Al2O3含量对Ni-W-Al2O3复合镀层性能的影响

采用直流电沉积技术在45#钢基体上制备Ni-W-Al2O3复合镀层,通过显微硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等研究Al2O3颗粒含量对复合镀层的力学性能及摩擦磨损性能等的影响,并用SEM、XRD对复合镀层的表面断面形貌、物相结构进行分析.结果表明,Ni-W-Al2O3复合镀层为晶态结构,其耐磨性能明显优于Ni-W镀层,且随着Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的摩擦系数呈现出先减小后增大趋势.磨损形式主要表现为粘着磨损与磨粒磨损.复合镀层与基体之间结合牢固,结合力大小约为70~80 N.当Al2O3含量为5 g/L时,复合镀层的综合性能最优.     

Ni、Cu-Al2O3纳米金属陶瓷粉末的热压

将化学电镀法制备的纳米Ni、Cu包覆Al2O3粉末进行热压。研究了金属Ni、Cu及其含量对Al2O3粉末的烧结致密化、显微组织和性能的影响。在纳米Al2O3粉末表面镀覆适当的金属Ni、Cu可以较有效地提高致密化，降低烧结温度。金属相作为第二相可以大大细化Al2O3晶粒组织。但Ni、Cu的加入伴随着Al2O3硬度和强度下降。硬度变化可以由金属Ni、Cu是软相较好地解释。强度下降则主要归因于包覆粉末中Ni、Cu对Al2O3粉末的润湿性不好所致。     

电刷镀Ni-Co-W/Y2O3复合镀层的组织与摩擦磨损特性

采用复合电刷镀工艺在45钢基材上制备了含微米Y2O3颗粒的Ni-Co-W基复合刷镀层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等对镀层的表面形貌、截面组织、结构、硬度及耐磨性进行了测定,与Ni-Co-W镀层进行了对比分析。结果表明:Ni-Co-W/Y2O3复合镀层厚度均匀,与基体之间呈凸凹镶嵌,结合紧密;与Ni-Co-W合金镀层相比,Ni-Co-W/Y2O3复合镀层的表面更加平整、光滑,组织更为致密,微裂纹明显减少;硬度较Ni-Co-W合金镀层更高,摩擦系数较低,Y2O3颗粒在镀层与摩擦副相互作用的过程中起支撑作用,减弱了磨损面的犁削效应和黏结效应,耐磨性显著优于Ni-Co-W合金镀层。XRD分析结果表明:此两种镀层均存在非晶态结构,微米Y2O3颗粒的加入促进镀层结构由非晶态向微晶态转变。     

纳米NiAl2O4/Al2O3复合粉末的制备新工艺

本研究采用高温氧化的方法制备出纳米NiAl2O4／Al2O3粉体。在纳米Al2O3粉体表面包覆一层金属Ni，在1350℃高温下焙烧Ni／Al2O3复合粉体得到纳米NiAl204／Al2O3粉体。利用TEM对Ni／Al2O3复合粉体进行观察，发现Ni／Al2O3复合粉体颗粒成球形，大小为50～60nm；通过对Ni／Al2O3复合粉体的DTA析，显示Ni／Al2O3复合粉体在900℃和1300℃下有新相生成，经XRD检测，新相分别为NiO和NiAl2O4。     

纳米NiAl2O4圈层包覆Al2O3复合粉末的制备

采用高温氧化的方法制备出纳米NiAl2O4圈层包覆Al2O3粉体.在纳米Al2O3粉体表面包覆一层金属Ni,在1 350℃高温下焙烧Ni/Al2O3复合粉体得到纳米NiAl2O4圈层包覆Al2O3粉体.利用TEM对Ni/Al2O3复合粉体进行观察,发现Ni/Al2O3复合粉体颗粒呈球形,大小为50～60 nm;Ni/Al2O3复合粉体的DTA分析结果表明,Ni/Al2O3复合粉体在900和1 300℃时有新相生成,经XRD检测,新相分别为NiO和NiAl2O4.     

超声波对Ni-Co-Al_2O_3镀层性能的影响

采用超声电沉积法在纯铜表面成功制备出性能良好的Ni-Co-Al2O3复合镀层,并讨论了超声波对镀层性能的影响机理。结果表明,在适当的超声功率下,超声波主要是通过空化效应、射流效应等影响提高镀层的沉积速率、硬度及耐蚀性;当超声功率过高时,超声波无益于提高镀层性能。     

超声辅助电沉积Ni-Co/ZrO_2复合镀层的性能研究

采用超声辅助电沉积方法将Ni-Co/ZrO_2纳米复合镀层电镀到铜板表面。在不同纳米粒子添加量下,通过线性扫描伏安(LSV)和交流阻抗(EIS)对电沉积过程进行电化学表征,通过SEM、EDS对镀层的组成和表面形貌进行研究,并分别利用显微硬度计和摩擦磨损试验仪对复合镀层的力学性能和摩擦磨损性能进行表征。结果表明,超声的引入能够有效降低镀液中颗粒的团聚量,提高镀层中纳米粒子的复合量,从而改善复合电沉积过程以及镀层性能。在纳米粒子浓度为10g/L时,镀层的表面形貌、摩擦性能和硬度等性能最优。     

细晶Al2O3/Cu复合材料的研究

在粉末冶金工艺的基础上，研究了一套新工艺，制取了纳米级Al2O3/Cu复合材料，观察并测试其性能。结果表明：制取的纳米级Al2O3/Cu复合材料，Al2O3为50－70nm，组织中晶粒细小，电导率大于80％IACS，软化温度超过660℃，室温硬度达130HV，综合性能优良。     

微米／纳米Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的研制

系统研究了添加纳米级Al2O3的含量对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明:纳米Al2O3的添加可大幅提高Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能,特别是硬度和断裂韧性明显提高,克服了Ti(C,N)基金属陶瓷硬度较低的缺点,扩大了其应用范围。通过对微观结构观察和分析,可以看出,纳米Al2O3的添加细化了基体的晶粒,主要断裂模式为穿晶断裂,晶粒的细化和断裂模式的改变是材料力学性能提高的主要原因。     

热压工艺参数对纳米SiC-Al2O3/TiC新型陶瓷刀具材料力学性能的影响

研究了压力、热压温度和保温时间等工艺因素对纳米SiC Al2 O3/TiC系新型陶瓷刀具材料的抗弯强度、断裂韧性和硬度的影响。结果表明 ,对于纳米SiC Al2 O3/TiC系陶瓷复合材料 ,在压力为 30MPa ,热压温度为 170 0℃ ,保温时间为 60min时 ,材料的性能最好     

氧化铝弥散强化铝青铜涂层性能的研究

以自制的纳米氧化铝弥散强化铜铝合金为喷涂原材料,采用大气等离子喷涂技术制备了铝青铜涂层。对涂层的结合强度、硬度、耐磨性能进行了测量。利用扫描电镜和能谱仪分析了涂层组织。结果表明氧化铝颗粒在喷涂过程中形成的亚微米颗粒均匀的分散在涂层中,这些颗粒提高了的涂层的拉伸强度和耐磨性能,而硬度基本保持不变。对磨损后的涂层进行分析,结果表明强化铝青铜涂层的耐磨性是普通铝青铜涂层的3倍,其磨损机制为犁沟磨损,而普通铝青铜涂层主要为疲劳裂纹引起的颗粒脱落。     

CeO2对不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的影响

采用高温熔烧法于1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备掺CeO2的SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层,研究了不同含量CeO2对涂层的抗氧化性、抗热震性和硬度的影响。研究结果表明,含CeO2的不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层能有效阻止不锈钢基体的氧化增重,提高涂层的抗热震性能及硬度。本实验条件下,CeO2含量2.8%时,涂层具有最好的抗氧化性能和抗热震性能。     

稀土在化学沉积中的应用

通过金相显微镜观察了镀液中含不同浓度氯化铈( CeCl3)时所得镍镀层的表面形貌,考察了CeCl3对镍镀层显微硬度和耐蚀性的影响.结果表明,适量的CeCl3可提高Ni-P镀层的沉积速度,改善镀层的表面质量,提高镀层的显微硬度和增加镀层的抗腐蚀能力.     

超音速火焰喷涂 WC-Cr3C2-M 涂层性能 及其在液压支架立柱上的应用研究

分别采用电镀和超音速火焰喷涂在27SiMn钢表面制备了硬铬和WC-Cr_3C_2-M涂层,测试了两种涂层的机械性能以及磨损和腐蚀性能,并将WC-Cr_3C_2-M涂层在煤矿的液压支架的立柱上井下应用。结果表明:相对于电镀硬铬涂层,采用超音速火焰喷涂工艺制备的WC-Cr_3C_2-M涂层与基体结合强度高,孔隙率低,表现出更高的硬度、耐磨和抗腐蚀性能。WC-Cr_3C_2-M涂层在井下实际工况下防护效果显著,可以代替会给环境带来严重污染的电镀硬铬,用于煤矿井下的液压支架的表面防护。     

低压冷喷涂铸造缺陷修复涂层性能研究

低压冷喷涂(LPCS)是一种拥有便携式冷喷涂系统的涂层技术。例如DYMET304K系统就应用于这项涂层技术中。通常情况下,压缩空气作为冷喷涂工艺中的运载气体。低压冷喷涂适用于喷涂金属基陶瓷复合粉末,如Cu基、Ni基、Zn基、Al基添加Al2O3粉的复合粉。硬质陶瓷相主要起到清洁喷嘴、增加表面活性和喷丸强化的作用,该方法在尺寸修复领域中具有优势。在这个领域里,修复铸造加工中的缺陷和气孔是一个很热门的应用。例如,Zn基复合材料就适用于防止电化学腐蚀和修复机械损伤造成的尺寸差异。本文对Zn+Al+Al2O3,Zn+Cu+Al2O3和Zn+Ni+Al2O3等复合材料做了实验研究。Zn和Al在腐蚀环境中起到阴极保护的作用,而Cu和Ni也有助于提高材料的机械性能。经过对微观孔蚀电位反应和力学性能(硬度和结合强度)的研究发现,涂层具有相对致密的结构和耐蚀性能。Zn在复合涂层中对其它金属起到阴极保护的作用。此外,在Fe52型铁基材料上的涂层有着足够的力学性能,硬度和结合强度较高。这一类涂层在修复宏观的铸造缺陷上具有很高的潜在应用价值。     

Structure and Mechanical Properties of Ni-P-Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating

Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were deposited by electroless plating,and their microstructures were observed by SEM（scanning electron microscope）.The microhardness and the wear resistance of the Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were measured using microhardness tester and block-on-ring tribometer,respectively,and the comparison with those of Ni-P coatings or Ni-P-micro Al2O3 coating was given.The influences of aging temperature on their hardness and wear resistance were analyzed.The results showed that the nano Al2O3 particles were distributed uniformly in the Ni-P-Al2O3 coatings.Among three kinds of Ni-P based coatings,the hardness and wear resistance of Ni-P-nano Al2O3 coatings were largest,and the maximum values could be obtained at 400 ℃.This indicated that the precipitation of nano Al2O3 particles would improve the hardness and wear resistance of the Ni-P coatings.     

HVAF喷涂La2O3改性WC-20Cr3C2-11NiMo涂层的耐磨耐蚀性能

为进一步提升高质量WC涂层的耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性。采用大气超音速火焰喷涂(HVAF)在0Cr13Ni5Mo基体上制备稀土La₂O₃改性WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层。通过显微硬度测试、平面孔隙测试、摩擦磨损实验、电化学实验和模拟海水超声波气蚀实验,测试涂层的显微硬度、孔隙率、摩擦因数、摩擦磨损性能、耐海水腐蚀性能和耐海水气蚀性能,分析La₂O₃对WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层耐磨耐蚀性能的影响。结果表明,改性后的涂层显微硬度提升到1400 HV0.2左右,平均孔隙率降低约48.6%;涂层磨损质量降低约33%,摩擦因数降低约30%,摩擦磨损表面微凹坑和微裂纹明显减少;电化学自腐蚀电位明显右移,电化学自腐蚀电流密度明显减小;涂层的气蚀质量损失减少约20%,气蚀坑洞明显减少和变小。HVAF喷涂La₂O₃改性后的WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层硬度略微提升,致密性、耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性得到明显提升,除表面疲劳磨损外,表面摩擦磨损机理从严重磨粒磨损转变为轻微磨粒磨损,气蚀机理主要为流体冲击波侵蚀。     

Study on phosphating treatment of aluminum alloy： role of yttrium oxide

Zinc phosphate coatings formed on 6061-Al alloy, after dipping in phosphating solutions containing different amounts of Y2O3(yttrium oxide), were studied by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and electrochemical measurements. Significant variations in the morphology and corrosion resistance afforded by zinc phosphate coating were especially observed as Y2O3 in phosphating solution varied from 0 to 40 mg/L. The addition of Y2O3 changed the initial potential of the interface between aluminum alloy substrate and phosphating solution and increased the number of nucleation sites. The phosphate coating thereby was less porous structure and covered the surface of aluminum alloy completely within short phosphating time. Phosphate coating was mainly composed of Zn3(PO4)2-4H2O (hopeite) and AIPO4(aluminum phosphate). Y2O3, as an additive of phosphatization, accelerated precipitation and refined the gain size of phosphate coating. The corrosion resistance of zinc phosphate coating in 3% NaCl solution was improved as shown by po-larization measurement. In the present research, the optimal amount of Y2O3 was 10-20 mg/L, and the optimal phosphating time was 600 s.     

稀土对Al2O3陶瓷涂层组织及性能的影响

采用等离子喷涂方法制备Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层,研究了稀土对涂层组织及耐蚀性的影响。结果表明,在喷涂粉末中添加适当的稀土硅铁合金不仅可以改变涂层显微组织、减少和消除层状结构,而且显著提高了涂层的耐蚀性。     

S355海洋钢表面微弧氧化复合膜层耐蚀性能

采用激光熔覆与微弧氧化技术相结合在海洋钢表面制备了复合膜层.运用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）表征复合膜层的微观结构,采用极化曲线、电化学阻抗谱、腐蚀磨损实验和浸泡腐蚀实验等测试方法研究膜层在质量分数3.5%的NaCl水溶液中腐蚀行为,并与熔覆涂层和基体进行对比.结果表明:复合膜层主要分为内致密层和外疏松层,疏松层主要由γ-Al₂O₃组成,致密层主要由α-Al₂O₃组成,与基底层结合较好,复合膜层表面硬度最大能达到HV_0.2 1423.3,比熔覆涂层高47.6%,其硬度较S355海洋钢有显著提升.基体在腐蚀和磨损交互作用中主要以腐蚀加速磨损为主,涂层在交互作用中主要以磨损加速腐蚀为主,在经过微弧氧化处理后,膜层的自腐蚀电位负移,钝态电流密度上升,抗磨蚀性能明显提高.熔覆涂层的浸泡腐蚀方式以点蚀为主,复合膜层腐蚀较轻微,阻抗模值最大能达到105.3 Ω·cm2,比熔覆层提高两个数量级,这表明复合处理可进一步提高涂层的耐腐蚀性.