纳米氧化锆热障涂层组织结构和高温稳定性能分析

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆热障涂层.利用FESEM和XRD对纳米氧化锆热障涂层的微观组织和物相组成进行研究.微观组织分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层展现出独特的微观复合结构,包括未熔纳米颗粒和柱状晶组织.物相分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层主要由非平衡四方相组成.纳米氧化锆热障涂层高温稳定性能试验结果表明,涂层晶粒度随着服役温度和服役时间的增加而增加,但仍保持纳米结构;涂层物相组成不随服役环境的变化而变化.     

热处理温度对Cu-In薄膜微观结构的影响

采用电镀工艺制备了CIS太阳能电池的Cu-In预制薄膜,通过分析不同温度热处理后材料结构的变化,研究了Cu-In预制层薄膜的相变规律及其表面特征.实验结果表明:在433K温度下进行热处理后,Cu-In薄膜由单质In及少量Cu11In9构成,此时单质In熔化,凝固后其表面In颗粒长大;当热处理温度高于577K时,在表面富In区发生固液转变,薄膜表面更加致密.随着Cu和In原子相互扩散加剧,Cu11In9最终完全转变为Cu16In9.     

基板温度对EB—PVD梯度热障涂层的微观结构和性能的影响

采用EB－PVD方法共蒸发Al-Al2O3-YSZ混合源,在高温合金基体上沉积了梯度热障涂层。研究表明,基板温度显著地影响着梯度热障涂层的微观结构和性能;在850℃时沉积得到的热障涂层实现了涂层的结构由金属粘结层向陶瓷顶层的梯度过渡,而且涂层在1050℃的热循环寿命达到了500h(1000次循环）以上。由于“阴影”效应,在涂层中形成了梯度微孔结构,从而导致涂层的微观硬度朝着其表层逐渐增加;随着基板温度上升,涂层孔隙率增大,微观硬度减小。     

铝基钛坯高温防氧化涂层界面结构研究

以Al粉为主料,Sn粉、SiO2粉、苯丙乳液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等为配料制备高温防氧化涂料。将涂料喷涂到钛坯表面,然后置于1050 ℃条件恒温8 h,对比喷涂与热处理前后钛坯表面形貌。利用金相显微镜观察裸露面和喷涂面经热处理后的氧化层组织,使用场发射扫描电镜、能谱分析仪研究涂层界面处的微观形貌和元素扩散,采用X-射线衍射仪探讨涂层界面处的相结构。结果表明,使用铝基高温防氧化涂层能够有效的减缓钛坯热加工过程中高温氧化,涂层厚度对Ti-Al扩散层的厚薄无明显影响,扩散层形成了Al2O3-TiAl和TiAl3-Ti多层结构,且涂层厚度为50 μm左右时已经具有较好效果。     

温度对CVD-TaC涂层组成、形貌与结构的影响

利用TaCl5-C3H6-H2-Ar反应体系,用化学气相沉积法(CVD)成功地在C/C复合材料表面沉积TaC涂层及C-TaC复合涂层.研究了温度对TaC涂层的相组成和表面形貌的影响以及CVD-TaC涂层的沉积机理.结果表明:在1373～1673 K温度范围内能够在C/C复合材料表面制备碳化钽涂层,它由TaC和游离碳组成.提高沉积温度和H2/C3H6的流量比,TaC涂层中游离碳的含量减少;随着沉积温度的升高,TaC涂层的颗粒尺寸增大,均匀程度下降;在1 573 K时颗粒间出现明显的烧结界面,结构致密无裂纹.制备出成分波动的C-TaC复合涂层,该涂层与基体间具有良好的机械相容性.分析了低应力、无裂纹TaC复合涂层的形成机制.     

热处理对铁铝涂层相组成及滑动磨损性能的影响

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术得到的铁铝金属间化合物涂层 ,研究了 5 5 0℃和 80 0℃热处理对涂层相组成及滑动磨损性能的影响。结果表明 ,涂层的主要组成相是铁铝金属间化合物 (FeAl和Fe3 Al)和α Fe ,另有少量的Al2 O3 和Al。热处理后 ,一部分Fe3 Al将转变成FeAl,对涂层的显微硬度有明显的影响。剥层磨损是铁铝涂层的主要磨损机理。通过热处理提高涂层的显微硬度 ,将有利于提高涂层的耐磨性     

溅射技术对TiN涂层结构和力学性能的影响

目的 沉积条件对Ti N涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响,而溅射技术又决定了涂层的沉积条件,探究不同溅射技术对Ti N涂层的微观组织结构和性能的影响,提高Ti N涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法 采用不同的溅射技术(dcMS、Hi PMS、Hybrid)在M2高速钢表面沉积Ti N涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、sin²ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了Ti N涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果 不同溅射技术制备的Ti N涂层均为柱状晶结构和Ti N (111)择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度(29.7GPa)和最低的膜基结合力(HF2),而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高沉积速率和高膜基结合力,其膜基结合力达到HF1级,临界载荷(Lc2)达到82.5 N。不同溅射技术制备的Ti N涂层的摩擦因数均随着温度的升高而降低,在500℃时,Ti N涂层的摩擦因数约为0.53。Ti N涂层的磨损率随着温度的升...     

熔体过热处理对定向凝固界面形态及稳定性的影响

介绍了固液界面形态及稳定性的判据,即成分过冷理论和绝对稳定理论;简述了国内熔体过热处理的研究;详细阐述了熔体过热处理影响定向凝固界面形态及稳定性的现象及理论研究.并对今后熔体过热处理在定向凝固技术中的研究方向作了展望.     

热处理对一种镍基单晶高温合金微观组织和持久性能的影响

研究了不同热处理工艺对一种镍基单晶高温合金的组织和持久性能的影响。结果表明：固溶处理时间越长，合金中的γ′相尺寸越均匀，有利于合金持久性能的提高。1080℃，4h和1150℃，4h时效后空冷获得的γ′相具有尺寸适合、立方度高的特点。2种时效处理对合金中温高应力的持久性能影响不明显，在高温低应力下，经1080℃时效处理的持久寿命略长。     

沉积温度对高性能TiAlN涂层微观结构和力学性能的影响

采用真空电弧离子镀（AIP）技术在不同沉积温度下TiAlN涂层,用于高性能制造,并研究了沉积温度与表面性能的关系。结果表明,由于离子轰击作用,表面大颗粒随沉积温度的升高而减少。随着沉积温度的升高,涂层表面的晶粒尺寸先急剧减小后逐渐增大。此外,沉积温度对合成涂层的相组成和化学成分影响不大。随着沉积温度的升高,硬度和粘结强度先迅速增加,后逐渐降低。当沉积温度在450℃左右时,沉积的TiAlN涂层硬度最高,粘结强度最大。上述现象的发生机理与沉积过程中表面与界面之间的微观组织和残余应力的变化有关。合成的涂层在高达900℃的空气中具有良好的热稳定性。     

热处理对锶铁氧体微结构及吸波性能的影响

采用溶胶凝胶自燃烧法,在不同煅烧温度条件下制备了六角锶铁氧体粉体,对其结构、形貌和电磁参数进行了分析。通过绘制匹配解析图,求得各锶铁氧体所得涂层的最佳匹配厚度和最佳匹配频率,并利用传输线理论计算了最佳条件下样品的吸波效果。结果表明:热处理温度对锶铁氧体的结构和形貌有很大影响,以5℃/min升温时,随着煅烧温度升高,颗粒由米粒状逐步转化为完美的六角片状;热处理温度对锶铁氧体吸波性能的影响也较大,1 000℃的样品吸波效果最好,当匹配厚度为5.2mm时,低于-5dB的带宽为4.5GHz,最大吸收峰值为-38dB。     

热处理对含Ti过共晶高铬铸铁组织和性能的影响

研究了不同热处理温度对过共晶高铬铸铁4%C-18%Cr-1%Ti(质量分数)的组织与性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,基体中残余奥氏体量提高,而宏观硬度和基体显微硬度均出现先增长后减少的趋势,并均在1000℃出现峰值。在1000℃热处理时,试验的过共晶高铬铸铁获得最佳的硬度和冲击韧性值。     

热处理温度对铝锌铟合金组织与电化学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、恒电流法和动电位极化法考察了热处理温度对铝锌铟合金微观组织及电化学性能的影响.结果表明:470～530℃热处理可使合金组织均匀化,提高合金电化学性能.在470℃下同溶4 h后炉冷处理的合金大晶粒内部出现微品且晶粒内弥散析出细小点状第二相,晶界和第二相共同对合金起到良好的活化作用,使合金腐蚀形貌均匀、电流效率高达93.92%、电位负而且稳定.随温度升高至530℃,微晶晶界变粗、第二相开始长大,合金工作电位稍微正移,电流效率下降0.64%.     

热处理温度对Cr/Al涂层组织结构及性能的影响

目的提高物理气相沉积Cr/Al涂层与基材锆合金的结合强度,减少涂层表面微观缺陷及内应力。方法采用多弧离子镀及磁控溅射技术在锆合金表面溅射Cr/Al涂层,并将涂层试样分别置于600、800℃保护气氛炉中热处理30 min。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(EDS)及光学显微镜(OM),分析了Cr/Al涂层热处理前后相组成、表面形貌、截面形貌、元素成分变化及涂层剪切后的剥落形貌。利用弹簧拉压试验机,测试了未处理涂层、600℃和800℃热处理涂层试样与基材锆合金的结合强度。结果 600、800℃热处理涂层相比未处理涂层,表面更加平滑,表面孔隙及微观缺陷较少,但与基材锆合金的结合强度并没有明显变化,未热处理涂层、600℃热处理涂层、800℃热处理涂层与基材锆合金的结合强度分别为44.07、44.12、44.08 MPa。结论热处理后,涂层出现Al Cr2、Al8Cr5、Al9Cr17、Al9Cr4、Al86Cr14等多种Cr-Al合金相,有利于涂层表面孔隙及大颗粒等缺陷的减少。但热处理前后,涂层与基材的结合强度未发生明显变化。     

烧结温度对Q235钢搪瓷涂层组织结构及性能影响

通过一次涂搪法在 Q235 低碳钢表面制备出 700 ~ 900 ℃ 烧结的搪瓷涂层。 采用 XRD、SEM、EDS、显微维氏硬度计、落球装置及电化学工作站研究了涂层物相组成、组织形貌、微区成分、机械性能及腐蚀行为。 结果表明:搪瓷涂层在烧结过程中表面孔隙率持续减小,截面孔隙率则先减小后增大再减小;磨加物石英逐渐溶解在涂层硅氧四面体 [SiO₄ ]网络中,使涂层显微硬度和光泽度提高;涂层与基体界面处氧化层逐渐减小并最终消失,而 Fe 扩散区逐渐扩大并形成富含 Fe-Co 和 Fe-Ni 枝晶的密着层;涂层表面釉质层形成及内部腐蚀通道的闭合使其耐腐蚀性能显著提高。     

沉积温度对CrB_2涂层结构与性能的影响

为了研究沉积温度对涂层微结构与力学性能的影响,采用直流磁控溅射技术制备了CrB_2涂层。通过XPS、XRD、SPM、SEM、HRTEM、纳米压痕仪和维氏压痕仪分别分析了涂层的成分、结构、微观形貌和力学性能。结果表明:在不同沉积温度下,CrB_2涂层均由CrB_2和少量Cr相组成。涂层具有致密的纳米柱状结构,其直径大约为7nm,且沿着生长方向贯穿整个涂层截面。随沉积温度升高,涂层晶体取向由(101)和(001)的混合取向逐渐转变为(001)择优取向,涂层由纤维状结构转变为柱状晶结构,且柱状晶尺寸随沉积温度的增加逐渐细化,致密化程度增加。涂层的力学性能随沉积温度的升高而显著增加;当沉积温度达到400℃时,涂层具有最高硬度(50.7±2)GPa和最高弹性模量(513.6±10)GPa。微观结构和力学性能随沉积温度的演变归因于沉积原子运动的逐渐增强和结构的致密化。     

激光熔覆工艺参数对生物陶瓷涂层组织性能的影响

采用激光熔覆技术,在Ti-6Al-4V合金表面制备了生物陶瓷复合涂层,并对激光熔覆工艺参数与涂层组织及性能的关系进行了对比分析.结果表明,激光熔覆生物陶瓷复合涂层的优化工艺参数为:输出功率2.5kW,扫描速度140mm/min,光斑尺寸15mm×1mm.在优化工艺参数下获得了表观质量完好且与基体形成冶金结合的生物陶瓷复合涂层,涂层中最高显微硬度值达到1474HV0.3,物相组成主要为CaTiO3、 HA(Ca10(PO4)6(OH)2)、α-TCP(α-Ca3(PO4)2)、β-TCP(β-Ca3(PO4)2)等.