Ti6Al4V合金表面纳米管阵列的制备

以氢氟酸和铬酸为电解液,采用阳极氧化法在Ti6Al4V合金表面制备高密度的纳米管阵列.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱对多孔氧化膜的形貌和结构进行分析,利用极化曲线和电化学阻抗谱研究了电解液中CrO3的作用机理.结果表明:电解液种类决定能否形成多孔氧化膜,而电解液的浓度影响多孔氧化膜的形貌和孔径大小;纳米管阵列氧化膜主要由大部分非晶态组织的TiO2,Al2O3和少部分晶态的Al2TiO5,Al3Ti5O2,Al2O3组成,氧化膜内的Al,Ti原子比高于基体中的Al,Ti原子比;CrO3浓度的高低会影响氧化膜的结构.     

PI/Al_2O_3/SiO_2杂化薄膜的力学及电学性能

采用原位聚合法制备掺杂无机粒子质量分数从1%~5%的PI/Si O2/Al2O3纳米杂化薄膜.通过SEM发现无机纳米Al2O3和纳米Si O2颗粒在聚酰亚胺基体中有很好的相容性和分散性,其颗粒尺寸大约在100 nm左右.采用万能试验机和宽频介电谱分析仪研究不同浓度Al2O3和Si O2的掺杂对PI薄膜的力学性能和电学性能的影响.当质量分数为3%的时候,杂化薄膜力学性能最佳,具有最大的拉伸强度(36.143MPa)和断裂伸长率(10.88%).并且在100Hz下它相比于其它含量的杂化薄膜,具有最小的介电常数(6.76)、介电损耗(0.01)和电导率(3.94×10-12S·m-1).     

纳米复合材料的结构与性能

以纳米Al2O3为增强材料，制备了EVA/Al2O3纳米复合材料，并采用FESEM、FT-NIR、SEM等测试手段表征纳米Al2O3微粒在EVA基体中的分散性与结构，研究了纳米Al2O3的质量分数对纳米复合材料力学性能的影响。结果表明：Al2O3微粒以20 nm左右的粒径分散于EVA基体中，并与EVA形成化学键合结构，复合材料的断裂机理发生变化。填充质量分数为0.5%的纳米Al2O3微粒时，拉伸强度提高13.0%；当加入的纳米Al2O3的质量分数为1%时，断裂伸长率可提高13.3%。     

Ti-48Al-8Cr-2Ag微晶涂层的高温氧化

研究了微晶涂层Ti-48Al-8Cr-2Ag(at.%)在不同基体上(TiAlNb以及TiAlCrAg)1 000 ℃下的抗高温氧化性能.结果表明:二者的表面都形成保护性的Al2O3膜,且均无剥落发生,但二者的氧化速率不同,TiAlNb上的涂层氧化速率大于TiAlCrAg基体上的涂层,TiAlNb上涂层的氧化在涂层以及涂层/基体界面有明显的空洞.     

急冷Al-Cr合金低温氧化制备自修复α-Al2O3薄膜

为了在750℃下制备自修复α-Al2O3薄膜,对Cr质量分数为8%和18%的急冷Al-Cr合金在大气气氛中670～720℃下进行氧化,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱分析(EDS)对氧化膜进行分析.结果表明,Cr质量分数为8%的急冷Al-Cr合金主要由Cr固溶于Al的单相组织构成,质量分数为18%的急冷Al-Cr合金则为Al上分布Al45Cr7的双相组织.急冷Al-Cr合金可以在720℃的低温下通过氧化制备出薄且致密的α-Al2O3膜,合金的基体组织对氧化结果无明显影响,但Cr质量分数较高时,α-Al2O3膜中固溶有少量的Cr.此外,XRD检测结果表明,试样的表面粗糙度有利于获得α-Al2O3.     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

Al - Si-RE涂层抗高温氧化腐蚀行为分析

为提高直升飞机压气机叶片的高温使用寿命,采用热浸镀工艺对其材料表面进行Al—Si—RE强化处理．氧化实验结果表明：浸镀件的抗高温氧化性是未镀件的1．5倍,其氧化深度为0．011mm／a,具备完全抗氧化性;浸镀件的氧化动力学符合抛物线规律,即氧化时间延长,氧化膜由不完整的Al2O3膜过渡到连续的亚稳态θ-Al2O3膜,最终形成对基体有良好保护作用的α—Al2O3膜．根据氧化动力学曲线在13h的交点及θ相的存在条件,提出耐热用热浸镀铝件在使用前需进行超过800℃的扩散退火处理．     

Fe-Ni-Al合金在900℃时的氧化行为研究

为了提高Fe-Ni合金的抗氧化性能,采用熔铸法制备了50Fe-40Ni-10Al三元合金,采用增重法研究了其在900℃空气中的高温氧化行为.利用XRD、SEM和EDS对氧化膜进行了表征.结果表明:氧化过程满足抛物线规律;经过开始时的快速氧化后,在氧化膜底部生成了一层连续完整的Al2O3膜,阻止了Al的内氧化及其他金属的氧化,氧化速度显著降低;氧化产物以Fe2O3、Fe3O4为主,含有少量的Al2O3以及尖晶石型氧化物AlFe2O4;Fe2O3和Al2O3形成了固溶体;氧化进行过程中Al2O3的含量逐渐上升.所得合金具有良好的抗氧化性能,基本满足作为惰性阳极材料的要求.     

加热扩散对电弧喷涂Al涂层的影响

为了提高Al涂层的抗高温氧化性及硬度,采用电弧喷涂方法在Q235碳钢基体上制备了Al涂层.结果表明,经过加热扩散处理后Al涂层和基体之间形成了扩散层.涂层厚度、加热温度与加热时间对扩散层具有一定影响.当加热温度为800℃和900℃时,Al涂层主要形成相为Fe Al、Fe Al2、Fe Al3和Fe2Al5.经过加热扩散处理后Al涂层具有优良的抗高温氧化性,且平均硬度相比未经加热扩散处理的Al涂层提高了10倍以上,利用扩散系数求出的扩散层深度与实际扩散层深度相近.     

亚微米板状α-Al2O3晶体的制备新方法

研究了微米级Al粉高温诱导Na2O-CaO-SiO2玻璃生成板状α-Al2O3晶体的形成过程并分别用X射线衍射仪及环境扫描电镜观察了生成晶体的形貌,用DSC/TG对混合粉体进行了热分析.X射线衍射分析及环境扫描电镜测试表明,1200℃下,晶体直径为400～1000nm,大部分呈聚集状态,部分晶体交互生长,且大部分的晶体发育于玻璃的界面,晶体与基体可以形成良好的润湿.DSC/TG表明,较低温下Al氧化后生成的α-Al2O3转变为α-Al2O3,形成的α-Al2O3由于熔融的Al及玻璃提供的液相环境充分形核并生长,部分熔融的Al热侵蚀玻璃,导致玻璃的局部组成偏离Na2O-CaO-SiO2系统的三元组成,形成局部Na2O-Al2O3-SiO2系统,并为形成NaAlSiO4提供了必要条件.     

粉末溅射ZnO薄膜酒敏元件

针对金属氧化物薄膜气敏元件传统制造工艺中存在的掺杂不稳问题,开发了一种实用化的ZnO薄膜气敏基材料.采用粉末溅射法研制ZnO：1?O2薄膜,利用衬底Al2O3与ZnO晶体均为六方结构的特点,选择适当溅射参数研制出薄膜气敏元件,同时通过悬挂芯片双点焊工艺,使元件更加小型化.长期检测结果表明,此类元件气敏特性和稳定性良好,适合进一步推广应用.     

基于RHEED图像外延GaN基薄膜表面晶格演变分析

通过阐述外延薄膜进行原位监测的反射高能电子衍射(RHEED)以及RHEED图像的条纹或点阵与GaN基薄膜表面形貌的关系,提出了基于RHEED图像分析外延GaN基薄膜晶体结构演变情况,从衬底α-Al2O3的氢氮等离子体清洗、氮化、生长缓冲层以及生长外延层进行具体的分析、比较和演算.结果表明衬底在清洗前后表面晶格常数基本保持一致,对于氮化层、缓冲层以及外延层情况,表面原子层处于应变状态.     

Ti基体上形成微弧氧化膜组成和结构的研究

在甘油磷酸钙和醋酸钙电解液中采用直流电源对纯Ti进行了微弧氧化。采用微弧氧化方法所制备的氧化膜具有粗糙多孔的结构,且微孔直径随着电压的增加而增大。AES分析表明在基体与氧化膜界面发生了扩散,从基体钛到氧化膜的表面氧的浓度逐渐增大,钛的浓度逐渐减小。XPS分析表明氧化膜的组成随着所施加的微弧氧化电压而改变,微弧氧化电压为200V时TiO2、Ti2O3和TiO占Ti的原子百分比分别为72．61％、22．08％和5.31％;当微弧氧化电压为350V时氧化膜表面Ti元素只由TiO2、Ti2O3组成,且占Ti的原子百分比分别为85．48％、14．52％。     

Surface characteristics and structure of oxide films containing Ca and P on Ti substrate

The oxide films were obtained in an electrolyte of calcium glyeerphosphate (Ca-GP) and calcium acetate (CA) by mieroare oxidation (MAO). The oxide films displayed a porous and rough structure on the film surface, and the roughness tended to increase with inereasing voltage of mieroare oxidation. The oxide film exhibited a uniform coating and tends to be well boned to the substrate. The thiekness of oxide films depended on the final voltage at a eonstant concentration of eleetrolyte solution. Ca and P were also incorporated into the oxide film during the mieroarc oxidation process, It was found that the electrolyte of ealeium glyeerphosphate ( Ca-GP) and ealeium acetate (CA) was suitable for microarc oxidation to form oxide film eontaining Ca and P on Ti substrate. The eoneentration of Ca and P were 11.6 at% and 6. 4 at% , respectively, when microare oxidation was performed in the electrolyte of 0. 06 M Ca-GP and 0. 25 M CA at current density 50 A/m^2 and final voltage 350 V. The composition of the Ca, P and Ti changed during depth profiling. The crystalline phases were only anatase when final voltage was below 300 V and rutile was presented when voltage was up to 350V. The microstructure, phase structure and phase composition were investigated by scanning electron microscopy (SEM) , atomic foree microscope (AFM) , energy dispersive X-ray mieroanalyser (EDX) , and X-ray diffraction (XRD),     

Fabrication of independent nickel microstructures with anodizing of aluminum, laser irradiation, and electrodeposition

Independent microstructures made of Ni metal were fabricated by five sequential processes: porous anodic oxide film formation, pore sealing, laser irradiation, Ni electroplating, and removal of the aluminum substrate and anodic oxide films. Aluminum plates and rods were anodized in an oxalic acid solution to form porous type anodic oxide films, and then immersed in boiling distilled water for pore sealing. The anodized and pore-sealed specimens were irradiated with a pulsed neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd-YAG) laser beam in a Ni plating solution to remove anodic oxide film locally by rotating and moving up / down with an XYZθ-stage. Nickel was deposited at the area where film had been removed by cathodic polarization in the solution before removing the aluminum substrate and anodic oxide films in NaOH solutions. Cylindrical or plain network structures were fabricated successfully.     

涂敷Na2SO4盐膜的Ni基合金在900℃空气中的热腐蚀

采用涂盐法,在纯Ni、Ni-10Cr、Ni-20Cr和Ni-10Cr-5Al合金上涂敷40～ 45 g/m2厚度Na2SO4盐膜,研究其在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明：纯Ni和3种Ni基合金的抗热腐蚀性能依纯Ni、Ni-10Cr-5Al、Ni-10Cr、Ni-20Cr的次序递增.3种Ni基合金形成了相似的腐蚀膜结构,腐蚀膜大体分3层,外层都是NiO.Ni-20Cr合金中间层为连续的Cr2O3层,内部出现极少的硫化物;Ni-10Cr合金腐蚀膜的中间层是相对深色的NiO和Cr2O3混合层,内侧出现硫化物;而Ni-10Cr-5Al合金腐蚀膜的中间层是NiO、Cr2 O3和Al2O3的混合氧化物,内层是Cr和Al的硫化物,分布在腐蚀膜和基体的界面上,有的分布在合金基体上.在Ni的基础上添加Cr并增加Cr含量均提高了合金的抗热腐蚀性能,但在Ni-10Cr的基础上增加质量分数5％Al却使抗热腐蚀性能下降.     

低氧分压法在服役炉管内表面制备防结焦膜

利用低氧分压法在已服役炉管的内表面制备防结焦氧化膜。用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDAX）、X射线衍射仪（XRD）及划痕仪等实验手段,研究已服役炉管及氧化膜的形貌、组织结构、氧化膜与基体结合状况及氧化膜的抗结焦性能。结果表明,经过低氧分压处理后,已服役炉管试样表面的Fe,Ni元素含量降低,表面形成了以MnCr2O4和Cr2O3为主的氧化膜,氧化膜的临界载荷为9.25N,结焦抑制率达到69.92%,具有明显的防催化结焦效果。     

粉末溅射ZnO薄膜酒敏元件

针对金属氧化物薄膜气敏元件传统制造工艺中存在的掺杂不稳问题,开发了一种实用化的ZnO薄膜气敏基材料.采用粉末溅射法研制ZnO:1%CeO2薄膜,利用衬底Al2O3与ZnO晶体均为六方结构的特点,选择适当溅射参数研制出薄膜气敏元件,同时通过悬挂芯片双点焊工艺,使元件更加小型化.长期检测结果表明,此类元件气敏特性和稳定性良好,适合进一步推广应用.     

一种含Ti镍基合金在950℃的恒温氧化行为

用热重分析法测定了氧化动力学曲线,并采用XRD和SEM/EDAX等手段,研究了一种镍基合金950℃的高温氧化行为。结果表明,在950℃氧化初期,合金的氧化质量增重较快,随着氧化时间延长,氧化质量增加的速率逐渐降低,氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化膜出现少量剥落。合金表面氧化膜由三层组成,外氧化层为TiO2,中间层氧化物为Cr2O3、NiCr2O4、CrTiO3和NiAl2O4,内氧化层氧化物为Al2O3.     

蓝宝石/氮化铝衬底上SiC外延薄膜的X射线衍射分析

介绍了在蓝宝石／氮化铝复合衬底上外延生长碳化硅薄膜材料的工艺技术。通过在蓝宝石衬底上预淀积一层薄的氮化铝缓冲使碳化硅薄膜的成核和黏附性得到很大的改善。用多种Ｘ光衍射方法对生长在蓝宝石／氮化铝复合衬底上的碳化硅薄膜的结构进行了分析,结果表明,可在这种衬底上成功地生长 出６Ｈ－ＳｉＣ单晶薄膜。