碳纤维表面改性对Cf/Mg复合材料微观组织和界面的影响

研究在碳纤维表面分别用化学法镀Ni和溶胶-凝胶法涂SiO2两种涂层,用真空压力浸渗法制备Cf/Mg复合材料.用SEM、EDS和TEM对Cf/Mg复合材料微观组织和界面特征进行分析.结果表明:无涂层的碳纤维与Mg基体浸润性较差,碳纤维在Cf/Mg复合材料微观组织巾分布不均匀,界面结合强度较弱.碳纤维表面包覆Ni或SiO2涂层改善了碳纤维与Mg基体的润湿性;包覆Ni涂层的碳纤维在Mg基体中分布均匀,并在其界面处生成金属间化合物Mg2Ni,界面为强结合;碳纤维表面的SiO2涂层与Mg进行少量的反应生成MgO和Si,界面结合好.能很好地传递载荷.     

锌粉对AZ31B低温固相反应型SiO_2基陶瓷涂层性能的影响

通过低温固相反应在AZ31B镁合金表面制备SiO2基陶瓷涂层。通过XRD分析,Zn与基体表层镁生成低熔点合金相Mg0.97Zn0.03,降低固相反应温度,并起到固溶强化和时效强化的作用,提高了涂层和基体的结合强度,涂层的耐磨、耐蚀性能均有很大提高。     

涂层碳纤维增强镁基复合材料

通过溶胶-凝胶法，采用含有机添加剂的正硅酸乙酯醇溶液，经二次水解、缩聚、干燥和烧结在碳纤维表面形成均匀SiO2涂层。该涂层改善了碳纤维与镁合金基体的润湿性，实现了低压液相浸渗制备C／Mg复合材料，并提高了复合材料的阻尼性能。     

冷却速度对2D-C_f/Mg复合材料性能的影响

采用真空吸渗挤压工艺制备二维连续碳纤维增强镁基(2D-C_f/Mg)复合材料,研究了不同冷却速度下C_f/Mg复合材料中的碳纤维表面形貌、复合材料的硬度和拉伸强度。试验结果表明,较高的冷却速度可降低C_f/Mg复合材料的界面反应程度,减少碳纤维的表面损伤,有助于复合材料的硬度和强度提高。制备的T700碳纤维增强2D-C_f/Mg复合材料的抗拉强度可达450 MPa。     

电泳沉积壳聚糖/绿原酸复合涂层的耐蚀性能

目的 纯镁超声微弧氧化(UMAO)表面电泳沉积中药提取物绿原酸,提高纯镁的耐蚀性及生物活性.方法 采用电泳沉积(EPD)技术在UMAO表面上制备壳聚糖/绿原酸(CS/CA)涂层.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和接触角测量仪,研究不同样品的表面形态、组织结构,并研究涂层腐蚀行为,评价不同样品的耐蚀性.结果 UMAO/CS/CA涂层由Mg、MgO和Mg2SiO4相组成,含有O、C、Mg、Si和N元素,绿原酸涂层中有O—H、芳香烃键、C==O键和苯环的伸缩振动峰.中药提取物和壳聚糖之间的结合主要通过化学结合和物理吸附.UMAO/CS/CA涂层的接触角为104.1°,为疏水性表面.模拟体液环境下电化学腐蚀实验表明,Mg的腐蚀电流密度为1.7569×10?5 A/cm2,UMAO/CS/CA涂层的腐蚀电流密度为3.767×10?6 A/cm2,涂层的自腐蚀电流密度比Mg至少低1个数量级.UMAO/CS/CA涂层能更好地诱导钙磷物质沉积.结论 UMAO/CS/CA涂层既能减小腐蚀溶液与涂层表面的接触面积,又能起到隔绝溶液中离子的作用,使得涂层表面不容易被模拟体液润湿,涂层能为镁基体提供更有效的保护并具有优异的生物活性.     

镁合金热化学反应法A12O3基纳米陶瓷涂层的耐磨性研究

采用热化学反应法在MB2镁合金表面制备了含纳米Al2O3粒子的陶瓷涂层,研究了涂层的耐磨性、测试了涂层的耐热冲击性,并采用XRD分析其相结构.结果表明,含纳米Al2O3粒子陶瓷涂层的耐热冲击性优异,耐磨性相对于基体显著提高;含纳米Al2O3粒子的涂层中含有新相Mg2SiO4和Al2SiO5、ZnAl2O4及MgMnSiO4.     

CFRP表面激光熔覆TC4 + AlSi10Mg复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在碳纤维增强热塑性塑料(carbon fiber reinforced thermoplastics, CFRP)表面成功地制备了TC4 + AlSi10Mg复合涂层. 通过扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了TC4 + AlSi10Mg复合涂层与CFRP基体连接的界面层微观结构、元素成分分布及相组成. 采用纳米压痕仪对复合涂层到基材的硬度变化规律进行测试. 结果表明,通过激光熔覆技术可以快速在CFRP材料表面形成连续的、均匀的TC4 + AlSi10Mg复合涂层. TC4 + AlSi10Mg复合粉末在激光作用下,受热熔化渗透到CFRP基体内部,形成良好的冶金结合,并在碳纤维-树脂-复合涂层之间形成连续的界面层. TC4 + AlSi10Mg复合涂层与CFRP基体连接的界面层相成分为TiC,Ti₃Al,TiS₂和Ti₃AlC相. CFRP基体的平均硬度为10.15 HV,涂层的最高硬度可达1914 HV. 基于试验观察和理论分析,得出CFRP表面激光熔覆TC4 + AlSi10Mg复合涂层主要的界面反应机理为Ti(s) + C(s)→TiC(s),Al(l) + 3Ti(s)→Ti₃Al(s).     

表面涂覆对碳纤维镁基复合材料组织与性能的影响

通过溶胶凝胶法在短切碳纤维表面涂覆了 MgO、Siθ2、Tiθ2涂层,分析了各涂层对碳纤维润湿性能的影响,制备了镁基复合材料,研究了碳纤维表面涂覆对镁基复合材料组织和性能的影响规律.结果表明,MgO涂层表面较为粗糙,存在团聚的MgO颗粒,Siθ2、Tiθ2涂层表面较为光洁,沿碳纤维径向连续分布,具有良好的仿形性.而且3...     

纯镁超声微弧氧化-HF-Na2SiO3复合处理对生物涂层的影响

为调控纯镁微弧氧化生物涂层的降解速度和生物活性,分别对纯镁超声微弧氧化涂层进行Na2SiO3和HF-Na2SiO3处理,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、涂层附着力自动划痕仪、销盘式摩擦磨损试验机及电化学腐蚀工作站等对涂层进行检测分析,研究两种处理对微弧氧化膜组织结构和性能的影响。结果表明:经不同处理后涂层表面孔隙减少,生成新相SiO2,并使生物相容性好的MgSiO3相得到提高;此外,HF-Na2SiO3处理还生成了生物相容性好的新相MgF2。HF-Na2SiO3处理制得的涂层比Na2SiO3处理制得的涂层更加均匀致密,孔隙填充更好。两种处理制得的涂层均与基体结合良好,耐蚀性能均得到提高。     

AZ91D热化学反应热喷涂陶瓷涂层热震性研究

为拓宽镁合金的应用领域,提高其使用性能,在镁合金AZ91D表面使用火焰喷涂技术制备Al2O3 TiO2 SiO2 ZnO Al陶瓷涂层,通过制备涂层使其成为既有金属的强度和韧性,又有陶瓷耐高温、耐腐蚀等优点的复合材料.陶瓷涂层X射线衍射分析发现,涂层内有Mg2SiO4、MgAl2O4等新相生成,这说明在喷涂制备涂层过程中,陶瓷粉末与基体、陶瓷粉末相互之间有热化学反应进行,热化学反应的发生为涂层与基体在传统的机械嵌合和物理结合方式的基础上增添了化学结合.经热冲击试验测试,陶瓷涂层具有良好的抗热震性能.     

纯镁微弧氧化含碳陶瓷层的耐磨性能

为进一步提高纯镁表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能,在硅酸盐体系的电解液中加入不同质量浓度的石墨烯添加剂,对纯镁试样进行微弧氧化处理。利用扫描电子显微镜、电子探针、显微硬度仪和原子力显微镜等分析镁微弧氧化陶瓷层的表面和截面形貌、陶瓷层成分、显微硬度和表面粗糙度,并用MS-T3000球-盘磨损实验机对微弧氧化陶瓷层的摩擦学性能进行研究,台阶仪计算比磨损量。结果表明:在微弧氧化电解液中加入少量石墨烯添加剂后制备的陶瓷层中含有一定量的碳元素,含碳的微弧氧化陶瓷层在干摩擦小滑动距离下的摩擦因数显著减小,最低至0.095,较原始镁试样的0.45减小近50倍,含碳微弧氧化陶瓷层比磨损量是原始试样的1/5。纯镁表面含碳微弧氧化陶瓷层有效提高了纯镁表面的减摩和耐磨性。     

C/SiC复合材料用莫来石/硅酸钇双层涂层的抗氧化性能研究

针对C/SiC复合材料的防氧化要求,在材料表面通过等离子喷涂法制备了莫来石/硅酸钇的双层涂层,对涂层的形貌、组成和结构及其与基底的结合强度进行了表征,开展了1500℃、1h静态空气氧化实验,对抗氧化涂层的结构演变进行了分析,并对C/SiC复合材料氧化实验前后的质量和力学性能变化进行了研究。结果表明,莫来石/硅酸钇双层涂层抗氧化作用较好,涂层C/SiC复合材料的强度保留率达95.3%。     

Micro-arc oxidation coatings on Mg-Li alloys

Micro-arc oxidation (MAO) method was used for the surface modification of an Mg-5wt.%Li alloy. Ceramic coatings were in-situ fabricated on the Mg-Li alloy. The morphology feature,phase composition,and corrosion-resistance of the formed ceramic coatings were studied by SEM,XRD,and electrochemical methods,respectively. The results showed that the coatings produced in a sodium silicate solution system were composed of MgO and Mg2SiO4. The ceramic coating became thicker and the content of Mg2SiO4 phase increase...     

Influence of preparation temperature on the oxidation resistance and mechanical properties of C/SiC coated C/C composites

A C/SiC oxidation resistance coating was prepared on carbon/carbon (C/C) composites by slurry and pack cementation. The microstructure, oxidation resistance and mechanical properties of C/SiC coating prepared from 1773 to 2573 K were investigated. With the increase of the preparation temperature, the oxidation resistance of C/SiC coating increases, however, the flexure strength decreases gradually. The preparation of C/SiC coating on C/C composites results in the fracture behavior of C/C composites changing from pseudo-plastic to brittle failure model. The decrease of flexure strength is mainly attributed to the decrease of C/C matrix’ flexure strength at high temperature.     

基于配方均匀试验优化微弧氧化电解液浓度配比

目的 研究电解液中各电解质不同浓度配比下微弧氧化膜层的制备、微观结构及耐蚀性能,以确定最优配方.方法 基于配方均匀试验方法,在硅酸盐系电解液中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理.引入微弧氧化反应的可行性和微弧氧化膜层的成膜性两个试验指标,分别评判本研究中某电解液配方是否具有实际应用价值,以及评价在某个电解液配方下所制得膜层的合格程度.利用涡流测厚仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、硝酸点滴实验以及电化学实验等方法,分别表征膜层的厚度、微观结构、物相组成、元素成分及耐蚀性能.结果 当电解液中NaOH的质量浓度小于10 g/L时,方能获得表观完整且色泽均匀的微弧氧化膜层.当NaOH和KF的浓度配比接近,且两者之和约为Na2SiO3所占配比时,即Na2SiO3为19.24 g/L、NaOH为8.80 g/L、KF为11.96 g/L时,膜层中孔径的尺寸小,缺陷少,致密度最高,此时膜层的耐蚀性最好,与基体相比,该膜层的硝酸点滴耐蚀性提高了39倍,电化学耐蚀性提高了3个数量级.膜层主要由MgO、Mg2SiO4及少量的MgF2、MgAl2O4组成,但含量有差别.结论 实验设计方法的选择是保证本研究结果有效性的核心和关键.电解液中NaOH的浓度高低是决定某电解液配方是否具有实用价值的首要因素.只有Na2SiO3、NaOH和KF三者间具备适当的配比时,才能降低膜层中的微孔尺寸,减少微裂纹,提高其致密度,并能够在膜层中沉积更多的优质物相,这些是增强膜层耐蚀性的前提和保障.     

电沉积制备镍基复合镀层的研究进展

金属-陶瓷复合镀层可以显著改善的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性以及抗高温氧化性能等可显著得到改善,应用范围广泛。综述了影响复合镀层性能的几大因素,重点介绍了增强相粒子粒径、表面活性剂类型、制备镀层的沉积方式以及第二相颗粒种类对电沉积复合镀层性能的影响。陶瓷颗粒尺寸影响复合镀层的性能,细小颗粒对镍基复合镀层具有细晶强化作用,微米级陶瓷颗粒能够大大改善Ni基复合镀层的力学性能。超细纳米陶瓷颗粒作为增强相,可以显著提高复合镀层的耐蚀性,添加纳米颗粒的复合镀层的显微硬度优于添加微米颗粒复合镀层。非离子表面活性剂能提高第二相颗粒在镀层中的复合量及在镀液中的分散性,有利于获得高硬度的复合镀层,进而提高整个镀层的耐磨性和耐蚀性。超声波-脉冲电沉积法得到的复合镀层形貌更平整,晶粒更细小,结构更致密,且得到的复合镀层硬度更高,耐磨性、耐蚀性更好。与SiC复合镀层相比,SiO_2复合镀层具有更好的耐蚀性和抗氧化性。最后,分析展望了颗粒增强镍基复合材料的应用前景及未来研究的重点。     

Oxidation,Mechanical and Tribological Behaviors of the Ni/cBN Abrasive Coating-Coated Titanium Alloys

In order to improve the oxidation and wear resistance of blades tip of titanium alloys as well as the sealing performance of the gas turbine engine,a Ni/cBN abrasive coating was prepared on titanium alloys through composite electroplating.Oxidation,mechanical and tribological properties of the abrasive coating were investigated.Furthermore,the effect of the oxidation on the mechanical and tribological properties was also evaluated.Oxidation results revealed that the abrasive coating underwent slight oxidation within 700 ℃.Meanwhile,some intermetallic compounds,Ni_3Ti,NiTi and NiTi_2,were formed at the coating/substrate interface during oxidation.Due to the pinning effect of cBN particles and the different thermal expansion coefficients of the coating and substrate,the coating/substrate interface was cracked after oxidation at 700℃.Tensile results showed that the presence of coating reduced the strength of the alloy significantly at room temperature,while only marginal variations of the strength of the coated and uncoated specimens at elevated temperatures.Besides,the wear tests indicated that the coating had the excellent cutting ability and wear resistance,which can effectively protect the blades tip of titanium alloys.As the temperature increased,the wear resistance decreased due to the decrease in the mechanical properties of the Ni/cBN coating.     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的制备及耐蚀性能

利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生成含有钙、磷元素的陶瓷膜层.用SEM、XRD、EDS等研究陶瓷膜微观形貌、相组成及元素含量,利用Tafel和EIS技术来评价陶瓷膜的腐蚀性能.结果表明,所制备的陶瓷膜层成功地引入了钙和磷元素,陶瓷膜层主要由Mg2SiO4和MgO相组成.增加钙盐浓度,可以使膜层内的钙元素含量增多,微孔增加并且出现了微裂纹.电化学测试表明陶瓷膜使得镁合金在0.9%NaCl生理盐水中的耐蚀性提高了1～2个数量级,当钙盐浓度为0.3 g/L时,陶瓷膜层的耐蚀性最好.