Ni/ZrO2梯度镀层高温氧化性能及热应变特性

采用复合电沉积法制备Ni/ZrO2梯度镀层.SEM测试表明,沿镀层生长方向,ZrO2含量由0逐渐增加到21%(体积分数),呈梯度分布;高温氧化实验结果表明,梯度镀层在800℃处理24h后氧化增重仅为纯镍镀层的1/6,氧化处理并未改变镀层中ZrO2微粒的梯度分布.结构分析表明,ZrO2微粒的掺杂使梯度镀层晶粒细化,结晶细致,可阻止高温氧化时氧原子向金属内部扩散.弥散分布的ZrO2对金属镍高温氧化时具有活性元素效应,可阻止Ni的短路扩散,降低氧化增重速率.因此,Ni/ZrO2梯度镀层具有优良的高温氧化性能,可用于高温氧化气氛之中.热应变特性研究表明,沿镀层厚度方向,热应变变化平缓,有效地缓解了界面处材料热失配,从而降低了材料的热应力.     

Ni-SiC复合梯度镀层的耐腐蚀性能

Ni-SiC复合梯度镀层比普通复合镀层性能要优,应用要广,但过去对其耐蚀性研究不多.通过对电流密度、搅拌强度和镀液中Sic浓度等电镀工艺条件的优化,制备了新型Ni-SiC复合梯度镀层.采用扫描电镜对其表面和断面形貌进行了观察,并借助电化学手段研究了Ni-SiC复合镀层在3.5%Nacl腐蚀液和3.5%NaCl+0.3%H2O2腐蚀液中的耐蚀性能.结果表明:在复合镀层中,SiC微粒沿镀层生长的方向呈梯度分布,在镀层表面呈均匀弥散分布;在3.5%.NaCl腐蚀液中纯镍镀层的耐腐蚀能力与复合镀层相当;在3.5%NaCl+0.3%H2O2腐蚀液中,由于SiC微粒包裹在Ni-SiC复合镀层内,彻底改变了镀层的表面形貌和组织结构,细化了镀层晶粒,所以改善了Ni-SiC复合镀层的耐蚀性能.     

Al2O3/Ni功能梯度材料电沉积工艺的研究

功能梯度材料的组成和结构呈梯度变化并呈适应使用环境要求的梯度分布.在瓦特型镀镍溶液中,利用复合电沉积的技术,制备了Ni/Al2O3梯度镀层.通过改变镀液中Al2O3颗粒的浓度、阴极电流密度、镀液的搅拌速度3种工艺参数,研究了Al2O3颗粒在形状为正八面体的阴极上的复合镀层的分布规律.对Al2O3颗粒在复合镀层内的含量进行了测量并对镀层断面的金相照片进行了观察和分析,得出了制备梯度镀层的最佳工艺.试验结果表明,在适当的工艺参数下,通过旋转阴极,能够制取Ni/Al2O3梯度镀层.为制备梯度复合材料提供了一种新的方法.     

Ni/TiO2复合镀层光催化抗菌性能的研究

为了研究TiO2在镀层中的光催化抗菌活性,以不锈钢为基体,制备了Ni/TiO2光催化抗菌功能性复合镀层,测定了镀层中TiO2微粒的复合量,考察了Ni/TiO2电极的光催化析氢性能,利用ESEM观察了镀层的表面形貌,并探讨了半导体TiO2光催化杀灭细菌的机理.研究表明:当镀层中TiO2复合量达到21.98%时,Ni/TiO2复合镀层对大肠杆菌、绿脓杆菌、粪链球菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均大于95%;在光照射下,Ni/TiO2电极阴极析氢反应的起始电位正移了约200mV.     

Ni／ZrO2复合镀层电沉积行为与耐高温氧化性能的研究

通过电化学试验,高温氧化试验、扫描电镜及Ｘ－射线衍射,研究了电沉ｉ／ＺｒＯ２复合镀层的电化学行为和添加微粒对镍镀层高温抗氧化性能和组织结构的影响,研究结果表,在瓦特镀液中加入ＺｒＯ２微粒使电镀时阴极电流密度明显降低,阴极电位与时间、阴极电流对时间的关系曲线趋势不大,但Ｉ－ｔ曲线抖动和加快;高温氧化试验结果表明,ＺｒＯ２微可以使复合镀层的高温抗氧化能力明显提高;Ｎｉ／ＺｒＯ２复合镀层与瓦特镍镀层的高     

Ni—ZrO2复合镀层的组织结构分析

采用复合电沉积技术制备Ｎｉ－ＺｒＯ２复合镀层，瘩在ＳＥＭ和ＴＥＭ上对其组织结构进行分析。与纯Ｎｉ镀层相比，复合镀层中ＺｒＯ２微粒的存在使基质金属Ｎｉ的晶粒显著细化，孪晶及位错密度均大幅度提高。     

Ni-W-ZrO2复合镀层的制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法制备Ni-W-ZrO₂复合镀层, 研究了微粒的分散特性及镀液中微粒含量、 电流密度、 pH值、 温度等因素对Ni-W-ZrO₂镀层沉积速率、 显微硬度、 镀层外观的综合影响, 优化得到Ni-W-ZrO₂复合镀层的电沉积工艺为: Ni-W基础镀液中ZrO₂添加量为10g/L, pH=7, 镀液温度为60~70℃, 电流密度为15A/dm2, 所获得的镀层硬度>HV800(×9.8MPa)。通过电化学技术研究了复合镀层在3.0wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性能, 结果表明, Ni-W-ZrO₂复合镀层有明显的钝化区间。      

ZrO2纳米颗粒在Ni-ZrO2复合镀层中的分散性对镀层结构及性能的影响

研究了ZrO2纳米颗粒以单分散态和团聚态在Ni-ZrO2复合镀层中存在时,对Ni-ZrO2复合镀层结构与性能的影响.采用复合电沉积方法,分别在加有和未加有分散剂的条件下,制得了Ni-ZrO2复合镀层.扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析表明,利用分散剂MZS可以得到ZrO2纳米颗粒在Ni基质上均匀单分散的Ni-ZrO2纳米复合镀层.而未使用分散剂的复合镀层,ZrO2纳米颗粒在镀层中发生团聚,分散性差.ZrO2纳米颗粒在Ni-ZrO2复合镀层中的分散态不同,也将影响镀层中Ni的结晶择优取向.ZrO2纳米颗粒单分散的纳米复合镀层较ZrO2纳米颗粒团聚态的复合镀层的硬度大大提高.     

纳米SiO2/Cu复合镀层的制备和组织性能研究

采用铜和纳米SiO2粉末的复合电沉积方法,在45钢板表面获得了厚度0.1～0.2 mm的Cu/SiO2 复合镀层,并应用扫描电镜、光学显微镜、显微硬度计、磨损试验机等对复合镀层的微观组织结构和性能进行了分析研究.结果表明:在实验进行的工艺范围内,可获得表面平整、光滑、 SiO2微粒均匀分布且与基体具有良好结合的复合电沉积层;复合镀层具有良好的硬度和耐磨性能;随镀覆时间的增加,复合镀层中的微粒粒度增加,并先沉积的粒子为核心而长大.     

Ni/ZrO_2复合镀层电沉积行为与耐高温氧化性能的研究

通过电化学试验、高温氧化试验、扫描电镜及X 射线衍射 ,研究了电沉积Ni/ZrO2 复合镀层的电化学行为和添加微粒对镍镀层高温抗氧化性能和组织结构的影响。研究结果表明 ,在瓦特 (Watts)镀液中加入ZrO2 微粒使电镀时阴极电流密度明显降低 ,阴极电位与时间 (E t)、阴极电流对时间 (I t)的关系曲线变化趋势不大 ,但I t曲线抖动加快 ;高温氧化试验结果表明 ,ZrO2 微粒可以使复合镀层的高温抗氧化能力明显提高 ;Ni/ZrO2 复合镀层与瓦特镍镀层的高温氧化规律基本满足W =ktn;扫描电镜能谱分析则证实 :在 80 0℃高温氧化过程中 ,明显存在铜向镍镀层中的扩散 ,这可能有利于增强镀层与基底之间的粘合。X 射线衍射表明 ,在高温氧化时 ,镀层表面主要生成NiO产物。     

氧化锆增韧HA/ZrO2功能梯度涂层的TEM分析

利用净能量控制的PRAXAIR4500型等离子喷涂系统,在钛合金基体上制备出HA/ZrO2功能梯度涂层,采用HTEM、XRD、SEM等对涂层过渡层ZrO2相的结构特征进行分析.结果表明:(1)富锆的过渡层存在ZrO2 3种晶型,主要以四方氧化锆为主,含有少量的立方氧化锆及微量的单斜氧化锆和CaZrO3,单斜氧化锆的出现说明材料内发生了四方氧化锆向单斜氧化锆马氏体相变,这种马氏体相变有利于提高HA材料的韧性;(2)生物活性功能涂层的富锆过渡层致密,与钛合金基体结合紧密,纯羟基磷灰石的表面层具有典型的多孔结构特征,整个涂层沿垂直基体方向从过渡层致密结构向表面层多孔结构过渡;涂层的这种结构特征有利于改善功能梯度涂层的综合性能,提高涂层与基体的结合强度,其结合强度达到48.6MPa.     

Cu/ABS复合导电梯度功能材料的制备和性能

借助HAAKE转矩流变仪,采用熔融共混法制备了一系列Cu粉含量不同的Cu/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料,采用多层叠压法制备了内部Cu粉含量逐渐变化的板状Cu/ABS复合导电梯度功能材料,并对其结构和性能进行了表征。结果表明,所制备导电梯度功能材料的性能与均质复合材料存在很大差异。电性能测试结果显示,随着Cu粉含量沿板材厚度方向的梯度增加,其导电性能发生逾渗转变,体积电阻率从一侧的1016Ω.cm降低到另一侧的105Ω.cm。弯曲性能测试表明,富含ABS树脂的一侧表现出较高的弯曲强度,仅比纯ABS的弯曲强度低6%;而富含填料的另一侧则表现出较高的模量,比纯ABS高约20%。实验证明,将导电复合材料做成梯度结构可以兼顾材料的导电性能和力学性能。     

Ni/C复合材料的制备及其电化学性能研究

以微晶纤维素为碳源,单质Ni为镍源,采用水热法制备了Ni/C复合材料,通X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对其形貌及结构进行表征,然后通过循环伏安测试(CV)和电化学交流阻抗(EIS)测试对材料的电化学性能进行表征。结果表明:制得的Ni/C复合材料表面存在羟基、羧基等多种含氧基团,形貌呈类球状,粒径分布在1μm左右。当Ni的添加量为0.121g时,复合材料的比容量最大;当Ni的添加量为0.060g时复合材料的循环稳定性最好。     

化学沉积法制备Ni—Cu—P／CNTs复合涂层及其表征

利用化学沉积法在45^#钢基体上成功制备出Ni—Cu-P／CNTs复合涂层，为了降低碳纳米管的长径比以及提高在镀液中的分散性，对其硝酸纯化、15min球磨处理，研究了沉积液组成对Ni-Cu-P／CNTs复合涂层沉积速率的影响，通过TEM、SEM和EDS表征了复合涂层的表面形貌和微观结构。结果表明：碳纳米管的分散性良好，在复合涂层中分布均匀，复合涂层在400℃热处理后结构更加致密，EDS表明复合涂层中碳纳米管的质量分数达到3．68％。     

等离子喷涂ZrO2涂层孔隙定量分析

利用等离子喷涂技术制备了两种不同结构的梯度热障涂层.利用定量金相技术对两种涂层富陶瓷区域不同位置的孔隙率、孔隙大小和形态进行了定量分析.结果表明:两涂层富陶瓷区域孔隙率相近,其中界面处孔隙率较高,但在6%以下;孔隙大小服从相似的概率分布,其中直径在1～10um范围内的孔隙含量最多,在72%～80%之间,其次是1um以下的孔隙,在20%～25%之间,而10um以上的孔隙含量在0.2%～4%之间;孔隙形状同样服从相近的概率分布,而且等轴孔隙比重最大,在82%～87%之间,其次为不等轴孔隙,在13%～17%之间,缝隙状孔隙最少,在0.1%～0.4%之间.说明涂层结构对富陶瓷区域的孔隙没有影响.     

离心成型法制备无宏观界面的Al2O3/Ni功能梯度材料

采用一种新颖的离心成型法制备了无宏观界面的Al2O3/Ni功能梯度材料, 并研究了浆料调制工艺、离心成型制备机理和梯度材料的力学性能.结果表明, 配制料浆时,粘结剂(聚乙二醇)含量为2%(质量分数)、固相含量为63%(体积分数)、球磨时间为36h,可得到的流动性良好的料浆.经离心成型(3000r/min,40min)得到了无宏观界面的坯体,该坯体在1400℃经2h真空烧结,可以得到致密、组元宏观连续过渡的Al2O3/Ni梯度材料.通过调整固相含量和粘结剂含量,可调控Al2O3/Ni复合材料的成分梯度.     

铜基高梯度润湿表面的构建与表征

通过向垂直放有铜片的烧杯中滴加Ag NO3溶液,在铜片上制备出水接触角从平整铜表面的90.8°升至151.4°的梯度润湿表面;结合前期以碱辅助氧化法制备亲水区间的梯度润湿表面,实现了在无低表面能物质修饰时,构建从超疏水(151.6°)至超亲水(3.7°)的高梯度润湿铜表面。制得的润湿性梯度在近100℃的水浴中浸泡10 h,各点的接触角变化最大不超过10°。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对样品表面形貌演变和结构进行分析,表明在铜表面分别沉积具有相对疏水的银粒子和亲水特性的氢氧化铜粒子,并形成合理的粗糙结构,可使铜片分别达到超疏水和超亲水状态,从而形成高梯度润湿铜表面。由于平整的银表面和氢氧化铜表面的水接触角分别为72.8和62°,这也从另一侧面说明亲水与疏水的界限在65°可能更加合理。     

梯度功能压电复合材料球壳的热弹性近似解

针对梯度功能压电复合材料球壳热弹性响应提出了简单而精确的近似解。借鉴纤维复合材料层合结构的研究方法，将梯度功能压电复合材料球壳沿径向分为若干层，各层视为均匀材料，从而导出力-电-温度多场耦合近似解。只要层数足够大，解将收敛于精确解。该方法的另一个优点在于解的方法对材料性能的变化方式（函数）没有要求，具有普适性。这对其它非均匀材料结构的分析具有推广、应用价值。     

梯度钛酸锶钡（BaxSr1-xTiO3）材料性能的研究

采用固相法合成BaxSr1-xTiO3（x=0，0．98，0．95，0．90）单组分和多组分陶瓷，阻抗分析仪测量钛酸锶钡陶瓷25～130℃的介电温谱，对两者的介电特性进行了比较和研究。单组分样品在相变处介电常数出现峰值，而通过热扩散形成的梯度铁电陶瓷能拓宽相变区域，在较宽的温度范围内获得较高的介电常数．使用EPMA电子探针表征梯度材料中元素的分布情况。