钛合金表面电火花沉积强化研究现状

介绍了电火花表面沉积工艺的基本原理和技术特点，以及国内外电火花沉积技术在钛合金表面强化领域的研究现状。在钛合金表面进行电火花沉积，可得到具有高硬、耐磨、耐高温氧化、低摩擦系数的特殊表面涂层。虽然电火花表面强化技术具有特殊的强化效果，但存在着电火花强化层的表面粗糙度不容易控制、生产效率低、强化工艺不稳定的缺点。因此，今后要深入研究电火花放电机理，进一步提高强化效率，研究不同电极、基体材料的强化工艺。     

纳米金刚石薄膜涂覆Ti6Al4V合金的改性研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,在医用钛合金上沉积金刚石薄膜,其晶粒尺寸40 nm左右,表面粗糙度Ra=39 nm.在SiC球为摩擦副的干摩擦实验中,2N载荷下运转10000转,摩擦系数在0.25左右,并且没有出现任何薄膜破裂或剥落.血液相容性评价显示,动态凝血时间和溶血率比钛合金基体均有较大的提高,接近热解碳膜(LTIC).     

钛合金电火花表面渗碳研究

用电火花渗碳技术可在钛合金表面形成一层40～50μm厚的渗碳层,分析显示渗碳层中主要是由石墨电极与基体反应生成的TiC相组成。渗碳层与基体之间没有明显的界面,组织和成分过渡均匀。TA2合金渗碳层的显微硬度最高可达2000HV0.05,是基体的5～7倍;整个渗层截面的硬度呈梯度分布。     

生体相容性好的钛合金的开发

下表列出了直到现在所开发成功的一系列生体用钛合金 ,并且是按其发明年代的先后依次排列的。纯钛和α β型双相钛合金Ｔｉ 6Ａｌ 4ＶＥＬＩ合金或Ｔｉ 6Ａｌ 4Ｖ合金 ,最早仅作结构材料使用 ,后来也被用作生体材料。随后开发了仍然是α β双相型的钛合金Ｔｉ 4Ａｌ 2 5Ｆｅ合金和Ｔｉ 6Ａｌ 7Ｎｂ合金 ,消除了对人体有毒性副作用的Ｖ元素 ,而是采用了Ｎｂ作为置换元素 ,Ｎｂ与Ｖ同样都是 β相稳定化元素但无Ｖ那样的对人体的毒副作用。再以后 ,则开发了既无Ｖ也不加Ａｌ的α β型钛合金Ｔｉ 15Ｚｒ系和Ｔｉ 15Ｓｎ系合金。近些年来 ,开…     

高温用软磁纳米晶合金

在动力生产、转换器和调节装置等方面使用的高温感应器 ,所用软磁材料对于温度特性和磁性的要求都比较高 ,要求低的矫顽力以减低其与频率无关的损耗 ,要求高电阻以减小其与频率有关的涡流损耗 ,要求高的磁化强度以便扩大其可以应用的范围。低的矫顽力、高的电阻和磁化强度 ,是任何感应器所要求使用的软磁材料 ,但是在高温下工作时还要求具有足够高的居里点和高运行温度 (高达 870Ｋ)下高的磁化强度。对于传统的多晶合金而言就很难全面实现这些要求 ,近年来已被广泛重视的纳米晶软磁合金在这些方面有可能获得全面的解决。因此 ,美国华盛顿的…     

Ti基合金熔体停止流动机理研究

采用Ti-6Al—4V合金熔体浇注螺旋形流动性试样。通过对螺旋形试样的宏观组织观察,研究了Ti基合金熔体的停止流动机理,并建立了Ti基合金熔体的停止流动模型。结果表明,Ti基合金的停止流动机理复杂,不能仅仅归结为传统的端部堵塞机理,更主要的原因是根部柱状晶生长丰富,形成穿晶组织导致颈缩,阻止液态流体通过,从而导致合金熔体停止流动。     

纳米晶Cu-Si合金的抗氧化性能

采用电弧熔炼和机械合金化方法制备了两种晶粒尺寸差别较大的Cu-Si合金,并采用热重分析方法对其在700℃和800℃、1×105Pa流动O2中氧化24 h的抗高温氧化性能进行了研究。结果表明,不是所有合金氧化动力学都遵循抛物线规律,甚至有些合金的动力学曲线十分不规则。总的来说,机械合金化法制备的合金单位面积氧化增重小于相应的熔炼合金。合金氧化后都未形成连续的SiO2保护膜,而形成了相似的复杂的氧化膜,其中都包含由Cu2O和SiO2组成的富含SiO2的混合氧化物层,它限制了铜和氧的进一步扩散。晶粒尺寸的减小促进了活泼组元Si的扩散,加速了SiO2和富含SiO2的Cu2O+SiO2混合氧化物层的形成,提高了Cu-Si合金的抗高温氧化性能。     

激光熔化沉积钛合金及其复合材料的研究进展

综述了近年国内外激光熔化沉积航空用钛合金及其复合材料的研究进展,并就目前研究中存在的问题和不足以及今后发展的方向提出了一些看法.     

高能球磨法制备纳米晶Ni粉的研究

采用高能球磨法制备出了纳米晶镍粉,并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等分析检测手段,研究了该纳米晶镍粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明,镍粉末平均粒度和晶粒度随球磨时间增加不断减小,而应变随球磨时间增加不断增大;当高能球磨54h后,球磨产物为FCC结构的鳞片状多晶体,晶粒度为17nm左右,应变为0.48%,颗粒尺寸为150～200nm;球磨时间增加至98h,产物中出现非晶相,但仍以多晶为主,晶粒尺寸为7nm,应变为1.24%,粉末团聚严重。     

Molybdenum Deposition on Titanium

Described herein are the results obtained during research work involving coating titanium alloys with molybdenum by vapor-deposition methods. Results show that the method can be used successfully to deposit hard adherent wear-resistant coating of metallic molybdenum on titanium or titanium alloys without changing the microstructure of the titanium base.     

Problems in High Current Density Nickel and Chromium Deposition

Five optical methods are discussed here by which the surface finish of polished or electrodeposited metal surfaces may be studied. Four are dealt with briefly because they have been adequately described in the literature. The fifth is believed to be new in its application to metal finishing. Preliminary results obtained for polished brass surfaces and for various electrodeposited metal coatings are discussed.

The presence of an oxide film has a marked influence on the optical behaviour of a metal surface. The properties of such a film may be learnt from the methods here outlined. Of particular practical interest is the anodic oxide film, familiar long since as a surface finish for aluminium and of current interest as a possible protection for other metals. The methods described are of general application. Illustrations are provided of the results obtained on anodised tantalum surfaces.     

钛及高温合金的冷炉床熔炼

综述了冷炉床熔炼的发展历史、特点、炉子的结构和工作原理以及电子束和等离子体两种熔炼方式用于熔炼纯钛和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ的各自优点。     

超音速火焰喷涂制备钼基非晶纳米晶涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术，在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上成功的制备出了一种Mo基非晶纳米晶复合涂层。这种涂层组织均匀致密，孔隙率小，约为3．4％，呈典型的层状分布；涂层是由非晶和纳米晶组成，在非晶基体中均匀分布了纳米晶粒。根据衍射峰的半高宽，计算出Mo基涂层中的晶粒平均尺寸为25～70nm，与通过透射电镜的观察得到晶粒大小数20～70nm相符；涂层具有较高的硬度，平均显微硬度为859．0HV50；所获得的非晶纳米晶涂层具有较高的热稳定性，在1020．1℃以下使用，不会发生晶型转变。     

钛及钛合金表面金属电沉积的预处理问题

目前钛及钛合金在国民经济和国防工业上的应用越来越广泛,为了提高和改善其使用特性,需要对其进行表面处理。金属表面电沉积是最常用且比较有效的方法,通过金属表面电沉积就可以提高和改善其功能性、装饰性、耐蚀性以及与涂覆层的结合强度。金属电沉积的关键是预处理问题,而预处理的关键是在其表面形成适宜的"活性膜"。电沉积层的性质取决于电解液的组成以及温度、pH值、电流密度、电沉积时间等因素。     

高活性纳米二氧化钛光催化剂的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶-凝胶法合成了纳米二氧化钛光催化剂,利用X-射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计等测试技术研究了纳米二氧化钛的形态结构特征及其光催化性能,并探讨了甲基橙溶液的初始pH值和初始浓度、涂膜次数、光源种类、光照时间对光催化降解反应的影响机制.研究结果表明,采用紫外光源照射20min,纳米二氧化钛薄膜对甲基橙的光催化降解效率达到98%,纳米二氧化钛具有高光催化活性.     

钛及钛合金表面金属电沉积的预处理问题

分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层性能差异进行了讨论。结果表明,两种Al2O3-3%TiO2涂层均以γ-Al2O3为主,其中还含有少量的α-Al2O3和微晶或非晶。带Laval喷嘴APS所制备涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度均明显劣于普通APS涂层,但前者涂层的沉积率达到70%,明显高于后者,大大降低了涂层的生成成本。粒子特征分析表明,延长的Laval喷嘴降低了粒子在等离子焰流中的速度,延长了粒子在焰流中的停留时间,从而使涂层的结合强度和致密度降低,而使涂层沉积率有明显升高。     

基于PTV的钛合金离心铸造物理模拟流速表征

针对钛合金立式离心铸造过程,结合粒子追踪测速技术(PTV),对相似钛合金流体充型速度进行定量表征。首先,基于物理模拟相似性原理,设计了试验模具,配置了常温相似流体;其次,进行了不同转速和浇注速度参数的物理模拟试验,并采用PTV方法获得粒子随流体运动的瞬态速度;最后分析了流体运动特征:示踪粒子会沿着与旋转速度相对的型腔壁面运动;低转速条件下适当提高离心转速和减小浇注速度有利于流体平稳充型。     

银催化化学镀合金包覆空心微珠粉体的制备

采用粉体化学镀技术，以AgNO3取代常见的贵金属盐PdCl2作为活化剂、H2PO2取代Sn^2＋作为还原剂，经一步前处理过程，在空心微珠表面沉积NiCoP台金。利用扫描电镜、能谱分析仪以及X射线衍射分别讨论了沉积层的形貌、成分和相结构。结果表明：NiCoP合金均匀沉积在空心微珠表面；结合X射线光电子能谱仪观察到的银元素化学态的变化过程，提出了这种改进工艺的一种可能机理。     

三种钛合金的高温渗氧行为

采用SEM、EPMA、XRD及显微硬度计对3种钛合金TA2、TB5及TCll的高温渗氧行为进行了研究。结果表明，同一条件下，纯钛(TA2)的氧化膜较薄；β钛合金(TB5)形成较厚的氧化膜，有贫铝区形成；α/β双相钛合金(TC11)的氧化膜很薄且致密。3种钛合金中均存在较厚的氧在α相中的扩散固溶层且显微硬度得到提高。3种钛合金的氧化动力学曲线均呈抛物线型。利用扩散和固溶原理对渗氧的不同机理进行了探讨。