氮化硅陶瓷刀具表面涂覆高硬耐磨氮化钛涂层研究

用高能量密度脉冲等离子体于室温下在氮化硅陶瓷刀具上成功沉积了高硬耐磨的氮化钛涂层。薄膜厚度用光学显微镜和俄歇电子能谱仪测定，薄膜元素和相组成与分布分别用俄歇电子能谱仪、X光电子能谱以及X光衍射仪测定，薄膜微观结构用扫描电镜观察，薄膜表面粗糙度用光学显微镜测定，薄膜力学性能由纳米压痕实验和纳米划痕实验确定，薄膜的磨损性能用上业条件下的切削实验评价。实验结果表明，在最优化条件下，涂层与基体的结合力很好，纳米划痕实验临界载荷达80mN以上；氮化钛涂层具有很高的硬度和杨氏模量，分别达28GPa和350GPa以上。涂层刀具用于HB达2200MPa—2300MPa的HT250钢切削实验表明，刀具耐磨损能力增强，寿命明显提高。     

氮化硅张力涂层对取向硅钢性能的影响

采用反应磁控溅射技术在取向硅钢片表面制备了氮化硅(Si3N4)张力涂层.通过实验研究反应磁控溅射时间、高温退火温度和实验气氛对硅钢铁损以及涂层附着性的影响.研究表明,反应磁控溅射技术在硅钢表面溅射氮化硅张力涂层可有效的降低硅钢的铁损,且各种工艺条件对硅钢的铁损和涂层的附着性影响很大.在氮气和氩气气氛中,经过5min反应磁控溅射氮化硅,然后在氢气和氮气的气氛中,820℃下进行高温退火时,取向硅钢的铁损可降低18%.     

氮化硅掺杂环氧树脂复合涂层的制备及耐腐蚀性能研究

目的将氮化硅作为填料加入环氧树脂,提高碳钢Q235有机涂层的耐腐蚀性能。方法利用球磨法将氮化硅填料均匀分散在环氧树脂中,探究了不同氮化硅含量涂层对Q235碳钢基体的保护,利用电化学阻抗谱(EIS)、吸水率实验、附着力实验及盐雾实验表征不同氮化硅含量涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果添加氮化硅后,涂层的低频阻抗模值及干湿态附着力均有不同程度提高。同时,氮化硅的加入降低了涂层的吸水率,增加了涂层的耐盐雾时间。浸泡初期(0.5 h),环氧树脂涂层(不含氮化硅)的低频阻抗模值为7.7×10~8?·cm~2,添加氮化硅的涂层的低频阻抗模值均增加了两个数量级,氮化硅含量为5%涂层的低频阻抗模值最大,为8.6×10~(10)?·cm~2。随着浸泡时间的增加,不同氮化硅含量的涂层低频阻抗模值均有不同程度的降低。其中,氮化硅含量(占环氧树脂质量的百分比,后文同)为5%的涂层的低频阻抗模值降低程度最小。浸泡2400 h之后,氮化硅含量为5%的涂层的低频阻抗模值最高,仍然能够达到3.3×10~8?·cm~2。结论氮化硅填料的加入提高了涂层的耐腐蚀性能,一定程度上可以保护金属基体免受腐蚀破坏。并且,当氮化硅含量为5%时,涂层的耐腐蚀性能最好。     

钽合金高温抗氧化复合涂层制备研究

目的 制备钽合金在高温氧化环境下的防护涂层。 方法 采用料浆熔烧法,在 Ta-12W 合金表面依次制备底层和面层,通过两次熔烧处理,获得硅化物复合涂层。 分析涂层的形貌、元素含量及成分分布,测试涂层在 1800 ℃ 下的高温抗氧化性能和室温 ~ 1800 ℃ 热循环寿命, 并初步探讨涂层失效机理。结果 制备的复合涂层与基体之间通过扩散形成过渡层,达到冶金结合;涂层在 1800 ℃ 下可连续工作 9h,室温 ~ 1800 ℃ 热循环寿命为 151 次。 结论 在高温氧化环境中,复合涂层表面生成了一层玻璃状薄膜,有效阻止了外界氧向基体的进一步扩散,对基体形成了良好的保护。     

水汽在涂层中的扩散传输行为

利用石英晶体微天平(QCM)为主要手段研究了水汽在醇酸清漆和聚氨酯清漆涂层中的扩散传输行为.水汽在上述涂层中的扩散符合Fick第二扩散定律.计算出了扩散系数D.用傅利叶变换红外光谱仪(FTIR)测定表明吸水前后涂层分子结构发生了变化.证明水分子和涂层分子发生了化学反应.     

循环压力对环氧涂层在模拟深海环境中失效行为的影响

在模拟深海环境下,利用电化学阻抗技术并结合重量法,研究了循环压力对纯环氧涂层在3.5mass%NaCl溶液中失效行为的影响。结果表明,循环压力条件下,涂层的阻抗行为呈周期性变化规律:在高压条件下浸泡时,有机涂层电容较高、涂层电阻较低;而常压条件下两者都较高。循环压力增大,腐蚀介质更容易扩散到涂层内部,使得涂层吸水量增加,涂层电阻降低,涂层防护性能恶化。     

交变压力环境下KH-550改性氧化石墨烯环氧涂层的失效机制

石墨烯因其优异的力学性能及热化学稳定性、较大的比表面积而在防腐涂层应用中备受关注。采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,研究了改性GO对深海交变压力模拟环境下环氧涂层失效机制的影响。利用TEM和沉降实验观察了GO粉末的分散性及其与环氧树脂的相容性;利用重量法、附着力测试和拉伸测试研究了涂层的防护性能;利用OCP和EIS研究了涂层在交变压力下的失效历程。结果表明：KH550改性GO涂层在抗渗透性、强韧性、附着力等方面均有明显提高。添加改性GO减少了涂层的表面缺陷,更加致密的涂层结构有效阻碍了溶液的扩散。改性GO与环氧树脂结合良好的界面可延缓交变压力的破坏作用,从而延长了涂层在交变压力环境下的使役寿命。     

稀土掺杂氮化硅陶瓷的制备、力学性能和高温氧化性能

选用稀土氧化物(Lu2O3)作为单一添加剂,通过热压烧结法制备了氮化硅陶瓷.对样品进行了力学性能测量,并通过XRD和SEM进行相分析和表面形貌分析.高温氧化实验在1400℃下进行,在空气气氛下氧化100h,通过精密天平称重得到样品的氧化增重曲线,对氧化后样品进行力学性能实验和相分析,并观察表面形貌.实验结果表明,稀土氧化物(Lu2O3)作为烧结助剂能够有效改善氮化硅粉体的烧结活性,使得烧结致密化,主晶相为β氮化硅,具有良好的微观形貌和力学性能.从氧化增重曲线可以得出样品的高温氧化行为服从抛物线氧化规律,表明离子扩散是氧化过程的控速步骤.     

模拟海洋大气环境中丙烯酸聚氨酯涂层的失效规律

针对丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂层在沿海大气环境使用中的问题,采用电化学阻抗谱(EIS)技术、数值分析技术,研究了40℃模拟海洋大气环境中涂层内水分的扩散过程。结果表明,涂层内水分的扩散过程的lnCc-t1/2曲线可分为两个阶段:线性增加阶段和缓慢增加阶段。计算得到第一阶段涂层中水分的扩散系数D为5.45×10-10 cm2/s。研究还发现,海洋大气环境下聚氨酯涂层老化过程大致可分为三个阶段:水渗透过程、涂层下金属腐蚀过程和涂层完全失效过程。     

脉冲高能量密度等离子体陶瓷刀具表面改性研究进展

对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述,提出了提高涂层刀具性能的"五化"措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化.基于这个思想,提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性,并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试.使用该复合表面改性技术,所制备涂层刀具结构独特,很好地满足了"五化"思想,材料性能得到显著提高.在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28 Gpa、50～53 Gpa和38～40 Gpa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110 Mn.所得TiN、TiCN和(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC 58～62 的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB 2200～2300 Mpa)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍.预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术.     

航天器用GD414硅橡胶材料的湿热老化试验与贮存寿命预测

采用加速老化的试验方法对航天器用GD414硅橡胶材料的湿热老化性能进行研究，建立航天器用GD414硅橡胶材料贮存寿命的湿热老化模型，并利用该模型对GD414硅橡胶的贮存寿命进行预测。结果表明:温湿度对GD414硅橡胶材料的力学性能和电气性能影响较大，随着老化时间的延长，拉伸强度和击穿电压总体呈下降趋势；拉伸试样表面颜色逐渐加深，断口形貌没有发生明显的改变；红外光谱测试结果显示，GD414硅橡胶在湿热老化试验过程中没有产生新的官能团；在20 ℃、相对湿度为60%的条件下，GD414硅橡胶材料的贮存寿命为17.1 a。     

Amorphous sol-gel SiO2 film for protection of Ti6Al4V alloy against high temperature oxidation

Amorphous SiO₂ thin films were deposited on Ti6Al4V alloy by sol-gel processing. Isothermal and cyclic oxidation tests of the coated and uncoated specimens were performed at 700 and 800 °C. The SiO₂ film exhibited beneficial effects on the oxidation resistance of the alloy. Titania scales formed on the uncoated specimens, and severe spallation and stratification of the scales were observed. The oxidation rates of the silica coated specimens were decreased significantly. The silica film shrunk to about a quarter in thickness, probably by mechanism of crystallization of silica and evaporation of the organic additments. The oxide scales formed on the coated specimens were multilayered. Beneath the silica film, formation of a thick rutile titania layer followed by a thin alumina layer occurred. Above the silica film, alumina plus minor titania layer formed. It is deduced therefore that the growth of the multilayered and mixed oxide scales was dominated by both outward diffusion of metal and inward diffusion of oxygen.     

Influence of chloride and moisture content on steel rebar corrosion in concrete

Reinforced mortar samples were exposed in humidity chambers with different relative humidity or exposed in cyclic moisture conditions. The rebars were in an “as received” condition meaning that the preexisting oxide scale were intact. The lowest chloride concentration that initiated corrosion was 1% Cl^? by mass of cement, corrosion was then observed for samples exposed at 97% relative humidity. It is suggested that the corrosion rate decreases when samples are exposed to a relative humidity lower than 97%. The results indicate that threshold levels should be evaluated at rather humid conditions (97%) despite the fact that the maximum corrosion rate at higher chloride levels is observed in the interval 91–94%. For samples exposed to cyclic moisture conditions, a lower chloride concentration was needed to initiate corrosion compared to samples exposed in static moisture conditions.     

耐海洋环境中霉菌腐蚀有机涂层的研究

为了提高铝合金耐海洋环境中霉菌腐蚀的性能,先在铝合金表面涂覆硅烷膜作为过渡层,然后在硅烷膜上涂覆成分配比不同的有机硅改性环氧树脂涂料.对比研究了涂层的表面形貌、相组成及霉菌腐蚀的性能.并探讨了涂层与基体的结合机理.结果表明:硅烷膜与铝合金基体、有机涂层之间发生了化学反应,使涂层与铝合金基体结合良好;按有机硅改性环氧树脂...     

A new approach to cutting temperature prediction considering the diffusion layer in coated tools

A novel approach to the prediction of cutting temperatures within coated tools is presented in this paper. The diffusion layer that results thermal resistance between coating and its substrate is considered. The diffusion layer model was firstly developed. Equations for effective thermal conductivity of the diffusion layer were then derived based on three structural models such as the Maxwell–Eucken 1 model, the series model, and the equivalent layer model. The influences of diffusion layer on cutting temperatures of coated tools were analyzed. Results indicate that the calculated temperature with the new model is more accurate than that of the conventional one compared with measured temperature. The diffusion layer model developed in this work provides a methodology for the design and choice of coated tools in manufacturing industries.     

镀膜玻璃海运发霉成因分析

目的通过分析采用磁控溅射工艺在玻璃表面制备膜层的镀膜玻璃表面成分,探究其发霉原因。方法利用扫描电镜-能谱仪以及X射线光电子能谱,对镀膜玻璃表面发霉和未发霉区进行元素分析,并与陆运样品进行对比,分析讨论了镀膜玻璃发霉的主要原因。对海洋运输的镀膜玻璃进行深度剖析,检测其随着深度元素分布的变化。结果镀膜玻璃表面出现星罗式白斑,通过XPS测试得到镀膜玻璃表面存在氟元素,氟质量分数为0.12%,扩散深度约为11 nm。白斑内氟含量更高,为1.07%,扩散深度约为65 nm,且Na元素已微量扩散至样品表面。结论海洋运输过程中镀膜玻璃与来自海洋中的含氟物质长时间接触,膜层顶层起保护作用的SiO_2被侵蚀,SiO_2膜层脱落造成了大量水汽与镀膜玻璃接触,表面层中的可溶性硅酸盐被水解和破坏,形成了苛性钠,从而导致玻璃大面积发霉。     

湿度对X70钢在卵石黄泥土中腐蚀行为影响的电化学研究

利用塔菲尔极化曲线技术、电化学阻抗技术和扫描电镜等方法研究了X70钢在不同湿度的卵石黄泥土中的腐蚀行为.结果表明,湿度对X70钢腐蚀的影响显著.随土壤湿度的增加,X70钢的腐蚀速率也增加.当含水量增大到25%时,腐蚀速率达到最大,然后腐蚀速率随着湿度增加而减小.     

LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)滴涂TiO_2复合电极的制备及电化学性能

采用共沉淀还原扩散法制备AB3型储氢合金LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5),水热法制备TiO_2光催化剂粉体,表面滴涂法制备Ti O2/LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)光催化剂复合电极,并用XRD对合金和光催化剂结构进行分析,在电池测试仪上对复合电极在有、无光照条件下的电化学性能进行测试。结果表明,在无光照条件下复合电极的活化性能和最大放电容量较原合金电极性能有所下降,合金充放电的循环稳定性能有所提高。光照条件下,表面滴涂20%TiO_2复合电极的电化学性能比无光照时大幅提高,且最大放电容量比未涂覆的原合金电极提高25 m Ah·g~(-1)。说明TiO_2光催化剂通过表面滴涂方式对储氢合金修饰效果较好。     

室温硫化硅橡胶对碳钢电极缝隙腐蚀的抑制作用

在碳钢电极工作面与环氧树脂交界处涂覆一层室温硫化硅橡胶,研究了有、无硅橡胶处理的两种碳钢电极的电化学行为。结果表明,涂覆硅橡胶能够有效避免缝隙腐蚀的发生,提高试验结果的准确性。同时讨论了室温硫化硅橡胶与碳钢电极之间的作用机理。     

Preparation and characterization of carbonyl iron soft magnetic composites with magnesioferrite insulating coating layer

Spherical carbonyl iron (Fe) powders were coated with magnesioferrite (MgFe₂O₄) insulating coating layer and then mixed with epoxy-modified silicone resin (ESR). Soft magnetic composites (SMCs) were fabricated by compaction of the coated powders and annealing treatment. Transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffractometry (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed that the MgFe₂O₄ layer was coated on the surface of the iron powders. The magnetic properties of SMCs were determined using a vibrating sample magnetometer and an auto testing system for magnetic materials. The results showed that the SMCs prepared at 800 MPa and 550 °C exhibited a significant core loss of 167.5 W/kg at 100 kHz and 50 mT.