热处理对镀层碳纤维的界面结合特征及碳纤维结构的影响

采用化学镀工艺分别在碳纤维表面施加Ni层、Cu层以及Cu/Ni双层镀层,并对不同镀层的碳纤维进行750℃真空热处理。利用SEM、EDS和XRD对热处理前后镀层形貌、成分、物相以及碳纤维微观结构进行分析。结果表明:热处理前后,镀Cu碳纤维界面结合方式始终为机械结合,镀Ni碳纤维和Cu/Ni双镀层碳纤维界面由机械结合转变为扩散结合;热处理对镀Cu碳纤维结构无影响,而镀Ni和Cu/Ni双镀层碳纤维结构发生了石墨化转变,Ni是造成碳纤维石墨化的主要因素,Cu的存在可以有效的降低Ni对碳纤维结构的改变,所以Cu/Ni双镀层碳纤维石墨化程度要低于镀Ni碳纤维,同时还保证了界面为扩散结合。     

钛合金镀后热处理对镀层结合力的影响

主要研究了TC4钛合金镀后热处理对镀镍或铜／层结合力的影响。结果表明,热处理后镀层与基体之间的界面形成以固溶体或金属间化合物为主的扩散层,采用XRD分析扩散热处理后镀层与基体之间的界面表明,扩散层中存在Ni3Ti,NiTi,NiTi2等金属间化合物;镀层结合力的提高与热处理后所形成扩散层的厚度无直接关系,而认为其主要取决于是否有利于镀层与基体之间金属键的形成。当扩散层中的固溶体或金属间化合物足以破坏镀层与其体之间存在的氧化膜等非金属膜层的完整性,而镀层与基体之间的微观间隙不因热处理而增大时,则能促进镀层与基体之间金属键的形成,从而提高镀层的结合力。     

扩散温度对TC4合金表面Cu/Ni复合镀层结构及腐蚀性能的影响

论文采用扩散热处理研究了Cu/Ni/Ti复合镀层不同温度下的扩散行为,分析了扩散层结构,并讨论了扩散过程对镀层结构及腐蚀性能的影响。结果表明：由于Cu/Ni/Ti原子之间的互扩散,形成稳定的扩散层,可以有效提高镀层表面耐蚀性能;随着热扩散温度上升到700℃,膜层结构致密,在扩散层中形成了NixTiy金属间化合物及少量的CuxTiy金属间化合物,镀层表面的耐蚀性最好;温度升高到800℃时,在膜层界面处引发了Kirkendall效应,所形成的Kirkendall空位相互聚集长大,形成裂纹或孔洞,使得镀层疏松多孔,从而低了耐蚀性。     

温度对Ni—P化学镀层结合力影响的研究

用弯曲法、划痕法研究了镀后加热温度对Ni-P化学镀层结合力的影响,结果表明:镀后退火温度越高,镀层结合力越好,但温度过高时,镀层硬度将下降。用金相观察及电子探针分析,探讨了镀后退火温度影响结合力的机理。结果指出:退火时将在镀层和基体界面上发生Ni与Fe的互扩散,形成Ni-Fe合金扩散层,从而提高了结合力。为了能在保证镀层硬度的前提下提高结合力,本文提出了二次镀覆的设想,获得较好试验结果。     

SnCu钎料合金镀层钎焊连接机理及界面反应

通过在LD31铝合金表面电刷镀Ni,Cu后再沉积SnCu钎料合金镀层的钎焊实验,研究了钎料镀层的连接机理及界面反应,改进了可降低Ni层应力的电刷镀镀Ni液的配方,开发出适合镀层钎焊的SnCu钎料合金镀液,钎焊时钎料润湿为附着润湿,研究了在300℃钎焊时焊缝界面金属间化合物的生长规律,结果表明：焊缝中Cu-SnCu界面处生成了球状和棒状的Cu6Sn5金属间化合物;拉伸时焊缝主要沿着SnCu金属间化合物和富Sn相之间的界面断裂。     

预镀层钛合金与铝合金电弧熔钎焊接头界面组织及力学性能分析

钛合金板坡口位置预先热浸镀纯铝镀层,采用TIG电弧熔钎焊的方法连接镀层钛合金与铝合金,对比分析了有镀层和无镀层条件下形成的接头界面组织及焊缝强度.结果表明,两种条件下界面处生成相同成分的金属间化合物TiAl₃,其中无镀层条件下Ti/Al界面反应层呈锯齿状,厚度4~6 μm,焊缝平均拉伸强度118 MPa,以脆性断裂为主;镀层条件下界面生成均匀稳定金属间化合物,厚度2 μm以下,焊缝平均拉伸强度205 MPa,以韧性断裂为主.镀层的引入减薄了金属间化合物反应层厚度,从根本上改变了接头的断裂的方式.     

表面处理对PEEK GF30磁控溅射镀Cu金属化的影响

目的 赋予基材PEEKGF30良好的导电性。方法 以磁控溅射镀膜技术在表面沉积Cu膜。分别采用离子注入和等离子体活化两种技术对基材进行界面处理,通过接触角测试、红外光谱测试和界面微观形貌观察,与原始基材展开表面状态对比。再在此基础上进行金属化处理,并对3种不同界面状态下所制膜层的相结构、表面及断口形貌和成分、膜基结合强度进行判定和分析,探讨界面状态的影响因素以及对膜基结合性能的作用机理。结果 注入金属Ti后,表面Ti含量得到了有效提高,但表面润湿性能无明显改变,活化处理后表面极性基团增加、润湿性能大幅提升,为镀膜提供了良好的界面状态。在原始状态、注入和活化后3种不同界面状态下制备的Cu膜均沿Cu(225)择优生长,活化后所制膜层的结晶度最优。原始状态下所制膜层平整性欠佳、膜基交界处异种材料差异明显,涂层附着力保持为5级,结合力<0.1 N;注入后所制膜层平整致密,交界处有Ti微粒产生“锚扎”强化效果,涂层附着力保持为1级,结合力<0.1N;活化后所制膜层规则均匀,交界处出现缓冲层,金属微粒“锚扎”强化深度和强度效果最佳,涂层附着力保持为0级,结合力提升至15.45 N。结论...     

镀覆金属对金刚石性能的影响及其在自蔓延高温中的变化

通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析研究了经盐浴镀Ti和化学镀Ni和Cu处理的人造金刚石表面形貌、镀层界面的结构和组成，并研究了镀膜金刚石在Ni—Al自蔓延高温反应体系中的变化。发现盐浴镀Ti的金刚石的镀层界面结构致密；镀膜金刚石可以经受Ni—Al自蔓延高温并保持较好的形态。     

组分调制Cu/Ni多层膜的合金化及其合金化镀层的耐蚀特性

采用双槽电沉积方法制备出了Cu/Ni多层膜。探讨了调制波长、热处理条件等对Cu/Ni多层膜合金化行为影响的规律,并借助于SEM和XRD等对Cu/Ni多层膜及其合金化镀层的结构与组成进行了分析表征。结果表明,利用Cu/Ni多层膜合金化方法可以制备出组织均一、成分均匀的Cu-Ni合金镀层,且多层膜调制波长的减小、热处理时间的延长及保温温度的升高均有利于Cu/Ni多层膜的合金化。此外,利用电化学综合测试技术对合金镀层的耐蚀行为进行了评估。结果表明,合金化后的Cu-Ni合金镀层比相应条件下的纯Cu镀层、Ni镀层具有更正的自腐蚀电位、更低的极化电流密度以及更小的腐蚀速率。     

TiZrNiCu钎料钎焊Ti53311S高温钛合金接头界面结构及性能

采用TiZrNiCu钎料实现了Ti53311S高温钛合金的钎焊连接,通过SEM、EDS、微区XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,重点研究了钎焊温度对接头界面结构及力学性能的影响规律。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为:Ti53311S/α+β/(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物/α+β/Ti53311S;随钎焊温度的升高,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物数量不断减少,当钎焊温度超过α+β→β转变温度时,钎缝及钛合金母材均形成片层状α+β组织;接头抗拉强度随钎焊温度升高逐渐增加后趋于稳定,当在1010℃/10 min条件下钎焊时,接头平均抗拉强度最大为912.8 MPa,断口分析表明,断裂发生于钎缝处,为脆性解理断裂。     

Ti69Zr30Fe1高温形状记忆合金的微观结构和记忆特性

采用TiZrNiCu钎料实现了Ti53311S高温钛合金的钎焊连接,通过SEM、EDS、微区XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,重点研究了钎焊温度对接头界面结构及力学性能的影响规律.结果表明,钎焊接头的典型界面结构为:Ti53311S/α+β/(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物/α+β/ Ti53311S;随钎焊温度的升高,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物数量不断减少,当钎焊温度超过α+β→β转变温度时,钎缝及钛合金母材均形成片层状α+β组织;接头抗拉强度随钎焊温度升高逐渐增加后趋于稳定,当在1010℃/10 min条件下钎焊时,接头平均抗拉强度最大为912.8MPa,断口分析表明,断裂发生于钎缝处,为脆性解理断裂.     

Cu/Ni多层膜对Ti811合金微动磨损和微动疲劳抗力的影响

在Ti811钛合金表面利用离子辅助磁控溅射沉积技术制备20～1200nm不同调制周期的Cu/Ni金属多层膜,分析多层膜的结构,测试膜基结合强度、膜层显微硬度和韧性,对比研究不同调制周期的Cu/Ni多层膜对钛合金基材常温下微动磨损性能和微动疲劳(FF)抗力的影响。结果表明:利用离子辅助磁控溅射技术可以获得致密度高、晶粒细化、膜基结合强度高的Cu/Ni多层膜,该类多层膜具有良好的减摩润滑作用,因而改善了Ti811钛合金常温下抗微动磨损和微动疲劳性能;Cu/Ni多层膜对钛合金FF抗力的改善程度随膜层调制周期呈现非单调变化趋势,调制周期为200nm的Cu/Ni多层膜对钛合金FF抗力的提高程度最大,原因归于该膜层具有良好的强韧和润滑综合性能。     

钛合金镍磷镀层的热扩散行为及内应力研究

采用化学镀方法在TC4钛合金表面制备了Ni-P镀层,通过不同的退火温度处理试件,研究了影响镀层结合力的影响因素。用SEM分析了不同温度处理后镀层的结构从而建立不同热处理温度、保温时间与扩散层厚度的动力学方程;采用X射线衍射研究了扩散界面的产物及不同退火温度对镀层的热应力的影响。结果表明:400℃,2h、400℃,4h热处理之后无扩散层出现;在500℃,2 h、500℃,4 h、600℃,2 h、600℃,4 h、700℃,2 h、700℃,4 h热处理后均出现扩散层,并根据扩散层的厚度与热处理温度和时间的关系推导出其扩散的动力学方程:y=2.72 exp(-6353/T)t;不同温度热处理后Ni-P镀层的热应力显著增加;热处理后镀层的结合力有所增加,400℃,2h、400℃,4h、500℃,4h热处理后镀层与基体的结合力最好。     

电接触强化对Ni/Cu复合镀层组织与性能的影响

利用电刷镀在铸铁表面制备了厚度在1 mm左右的Ni/Cu复合镀层,并对镀层进行了电接触强化试验。利用场发射电镜(FESEM)、维氏硬度计分析了电接触强化对镀层组织性能的影响。试验结果表明,电接触强化改善了镀层表面和内部质量,减少了镀层内部裂纹、孔洞等缺陷。同时,电接触强化使镀层和基体之间产生了部分镶嵌熔融。电接触强化改变了Ni层与Cu层的组织结构,使镀层组织更加致密紧实,Cu层和Ni层之间发生了塑性变形,产生了一定的镶嵌。强化后镀层表面及截面硬度都有所提升。镀层与基体之间形成的硬化层硬度远大于基体硬度,电接触强化提高了镀层与基体之间的结合力。     

中间层厚度对TLP扩散连接TC4组织和性能的影响

采用电沉积Ni/Cu层作为中间层实现了TC4钛合金瞬时液相（TLP）扩散连接,采用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪研究了Cu层厚度对TC4钛合金接头界面微观组织和力学性能的影响,并结合Ti-Cu和Ti-Ni二元相图阐明了反应机制。结果表明,瞬时液相扩散连接接头的典型界面组织为TC4/α-Ti+Ti2(Cu, Ni)/TC4,其中Ni元素均以固溶体的形式存在于接头中。随着电沉积Cu层厚度增加,扩散层和焊缝宽度增加,接头中央未焊合的孔洞消失,反应层中开始出现连续的Ti2(Cu, Ni)金属间化合物层且宽度逐渐增加。接头抗拉强度在电沉积Cu层厚度为15 μm时达到最大值500 MPa。断裂分析表明,所有TLP扩散连接接头均以解理断裂方式在焊缝处断裂。     

铀表面Ti/Al复合镀层在腐蚀气体中的腐蚀行为

研究了铀表面磁控溅射离子镀Ti/Al复合镀层在200～500℃温度范围,分别在o.05 MPa的O2、H2O和HCl气体中的腐蚀失效形式.采用俄歇电子能谱(AES)分析了腐蚀后腐蚀介质元素在复合镀层中的深度分布,并采用有限元分析方法计算了在腐蚀加热和冷却过程中复合镀层的应力变化.结果表明:O2、H2O、HCl引起铀表面Ti/Al复合镀层的反应腐蚀温度依次降低,界面分离是Ti/Al复合镀层抗气体加热腐蚀的主要失效形式,Al/U和Ti/Al界面分别成为Ti/Al复合镀层在含O气氛和HCl气体中加热腐蚀的薄弱环节;镀层从界面剥离主要是腐蚀气体从镀层缺陷渗透到界面,降低界面的结合力,从而产生应力引起的.     

Be/CuCrZr合金扩散连接的界面行为

在不同表面粗糙度的Be侧镀Ti/Cu中间层,采用热等静压技术将铍与CuCrZr合金进行扩散连接。通过AES、SEM(EDS)、室温剪切试验和XRD等分析其镀层形貌及成分、界面特性与相结构。结果表明:9μmTi、35μmCu镀层带征较为均匀,影响扩散连接强度的元素较少,采用双靶单侧镀复合膜的工艺有利于减少Ti镀层的氧化;界面剪切强度明显提高,最高可达243MPa,Be表面粗糙度的不同对强度影响不明显;Be-Ti连接强度高,剪切断裂均发生在Cu镀层。     

物理气相沉积TiN涂层结合力的研究现状与展望

物理气相沉积涂层质量指标主要通过涂层与基体结合强度来评定,因此,结合力决定了涂层是否可用.镀层的结合力强度既取决于膜/基界面的物理和化学相互作用,同时也取决于界面区的微观结构.本文阐述了薄膜中残余应力形成的原因,并分析了其引起的机理.综述了中间层Ti薄膜,梯度镀层及渗氮层与基体界面结合力的关系,从而提高界面结合强度.为合理设计PVD新型涂层提供依据.     

浸镀Ni对Al/Cu双金属材料界面显微组织及力学性能的影响(英文)

采用浸镀的方法在纯铝基体上浸镀镍基镀层,然后在450~550℃温度范围内用扩散复合的方法制备Al/Cu双金属材料。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Al/Cu结合体的界面显微组织以及断裂表面进行表征。用拉伸剪切测试及显微硬度测试对Al/Cu双金属材料的力学性能进行测量。结果表明,Ni中间层可以有效地消除Al—Cu金属间化合物的形成。Al/Ni界面由Al_3Ni和Al_3Ni_2两相组成,而在Ni/Cu界面处则是Ni—Cu固溶体。Ni中间层的加入提高了复层材料的拉伸剪切强度。在500℃制备的添加Ni中间层的试样表现出最大的拉伸剪切值,为34.7 MPa。     

Ni /Ti 多层膜界面状态优化分析

目的减小Ni/Ti多层膜表面粗糙度,提高Ni/Ti多层膜对中子束的反射率。方法采用离子束辅助沉积设备沉积Ni/Ti周期性多层膜,通过不同抛光时间和不同离子能量轰击对多层膜界面进行清洗抛光;采用反应溅射法,在镀Ti层时使用氢气和氩气混合气为工作气体,将H原子掺入Ti层以改变晶粒结构而影响多层膜界面状态。结果随着辅助离子源功率的增加,Ni/Ti多层膜的表面粗糙度增加;在合适的离子能量下,随着抛光时间的不断增加,Ni/Ti多层膜的表面粗糙度逐渐减小。Ti层中掺H的Ni/Ti多层膜比未掺H的多层膜表面粗糙度小,界面更加清晰。结论低能量的离子轰击条件下,适当的抛光时间能对多层膜实现较好的抛光效果。Ti层中掺入H原子,抑制了Ni原子与Ti原子的扩散,减小了Ti膜层晶粒大小,从而抑制了表面粗糙度的增加。