纳米TiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层性能的影响研究

利用电子拉力机、紫外光辐照箱、示差扫描量热仪（DSC）及描电子显微镜（SEM）对火焰喷涂尼龙1010/纳米TiO2复合涂层的力学性能、耐老化性能及热性能等进行了测试.结果表明,当复合涂层配比为m（PA1010） ： m（n-TiO2）=100 ： 1.5时,复合涂层综合性能较佳,涂层自拉伸强度为73.68 MPa;涂层与基体结合强度为26.4 MPa;涂层经10天紫外线老化后,涂层自拉伸强度保持率为94.2 %;DSC分析结果表明,纳米TiO2有明显的异质成核作用,使复合涂层的过冷度由27.0 ℃下降为23.0 ℃.提示纳米TiO2能够显著提高涂层力学性能和抗老化性能,并有助于提高复合涂层的结晶速率,具有明显的成核作用.     

纳米压痕和划痕法测定 TiO2 纳米薄膜的力学性能

目的研究相同工艺条件下阳极氧化法在不同钛合金基底(TA1,TC4,TC4F136)上生成的TiO2薄膜的力学性能差异。方法采用扫描电镜结合原子力显微镜观察3种薄膜的形貌和结构,用UNHT型纳米压痕仪测试TiO2纳米薄膜的力学性能,利用纳米划痕法测试3种钛合金表面生成的TiO2薄膜与基底的结合强度及摩擦性能,用纳米压痕技术测试TiO2的显微硬度和弹性模量。结果电解液及其它电化学条件相同时,不同钛合金基底上形成的TiO2薄膜结构(管直径、管壁厚及管长度)不同。结论阳极氧化法在钛合金基底上生成的TiO2纳米薄膜的力学性能,由TiO2微观结构及其与基底的结合强度决定,微观结构和结合强度归根到底由合金中元素决定。     

利用纳米压入加载曲线确定金属薄膜的屈服强度和硬化指数：Ⅰ.数 …

针对纳米压入仪上普遍使用Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ三棱锥压头。本文分别考虑理想与钝化两种压头尖端几何情况,并使用三维弹塑性大应变 有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ,对沉积在陶瓷基体上金属薄膜的纳米压入加载过程进行了模拟计算,建立了膜、基材料基本力学性能参量及压头相对钝化量同纳米压入加载曲线间的函数关系,进而提出了利用纳米压入仪测得的连续压入加载曲线确定陶瓷基体上金属薄膜屈服强度和硬化指数的一般方法。     

利用纳米压入加载曲线确定金属薄膜的屈服强度和硬化指数 Ⅰ.数值模拟

针对纳米压入仪上普遍使用Berkovich三棱锥压头,本文分别考虑理想与纯化两种压头尖端几何情况,并使用三维弹塑性大应变有限元分析软件ABAQUS,对沉积在陶瓷基体上金属薄膜的纳米压入加载过程进行模拟计算,建立了膜、基材料基本力学性能参量及压头相对钝化量同纳米区入加载曲线间的函数关系,进而提出了利用纳米压入仪测得的连续压入加载曲线确定陶瓷基体上金属薄膜屈服强度和硬化指数的一般方法     

纳米压痕技术及其在薄膜/涂层体系中的应用

综述了纳米压痕技术的发展历程及其在薄膜领域的应用。介绍了当前实验室条件下主要采用的电磁驱动式纳米压痕仪的构造和工作过程。为了保证测试结果的准确性,要在合适的温度、湿度下进行压入实验,借助保载来消除一些可以避免的误差。阐述了压头的分类和选择原则,玻氏压头相比于维氏压头具有更小的中心线与棱面夹角,避免了尖端横刃对于压入结果准确性的影响,因此最常用的压头为玻氏压头;表征断裂韧性最合适的压头为立方角压头;表征微机电系统的弯曲采用楔形压头。总结了通过最大载荷和压入面积得到涂层力学参量的分析流程。归纳了将纳米压痕法应用于表征薄膜涂层的硬度和弹性模量、室温下蠕变性能、断裂韧性、残余应力、塑性性能等力学量的研究,如表征硬度和弹性模量的Oliver-Pharr法的应用,识别蠕变柔量的Lee-Radok模型的应用,分析断裂韧性的Lawn-Evans-Marshall模型的应用。在涂层制备过程中,制备参数的改变可以使得涂层具有不同的力学性能,涂层厚度远小于表面尺寸,硬度和弹性模量仍然存在各向异性,非晶态结构涂层具有更高的硬度和弹性模量。采用碳纳米管强化可以提高涂层的断裂韧性,涂层内存在适量的残余应力数值和合...     

火焰喷涂尼龙1010/纳米ZnO复合涂层力学性能研究

为了探讨纳米ZnO(n-ZnO)对火焰喷涂尼龙1010涂层力学性能的影响，利用电子拉力机对火焰喷涂尼龙1010／n—ZnO复合涂层的力学性能及耐老化性能进行了测试。结果表明，当复合涂层配比为m(PA1010)：m(n-ZnO)=100：1．5时，复合涂层综合性能较佳，涂层自拉伸强度为41．92MPa；涂层与基体结合强度为41．68MPa。提示纳米ZnO能够明显提高涂层与基体的结合强度，对涂层的自拉伸强度也有一定幅度的提高。     

铝表面改性SiOx薄膜力学性能研究

采用常压化学气相沉积（APCVD）技术在铝基底上成功制备了改性SiOx陶瓷薄膜。通过显微硬度测试与涂层附着力自动划痕测试定量研究了薄膜显微硬度和膜基结合强度，利用光学显微镜（0M）和扫描电子显微镜（SEM）观察了薄膜的原始表面以及压痕、划痕形貌。结果表明，SiOx膜层由大小不均匀的等轴状颗粒团聚堆垛而成，退火处理时长大或融合成片状；SiOx薄膜有效提高纯铝表面的硬度，并能通过SiOx薄膜变形以松弛表层应力，抑制脆性裂纹产生；划痕测试证明基底和薄膜具有很高的结合强度，薄膜与基底发生塑性变形而不剥离。     

TiN/CrN多层薄膜的微观结构与力学性能（英文）

为了研究TiN/CrN多层薄膜微观结构与力学性能的关系,采用磁控溅射技术制备了TiN、CrN单层薄膜和3种不同调制周期的TiN/CrN多层薄膜。通过原子力显微镜和X射线衍射仪分析了膜的表面形貌和相结构。使用纳米压痕仪测试薄膜的硬度和压入塑性,用曲率法测定薄膜的残余应力。结果表明,TiN/CrN的多层薄膜是由TiN和Cr_2N两相组成,随着调制周期的增大,TiN层与CrN层之间的界面区域变小,界面平滑且明显。力学性能方面,多层薄膜的硬度和压入塑性比单层膜好,并且多层薄膜随调制周期的减小,硬度和压入塑性增大,残余应力随周期的增加而逐渐增大。综上可见,TiN/CrN多层薄膜的力学性能的改善取决于界面区域的大小和形貌,即调制周期。该结论与Hall-Petch理论相吻合。     

纳米压痕技术在材料力学测试中的应用

近年来,材料纳米级力学测试日益引起广大研究者的重视。纳米压痕仪凭借极高的载荷和位移分辨率,广泛应用于材料表面的微纳米级力学性能的测试,包括硬度、弹性模量、塑性应变、薄膜界面结合强度以及材料疲劳特性等。综述了几种纳米压痕和纳米冲击技术测试材料力学性能的方法和原理,介绍了纳米压痕技术在材料力学性能测试方面的若干先进应用实例及其测试机理,以及原子力显微镜和扫描探针显微镜在力学测试方面的原理和应用。最后,提出了纳米压痕仪存在的若干问题,并对纳米压痕技术的发展进行了展望,认为纳米压痕技术结合有限元模拟建立材料疲劳断裂模型,是纳米压痕在力学测试方面发展的必然趋势。     

Ti-Al-N 涂层的组织结构与摩擦学性能

目的采用多元等离子体注入与沉积(MPIIID)技术制备Ti-Al-N涂层,系统研究涂层的微观组织结构、力学性能与摩擦学特性。方法借助XRD,XPS,SEM和TEM等,观察分析Ti-Al-N涂层的微观组织结构与物相组成,采用纳米压入试验仪、布氏硬度试验仪、摩擦磨损试验仪和激光共聚焦显微镜等测试分析Ti-Al-N涂层的力学性能、膜基结合力和摩擦磨损性能。结果 Ti-Al-N涂层表现出较高的膜-基结合强度。Al元素掺杂诱发Ti-Al-N涂层发生严重晶格畸变。当Al原子数分数为6.18%时,Ti-Al-N涂层以c-TiAlN相结构为主,表现出超高硬度(达到39.83 GPa);随着Al元素含量增加,涂层中的软质h-TiAlN相结构增多,硬度随之下降。摩擦试验结果表明,低Al含量Ti-Al-N涂层的抗磨损能力良好,其主要磨损机制为磨粒磨损;高Al含量Ti-Al-N涂层的抗磨损能力较差,其主要磨损机制倾向粘着磨损。结论 MPIIID技术成功实现了Ti-Al-N涂层的低温制备与成分调控,低Al含量的Ti-Al-N涂层具有优良的力学性能和优异的抗磨损能力。     

内氧化Al2O3／Cu—Cr复合材料工艺与性能的研究

通过对Al2 O3 Cu Cr复合材料内氧化粉末冶金工艺的优选 ,探讨了添加合金元素Cr对复合材料性能的影响。研究表明 ,弥散分布的Al2 O3 硬颗粒对基体具有明显的强化作用 ;加入适量的Cr所产生的沉淀强化作用进一步提高了材料的力学性能。实验表明 :Al2 O3 Cu Cr复合材料经过 10 0 0℃× 1h固溶处理 ,30 0℃× 2h时效 ,硬度达到 144HV ,比电导率为 6 6 7%IACS。根据实验结果 ,分析了弥散强化和沉淀强化共同作用下材料性能变化的趋势     

稀土La对Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

利用机械合金化法结合放电等离子烧结制备Al2O3/Cu铜基复合材料,采用XRD、SEM、硬度、抗拉强度和电导率等测试研究La含量对Al2O3/Cu复合粉末和烧结材料组织及性能的影响。结果表明:添加0.05%的稀土La有利于机械合金化过程中Cu晶粒的细化和Al2O3颗粒的弥散分布,从而提高烧结材料的显微硬度和抗拉强度。烧结材料的导电率随着La含量的增加先升后降,当La的质量分数为0.10%时,Al2O3/Cu复合材料的导电率提高11.3%IACS。     

稀土Ce对Cr2O3/Cu复合材料组织和性能的影响

采用Cu-Cr-Ce预合金粉末进行内氧化反应研究Ce对Cr2O3/Cu复合材料组织和性能的影响。结果表明:在预合金粉中添加适量的Ce,可提高Cr2O3/Cu复合材料的性能,同时明显改善复合材料中Cr2O3在基体中的分布和细化Cr2O3的颗粒,提高Cr2O3/Cu复合材料中Cr2O3的生成率,促进Cr的内氧化。本实验条件下,Ce的最佳添加量为0.1%(质量分数,下同)。     

Al2O3对等离子喷涂Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2复合陶瓷涂层性能影响研究

目的研究Al_2O_3添加量对Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在油气管道X80管线钢基体表面制备出具有不同Al_2O_3含量的四元复合陶瓷涂层。另外,为探究基体温度对涂层性能的影响,所有涂层均在等离子喷枪预热及室温的两种基体上制备。所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性能分别采用煮沸称重法、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站进行检测,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析不同Al_2O_3含量涂层的物相组成和形貌特征,研究Al_2O_3含量对涂层各性能的影响。结果随着Al_2O_3含量的增加,Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层的气孔率呈现先降低后增加的趋势,相对应的四元复合陶瓷涂层的结合力、维氏硬度则先增加后降低。当Al_2O_3质量分数为60%时,四元复合陶瓷涂层的性能最优,气孔率为3.6%,硬度为824.6HV,结合力为53.8N。电化学腐蚀测试表明,Al_2O_3能增强涂层的耐腐蚀性能,Al_2O_3质量分数为60%时,涂层自腐蚀电位最高,为-0.28 V。另外,在基体预热和不预热条件下,所制涂层性能随Al_2O_3含量的变化一致,但是基体预热比不预热更有利于涂层性能的提高。结论 Al_2O_3的添加不仅能够有效降低涂层Cr含量,还能显著提升四元复合陶瓷涂层的各项性能,特别是耐腐蚀性。此外,等离子喷涂前对基体进行预热,有利于涂层性能提高。     

AI2O3/Cu复合材料制备工艺的优化

新型颗粒增强铜基复合电极材料Al2O3/Cu能较好地解决电阻点焊镀锌钢板时普通电极材料做电极寿命较短的问题。为了获得优化的Al2O3/Cu复合电极材料制备工艺,采用粉末冶金法制备Al2O3/Cu复合电极材料,通过改变制备过程中的工艺参数,以密度、显微维氏硬度、电导率、显微组织为检测内容,探讨压制力和烧结温度对Al2O3/Cu复合电极材料物理机械性能和显微组织的影响。结果表明,综合性能最优时的Al2O3/Cu复合电极材料制备工艺为:Cu-Al2O3混合粉末制坯压制力100 kN,烧结温度940℃。     

添加剂对新型AgTiB2触头材料微结构和性能的影响

以乙二胺为溶剂采用微波溶剂热法合成铜铟镓硒(CIGS)粉体,研究了反应温度、表面活性剂对合成产物物相及形貌的影响.采用X射线衍射仪、扫描电镜及X射线能谱仪对产物的物相、形貌及组成进行表征.结果表明:在反应温度为230℃(反应时间为2 h)条件下可以获得物相单一,颗粒尺寸较小的CIGS粉体.在基准溶液中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)后对合成产物形貌有明显改善作用,粉体分散性较好,呈圆球状且粒径较小,为100～200 nm.     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

Ti_2AlN-La_2O_3/Cu复合材料的界面反应与性能

采用粉末冶金法制备了以Ti2AlN和La2O3为增强相的新型铜基复合材料。研究了Ti2AlN与Cu界面反应及其对复合材料性能的影响。结果表明:Ti2AlN颗粒化学镀铜后改善了铜与Ti2AlN的界面结合情况,形成了宽度为20 nm左右的过渡区。在880~940℃的烧结温度范围内,增强相与基体的界面发生化学反应,生成了Cu(Al)固溶体与TiNx,在显著提高复合材料强度的同时,降低材料的导电性。另外,La2O3纳米颗粒分布在铜基体内,对材料起到弥散强化的作用。     

Al2O3/Cu复合材料的研究进展

概述了Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ复合材料的研究现状,并对其制备工艺以及影响性能的因素进行了介绍。     

Al 2O 3 PARTICLE REINFORCED COPPER MATRIX COMPOSITE USING FOR CONTINUOUS CASTING MOULD

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｏｕｌｄｉｓａｋｅｙｐａｒｔｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｍｏｕｌｄｓｕｒｆａｃｅｃｏｎｔａｃｔｓｗｉｔｈｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌ（１５００℃１６００℃）ａｎｄｓｏｌｉｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｓｌａｇｗｈｉｌｅｔｈｅｂａｃｋｆａｃｅｏｆｔｈｅｍｏｕｌｄｉｓｃｏｏｌｅｄｂｙｗａｔｅｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｓｕｒｅｔｈｅｓｔｅｅｌｂｌａｎｋｐｕｌｌｅｄｏｕｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ,ｔｈｅｍｏｕｌｄｍｕｓｔｓｔｒｉｃｔｌｙｋｅｅｐｔｈｅｄｅｓｉｇｎｄｉ…