激光熔覆Zr/FeCSiB涂层的组织和性能

采用激光预置熔覆法,通过在FeCSiB合金粉末中添加一定比率的强碳化物形成元素Zr,在中碳钢基体上制备原位析出的颗粒增强铁基复合材料表层。利用光学显微镜、场发射电子扫描显微镜(能谱仪)和金相组织分析系统,对熔覆层显微组织、硬质颗粒的成分及其分布规律进行了观察与分析。其显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶介稳组织;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体;熔覆层与基体成良好的冶金结合。熔覆层内析出的硬质颗粒是以ZrC为主的复合碳化物,主要分布在枝晶内与枝晶间;单道搭接熔覆层颗粒的体积分数分别为1.96%、2.2%～3.84%;显微硬度值在800HV0.2～1100HV0.2之间。     

宽带激光熔覆Ni60＋WC复合涂层性能研究

利用横流CO2激光器在38CrMOAl表面激光宽带熔覆NiCrBSi WC(重量百分比25％）复合涂层，用扫描电镜观察组织形貌，用X射线衍射仪进行物相分析，用磨擦磨损实验机进行耐磨性实验，并对多层熔覆工艺进行了初的探讨,结果显示，合金层与基体成良好的无裂纹气孔的冶金结合，表面耐磨性与工艺参数具有一定对应关系，且2．2kW时的耐磨性最高，为氧化工艺的2．9倍，多层熔覆试验能形成厚度可调的无裂纹熔覆层，对生产工件的修复具有实际意义。     

激光熔覆陶瓷涂层与金属基体之间的界面特性

本文综述了激光熔覆陶瓷涂层与金属基体之间界面结构及性能方面的研究情况,提出了提高界面结合强度的措施,同时展望了激光熔覆陶瓷技术的应用前景.     

激光熔覆FeAlCrNiSiC高熵合金涂层研究

利用YAG脉冲固体激光器, 在高纯氩气的保护下, 选取优化了的激光工艺参数在45#钢表面制备FeAlCrNiSiC六元高熵合金涂层。主要采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度等分析手段, 对实验制备的合金涂层的形貌、组织结构、成分、相结构、硬度及相关机理进行了研究。实验结果表明: 优化的激光熔覆工艺参数为功率85 W, 激光扫描速度为5 mm/s, 能量密度47 J/mm2, 搭接率50%。采用此优化工艺参数成功制备了与基体形成良好冶金结合的FeAlCrNiSiC高熵合金涂层。制备涂层的硬度达到了800 HV, 涂层的内部结构由条状等轴晶及网状枝晶组成, 组分偏析得到了有效缓解。合金涂层具有FCC结构的γ-Fe和BCC结构的FeAlCrNiSiC固溶体的简单物相, 合金元素Al、Cr、Si、Ni、C固溶在两种多组元固溶体中, 增加了晶格畸变, 使涂层具有高的硬度。     

激光熔覆生物陶瓷涂层和界面的研究

采用公认的具有生物相容性和生物活性的生物陶瓷羟基磷灰石(HA)、磷酸钙(TCP)等钙磷材料改善金属材料钛合金TC4的表面生物学性能。先用高能激光束辐射预置于钛表面的陶瓷粉末,在金属表面原位合成生物陶瓷成分,再用X-ray表征了涂层材料,测定了涂层与界面的结合强度。结果表明:获得的涂层的成分为生物陶瓷成分,其中的主要成分为羟基磷灰石(HA),涂层与基材获得的界面强度达到42.96Mpa,界面有较好的改善。     

激光熔覆技术研究

利用激光在PCrNi1Mo钢上熔覆纯Cr粉末,采用多道搭接激光熔覆技术获得了最佳的激光熔覆工艺参数。实验结果表明,激光熔覆层均匀连续,无宏观气孔和裂纹,激光熔覆层与基体发生了冶金结合。     

荧光纳米材料涂层

美国俄亥俄州的Battelle Momorial学院的新材料应用系的研究人员新近研究成功一种纳米材料涂层，用于金属表面能在金属出现腐蚀时会发出荧光。因此，这种纳米材料涂层能够在金属材料出现单凭肉眼不能发现的腐蚀时就能显示其腐蚀现象。这种功能纳米材料可以作为涂层的底层与表层的中间来应用，当金属材料刚一出现腐蚀时就能显示其腐蚀产物。     

真空环境对激光熔覆涂层组织性能的影响

为提高传统激光熔覆涂层中的组织性能和整体质量,采用真空环境制备涂层。在45钢表面制备304L+La₂O₃涂层,分析研究了熔覆层的宏观外貌、显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,真空环境可隔绝氧气,防止宏观外貌发生氧化;真空环境可以增加熔池的流动性,改善组织的致密性;真空下的熔覆层硬度平均为797.9 HV,比无真空环境提高了13.4%,摩擦因数和磨损量分别降低了8.6%和16.9%,耐磨损性能增加。     

宽带激光熔覆Ni基合金涂层结合区组织结构

采用SEM、TEM和EDX对宽带激光熔覆Ni基合金涂层结合区的组织结构进行研究,结果表明,涂层结合区是由白亮带和深色过渡带构成。白亮带为细小的等轴状γ－(Fe,Ni)固溶体组织,其与热影响区的主要结合形态为平直界面型。而过渡带为层片状γE－(Fe,Ni)+(M23(C,B)6。     

60号钢表面碳钨合金激光包覆的特性分析

本文叙述了用一台高功率二氧化碳激光器在60号钢表面所作的碳钨合金包覆实验。实验结果表明在低质钢材表面包覆一层碳钨合金层大大地提高了工件表面的耐磨性能;包层厚度与激光扫描速度的平方成反比。     

利用O点阵模型对键合界面位错特性的分析

利用O点阵理论建立了键合界面的位错模型,并利用该模型讨论了键合界面由于晶格失配、晶向扭转和晶面倾斜所形成位错的特性,得到了和实验结果符合良好的计算结果.     

超声引线键合点形态及界面金属学特征

采用超声键合的方法,研究了键合点的形成原因,通过SEM及EDX分析发现超声键合过程中存在扩散现象.对键合点进行了老化试验,考察了键合点上25μm直径的质量分数为Al 1%Si引线的组织演变情况,在170℃下,随着老化时间的延长,键合点上引线内部形成了大量的微裂纹和孔洞,连接成线,与超声振动方向平行,分析了产生原因以及对键合点可靠性的影响.     

Interfacial Chemistry of InP/GaAs Bonded Pairs

The interfacial chemistry of InP/GaAs direct bonding with either 5% HF in water or HF:ethanol (1:9) chemical pretreatments was investigated. Multiple internal transmission-Fourier transform infrared spectroscopy (MIT-FTIR) and atomic force microscopy (AFM) were used to probe the bonding interface. The bond strength was measured as a function of annealing conditions and prebonding chemical treatment. The HF-based pretreatments remove the initial native oxide, leaving an interfacial layer of either water or ethanol. The initial room-temperature bond strength is primarily determined by the strength of hydrogen bonding, which, in turn, is a function of the prebonding treatment. The removal of interfacial water and ethanol, and with the subsequent formation of the oxide layer, leads to an increased bond strength. For ethanol-based HF treatments, ethanol appears to react with the underlying interfacial oxide layer through a complex interaction with the absorbed water. After annealing, the bond strength for all prebonding preparations can reach a high value, comparable to the fracture strength of the InP. The oxide composition after thermal annealing shifts from In₂O₃ to the eventual thermodynamic equilibrium product, InPO₄.     

硼扩散技术研究

对硼扩散浓度和扩散深度的控制技术进行了研究。通过采用两步扩散步骤、预扩散采用双面扩散的方式、再分布采用密闭碳化硅管、控制扩散温度和扩散时间,有效地控制了扩散层浓度和结深。     

烧结工艺对PMS-PNN-PZT压电厚膜性能的影响

采用丝网印刷法制备了PMS-PNN-PZT四元系压电厚膜陶瓷材料。研究了压电厚膜的烧结温度、烧结气氛对其压电、介电等性能及微观结构的影响。用XRD和SEM分析材料的相组成、厚膜定位及显微结构,结果表明,在密封埋粉的PbO气氛中,烧结温度1060℃,保温时间2 h,制得一种性能良好的压电厚膜陶瓷材料。其中,该压电厚膜压电常数d33为240 pC/N,相对介电常数rε为1 112,机械品质因数Qm为1250,机电耦合系数kp为0.52。     

多层复相共烧界面的应力形成及其对微结构的影响

对复合对层厚膜共烧体在制备过程中应力的产生及其状态进行了理论分析,得出了厚膜材料不匹配的热力学特性是导致界面应力的重要根源。利用受约束形变的双层膜的应力模型对共烧多层复合陶瓷元器件在不同阶段的应力状态及影响数进行讨论。阐述了改善界面热应力和界面缺陷的工艺措施;研究了界面应力对复相界面微结构的影响。     

Interfacial Reaction Enhanced Liquid-Phase Sintering of Metal/Oxide Soft Magnetic Composite

Soft magnetic composites (SMCs) are ungently demanded in high-frequency power electronics for their large magnetization and high electrical resistivity. However, traditional cold-pressed SMCs are faced with low mechanical strength and insulation instability, which severely restricts their applications. In this study, liquid-phase sintering techniques to prepare FeSiAl/MoO₃ SMCs are orginally employed, where consolidation and insulation of metallic magnetic particles are achieved in one step. The redox reaction between FeSiAl and MoO₃ melt greatly reduces the interfacial energy, facilitates fully wetting of FeSiAl particles by MoO₃ melt, and promotes the densification process during sintering. In the final FeSiAl/MoO₃ SMC, FeSiAl particles are bonded covalently and insulated electrically/magnetically by the resultant Al₂O₃ transition layer, endowing the SMC with high crushing strength of 250 MPa, cut-off frequency of 110 MHz, permeability of 35 (@1 MHz), and low power loss of 962 kW m⁻³ (5 MHz, 5 mT). This study provides alternative concept for designing new SMCs, and broadens the connotation and extension of liquid-phase sintering.