析,对不同溶剂比的涂覆发射药进行了密闭爆发器试验。结果表明,涂覆层的力学强度、表面及断裂处形貌与溶剂比有明显联系,溶剂比主要影响了涂覆层材质的均匀性和致密性,是影响涂覆层力学强度的重要因素,从而对涂覆发射药的燃烧渐增性产生影响。当溶剂比为8∶1时,露孔率达到95%以上,同时获得的涂覆层表面最为光滑,其薄膜的拉伸强度最大,为49.75 MPa,断裂处最为整齐,涂覆发射药的燃气动态活度变化值达到0.0920 MPa~(-1)·s~(-1),为所有样品中的最大值。     

横切棒状和包覆粒状发射药混合装药定容燃烧性能

为了研究横切棒状和包覆粒状发射药混合装药的定容燃烧性能,制备了9/19的横切棒状药和含有Ti O2的高分子阻燃太根7/19包覆粒状发射药,对不同混合配比的横切棒状药和包覆粒状发射药进行了密闭爆发器试验,测定了发射药在不同装填密度下的定容燃烧性能,研究了混合比对混合装药定容燃烧性能的影响规律,分析了横切棒状药和包覆粒状发射药共同燃烧相互作用。结果表明:装填密度对发射药混合装药定容燃烧性能产生影响,随着装填密度增加,侵蚀燃烧降低,燃烧渐增性增加。混合比例对混合装药燃烧渐增性产生影响,在装填密度为0.20 g·cm~(-3)和0.32 g·cm~(-3)条件下,横切棒状和包覆粒状发射药获得较佳燃烧渐增性的混合比例分别为4∶6和3∶7。横切棒状药和包覆粒状发射药混合装药燃烧的相互影响主要表现在燃烧前期,横切棒状药改善了包覆粒状发射药的点火;燃烧中后期,横切棒状药和包覆粒状发射药燃烧趋于独立。     

酞菁类反饱和吸收材料的制备及性能测试

合成了4种新型的金属酞菁化合物,并将其掺入聚合物聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)中,制备出金属酞菁／聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及涂膜材料。通过对其进行紫外一可见光谱和反饱和吸收特性测试发现其具较好的反饱和吸收性能和较大的线性透过率。其中B/PMMA复合膜层材料可见光最大透过率大于70%,起始阈值127.mj／cm2,动态范围1. 43,是很好的反饱和吸收材料。同时探讨了影响金属酞菁材料反饱和吸收性能因素。研究结果对多波段、高光密度、高透过率新一代激光防护材料的制备具有重要意义。     

Fe-Cr-Si合金喷焊层组织及抗高温氧化机理研究

设计了一种新型Fe -Cr-Si合金 ,并用等离子喷焊方法制备成涂层 ,借助SEM、SEM -EDX及XRD ,研究了Fe -Cr-Si合金涂层的组织形貌、成分分布及其高温氧化行为。结果表明 ,涂层由大量平直的初生Cr3 Si树枝晶和Fe、Cr、Si复杂相基体构成 ,成分呈梯度分布 ,界面为冶金态结合。在 85 0℃和大气环境下 ,其氧化动力学曲线呈抛物线状 ,氧化膜主要是由Cr2 O3 、SiO2 及尖晶石类氧化物FeCr2 O4组成     

NdFeB磁性材料表面化学镀Ni-Cu-P实验研究

为提高Ni-Cu-P合金镀层的耐腐蚀性,采用正交试验法对NdFeB磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金的镀液配方和施镀工艺进行优化,获得NdFeB磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金的最佳成分配方为:硫酸镍25g/L,硫酸铜0.4g/L,次亚磷酸钠35g/L,络合剂48g/L,缓冲剂50g/L,pH值9。分析镀液pH值和镀液中CuSO4·5H2O浓度对沉积速度和镀层成分的影响。结果表明:随镀液pH值增加,沉积速度提高,镀层中Cu和Ni含量略升高,P含量逐渐降低;随镀液中CuSO4·5H2O浓度的增加,镀层中Cu含量升高,P含量先升高后降低,Ni含量降低。     

涂层结构对梯度涂层温度与应力分布的影响

采用多层平板模型,利用有限元分析软件计算了不同涂层结构下梯度涂层高炉风口的温度场与应力场,并分析了涂层结构对梯度涂层内部温度分布与应力分布的影响。结果表明,涂层结构变化可以影响涂层内温度与应力的大小及转折点的位置。试验中设计的梯度涂层具有良好的隔热性能,且涂层内应力变化缓慢。当底层、中间层及面层厚度比为1∶1∶3时,涂层隔热效果最好,隔热温度达77℃;底层、中间层及面层厚度比为1∶2∶2时,涂层最大等效应力最小,其值为1.52E+9Pa。     

热震试验中的纳米5YSZ和8YSZ涂层衍射峰变化

用大气等离子喷涂制备纳米ZrO2-5%Y2O3(5YSZ)和ZrO2-8%Y2O3(8YSZ)热障涂层,用X射线衍射分析涂层晶面峰位偏移和残余应力,对比5YSZ和8YSZ涂层的(111)晶面峰位变化,计算(111)晶面残余应力。结果表明:涂层热震一定次数各晶面峰位向低角度方向偏移,存在残余压应力。随热震次数增加,峰位偏移加大,晶面残余压应力不断累积,直到出现裂纹后不再累积。热震过程5 YSZ涂层晶面残余应力比8YSZ小,5 YSZ涂层比8YSZ热循环性能更好。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。