金属陶瓷覆层-钢基体界面结合状态的研究

为提高钢基材料的耐磨性和耐腐蚀性,以金属Mo粉、Fe粉和B-Fe合金粉末为原料,采用原位反应真空液相烧结技术,在钢基体表面制备三元硼化物金属陶瓷覆层.测定了覆层-钢基体界面结合强度及界面结合区的显微硬度变化,研究了界面微观结构和界面区元素分布,并对覆层-钢基体界面层形成的机理进行了分析.结果表明,覆层与钢基体之间的断裂破坏发生于界面附近的钢基体和覆层内,而不是覆层与钢基体之间结合界面的剥离;在覆层-钢基体结合界面处,存在由高硬度覆层到低硬度钢基体的狭窄过渡区,合金元素的分布形成具有一定厚度的过渡层.     

放电等离子烧结Ni60_WC涂层的显微组织与性能

利用放电等离子烧结技术在45钢基体上制备了Ni60_WC涂层,并分析和研究了Ni60_WC涂层的显微组织、界面结合情况以及耐磨性能。结果表明,Ni60_WC涂层主要由WC、FeW3C、Cr23C6、Ni3Fe等相组成;涂层平均硬度为968.5HV0.3,过渡层硬度在968.5~225.2HV0.3呈梯度分布,宽度约为0.25mm,涂层与基体属于冶金结合;在磨粒磨损条件下涂层体积磨损率为2.31×10-2cm3。     

镍添加对粉末冶金Al94.5Cu4Mg1.5耐腐蚀性能的提升作用

通过常规粉末冶金工艺制备了Al_(94.5)Cu_4Mg_(1.5)Ni_x(x=0、2、4、6、8(%,质量分数))试样,研究了不同Ni含量试样在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。利用X射线衍射(XRD)技术分析了试样烧结后的物相组成,通过电化学实验和失重腐蚀实验分析得到了试样的腐蚀数据,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的腐蚀形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区成分分析。研究结果表明:烧结反应进行良好,Ni在烧结过程中可与Al反应生成金属间化合物Al_3Ni_2,铝基体在3.5%NaCl溶液中发生点蚀腐蚀,Ni的加入能够提高铝基体的腐蚀电位,减小腐蚀电流,使得基体的腐蚀程度减轻,材料的耐腐蚀性能提高。     

高铜镍结构钢高温氧化层和内表层缺陷研究

为了改善高铜镍结构钢的热加工性能,对其高温氧化行为进行了研究.通过扫描电镜和热力学计算分析了氧化层的形貌和组成.研究表明:实验钢氧化层厚度随温度的升高和时间的延长基本呈线性增大;温度高于1 150℃条件下氧化层和基体间出现氧化产物沿奥氏体晶界分布的网状过渡层,该结构属于一种内表层缺陷.Cu以固溶体形式存在于氧化层中.高温氧化过程中形成的富Si液相向奥氏体晶界渗透是形成这种内表层缺陷的主要原因,而钢中含量较高的Ni加大了氧化层与基体间界面的粗糙度,两种元素协同作用促进形貌复杂的过渡层的形成.     

高性能梯度复合管制备及界面接合机理研究

本文研究了AlCrFe—FeCr—FeAl高性能梯度复合管中金属过渡层与金属基体接合界面组织结构，及其对力学性能的影响。结果表明：利用金属间化合物作为梯度过渡层，使得基体与内衬层形成牢固的冶金结合。使复合管的力学性能显著提高；同时，高硬度的金属过渡层与陶瓷层组成的双层复合结构，使得复合管的使用寿命显著延长。     

物理气相沉积薄膜的界面与附着力

近十多年来,气相沉积技术发展十分迅速,无论在理论研究还是应用研究上都取得了丰硕的成果,尤其在PVD薄膜的附着力方面,研究十分活跃。本文根据有限的资料,初步归纳出在PVD过程中,膜/基附着力与基体表面活性密切相关;薄膜与基体之间也可以化学吸附形式结合,形成界面化合物;也可借助离子的轰击作用形成结合良好的扩散过渡层;膜/基界面之间不匹配将使附着力下降,可通过设置过渡层(梯度层)的方式加以解决。     

Ni含量对钒钛磁铁矿原位合成制备铁基摩擦材料的影响

以钒钛磁铁矿为主要原料,利用选择性碳热原位还原技术真空烧结制备铁基摩擦材料,研究添加合金元素Ni(1%~4%,质量分数,下同)对铁基摩擦材料的微观组织、力学性能及摩擦磨损行为的影响。结果表明:烧结试样由铁基体、润滑相石墨和硬质相(主要为TiC)3种组元构成,其基体组织主要是层片状的珠光体,具有较高强度和硬度。与未添加Ni的试样相比,添加Ni对铁基摩擦材料的组织和性能有不同程度的促进作用。添加少量的Ni(1%~2%)能有效促进材料烧结致密化,材料中的孔隙细小且数量较少,硬质相和石墨均匀分布,硬度和摩擦磨损性能均随着Ni含量的增加大幅度提高。但当Ni含量超过2%时,烧结试样中出现较大的孔洞并且石墨与硬质相均出现偏聚,材料硬度逐渐降低,磨损率和摩擦因数均随Ni含量的增加而有所增大。综合而言,当Ni含量为2%时材料的组织结构和性能均达到最佳。     

物理气相沉积薄膜的界面与附着力

近十多年来，气相沉积技术发展十分迅速，无论在理论研究还是应用研究上都取得了丰硕的成果，尤其在PVCD薄膜的附着务方面.研究十分，本文根据有限的资料，初步归纳出：D PVD过程中，膜／基附着力与基体表面活性密切相关，薄膜与基体之间也可以化学吸附形式结合，形成界面化合物，也可借助离子的轰击作用形成结合良好的扩散过渡层，膜／基界面之间不匹配将使附着力下降，可通过设置过渡层（梯度层）的方式加以解决。     

Ti含量对NiAl-Cr(Mo)共晶合金凝固组织的影响

添加Ti降低了NiAl-Cr(Mo)共晶合金凝固过程中NiAl/Cr(Mo)共晶生长速度,导致NiAl/Cr(Mo)胞状共晶组织的粗化,并因合金偏离共晶成分而促进先共晶NiAl相的形成.在添加Ti的NiAl-Cr(Mo)共晶合金中,Ti主要分布在基体NiAl相中.随着Ti含量的提高,过饱和的NiAl(Ti)基体发生分解,促进了Ni2AlTi相的形成,并且NiAl/Cr(Mo)胞状共晶组织发生退化.Ni-33Al-28Cr-3Mo-5Ti共晶合金的NiAl基体中析出细小的Cr(Mo)相,Cr(Mo)共晶相中析出细小的NiAl相.     

激光合成Ni-Cr-Al+12%TiC涂层的显微组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C) 12%TiC粉末制备出组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷的涂层,其中组织主要为金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42及其增强相TiC.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果显示:复合材料涂层的主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合,具有硬度高、抗粘着摩损能力强的特点,在滑动干摩擦实验条件下表现出优异的耐磨性.     

45钢表面Ni/WC复合熔覆层的形成机制

采用真空熔覆技术在45钢表面制备Ni +WC复合熔覆层并进行阶段性取样,研究镍基复合涂层的形成机制。结果表明：在45钢表面生成与基体冶金熔合、WC硬质颗粒分布均匀的Ni基复合熔覆层。整个熔覆层由4 mm厚的复合层、1 mm厚的过渡层、20 μm厚的扩散熔合区以及250 μm厚的扩散影响区组成。复合层区由WC和分解形成的富W复相碳化物包围在Ni颗粒周围组成;复合熔覆层的主要组成相有γ-Ni固溶体、Cr₇C₃、Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36、Cr₂₃C₆、Ni₃Fe、Ni₃Si、Ni₃B、W₂C以及C等;真空熔覆过程包括：镍基合金颗粒达到熔点(900℃)前升温阶段颗粒间微烧结颈的形成、升温达到熔点(1020℃)开始的镍基合金颗粒熔融以及保温阶段(1060℃)的熔合扩散与WC颗粒微区位置的调整。     

激光合成Ni—Cr-Al＋12％TiC涂层的显微组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X（X=Mo、W、Nb、Ti、C）＋12％TiC粉末制备出组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷的涂层，其中组织主要为金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42及其增强相TiC。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试。结果显示：复合材料涂层的主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相；其组织均匀，与基体之间为完全冶金结合，具有硬度高、抗粘着摩损能力强的特点，在滑动干摩擦实验条件下表现出优异的耐磨性。     

冷轧 Ni/Ti 多层中的固态非晶化反应——Ⅱ.恒速升温退火处理(英文)

通过重复冷轧 Ni/Ti 包覆粉末制备出 Ni/Ti 多层。使用 XRD,SEM,TEM,DSC 和磁性分析方法研究了该多层由恒速升温退火导致的固态非晶化反应。恒速升温退火时多层中首先形成非晶相,当非晶相层厚超过一临界值后,元素间将通过互扩散形成金属间化合物 Ni_3Ti 和 NiTi,最后已形成的非晶相晶化成金属间化合物 Ni_3Ti 和 Ti_2Ni。首次利用扩散控制的层长大机制和瞬时形核模型,计算了恒速升温退火处理时多层中非晶层长大厚度和金属间化合物的形成温度。     

SOLID STATE AMORPHIZATION REACTION IN COLD-ROLLED Ni/Ti MULTILAYERS ——Ⅱ.A CONSTANT-HEATING-RATE ANNEALING TREATMENT

通过重复冷轧Ni/Ti 包覆粉末制备出Ni/Ti 多层。使用XRD,SEM,TEM,DSC 和磁性分析方法研究了该多层由恒速升温退火导致的固态非晶化反应。恒速升温退火时多层中首先形成非晶相,当非晶相层厚超过一临界值后,元素间将通过互扩散形成金属间化合物Ni_3Ti 和NiTi,最后已形成的非晶相晶化成金属间化合物Ni_3Ti 和Ti_2Ni。首次利用扩散控制的层长大机制和瞬时形核模型,计算了恒速升温退火处理时多层中非晶层长大厚度和金属间化合物的形成温度。     

激光合成TiC/Ni-Al复合材料涂层组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C) TiC粉末,制备出金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42,获得了组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷涂层.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果表明,复合材料涂层主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni,Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合;复合材料涂层具有硬度高、抗黏着摩损能力强的优点,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性能.     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的微观结构与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺,以FeAlNi混合粉体为过渡层材料在钢基体表面制备了Fe/Al2O3梯度涂层,并对其微观结构与性能进行分析.结果表明:当烧结温度为1220℃时,梯度涂层与钢基体的界面结合强度达到25.3MPa,涂层主要由α-Al2O3,AlFeO3和NiFe2O4等物相组成.Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的结合主要通过吸附与扩散化合两种方式共同起作用.涂层中没有明显的孔洞和平整的界面,且有树枝状组织生成,涂层与钢基体实现良好的结合,这表明涂层成分的梯度化设计能够有效地缓和界面处的应力集中,改善涂层与钢基体的界面结合状态,提高涂层材料的使用性能.     

3Y-TZP/Fe-Al复合材料化学相容性分析

根据热力学原理,考察了Fe-Al系金属间化合物与ZrO2陶瓷基体的化学相容性。结果表明,当Fe-Al金属间化合物中Al<42at％时,Fe-Al金属间化合物与ZrO₂基体不易发生化学反应。XRD、SEM及HREM分析验证了此结论。HREM观察表明Fe₃Al与基体3Y-TZP之间界面干净,无反应层和过渡层的存在,Fe₃Al与ZrO₂界面两侧的原子排列不是一一对应的,只是部分互相匹配,形成半共格关系。界面上品面间错配度δ=30％,界面上存在着错配位错。     

线材热浸镀galfan单、双镀层结构及力学性能研究

钢铁材料热浸锌铝合金是一种常见的防腐方法,特别是锌铝合金具有优良的耐腐蚀特性.实际工业生产中,实现热浸镀锌铝合金工艺主要有单镀法和双镀法.通过对热镀锌单、双镀工艺所得镀层进行SEM、EDS和力学性能研究,分析了单、双镀工艺对镀层成分、组织结构和力学能的影响.结果表明,铝更易与铁基体结合,在中间过渡层形成富Al相金属间化合物,gahn单镀工艺镀层有很薄的过渡层,并且施镀过程对材料力学性能影响小.     

Mo含量对Mo-Mn法陶瓷金属化层性能的影响

采用丝网印刷法在氧化铝陶瓷表面制备了活性Mo-Mn金属化层,研究了Mo含量对烧结后金属化层的微观结构、元素成分以及钎焊后抗拉强度的影响.研究结果表明,Mo-Mn法陶瓷金属化层以Mo为骨架结构,玻璃相填充于骨架结构内部,随着膏剂中Mo含量的增加,烧结后的金属化层中Mo骨架与玻璃相成分并无较大变化,而Mo骨架体积占比增加,...     

一种具有密度梯度的飞片材料的制备

本文作者使用Fe-Al烧结助剂,在1473 K的热压烧结条件下成功制备出了整体致密、密度沿厚度方向呈特定分布的W-Mo-Ti体系密度梯度飞片材料。研究表明,低熔点Al的添加,使部分烧结助剂Fe以液态形式存在,提高了Fe的活化烧结能力。W-Mo,Mo-Ti合金的烧结均为液相烧结过程,W-Mo合金主要通过形成少量粘结相和液相来粘结W,Mo晶粒,而Mo-Ti合金则通过形成部分Mo-Ti固溶体来实现致密化。