纳米TiO2颗粒对Ni-W-P合金镀层性能的影响

目的 探究纳米TiO₂颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性。方法 使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相。对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性。结果 加入纳米TiO₂颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化。EDS结果表明,纳米TiO₂颗粒在镀层中分布均匀。物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO₂颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm。失重试验表明,Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层在Cl^–为2×10⁵ mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/（m²·h）,与Ni-W-P镀层...     

热处理温度对Ni-W-P/TiO2复合镀层微观结构及性能的影响

采用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂复合镀层,基于差示扫描量热法(DSC)结果,确定了复合镀层热处理温度范围为350~550℃。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度测试仪、滑动磨损试验机和电化学工作站等研究了热处理温度对Ni-W-P/TiO₂复合镀层的形貌、组织结构、耐磨性与耐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层表面变得平整且致密,但热处理温度超过450℃时,镀层表面晶粒变得粗大;截面形貌观察发现,复合镀层与基体结合良好,无明显裂纹;随着热处理温度升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层由非晶态结构向晶态结构转变,在450℃热处理后镀层析出Ni₃P相,此时镀层的显微硬度最大(849.1 HV0.1),平均摩擦系数最小(0.069),磨损速率最低(0.138 mg/min);在400℃热处理后镀层的耐蚀性最好,高于400℃热处理后,镀层的耐蚀性有所下降。     

脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能研究

目的提高WC-Co-Ni纳米晶复合镀层的综合性能。方法利用脉冲电沉积法制备WC-Co-Ni纳米晶复合镀层,分析镀层的结构、表面形貌及元素成分,测试镀层的显微硬度。对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢进行5%(质量分数)H2SO4溶液浸泡实验,计算腐蚀速率,对比其耐蚀性。结果当脉冲参数为阴极电流密度5 A/dm2、脉冲占空比50%、脉冲频率2000 Hz时,施镀2 h制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构。镀层表面平整、光亮,无裂纹,由立方晶型的Ni、六方结构的WC和立方晶型的Co组成,WC-Co颗粒均匀弥散在纳米晶Ni镀层内,且m(Ni)∶m(W)∶m(C)∶m(Co)=6∶2∶1∶1。WCCo纳米颗粒起到了促进形核的作用,晶粒尺寸大多分布在20 nm左右。WC-Co纳米颗粒对镀层起到了弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度达到600HV。在浸泡腐蚀实验中,随着温度从20℃升高至80℃,复合镀层的腐蚀速率增加缓慢,20℃下的腐蚀速率仅为0.4192 mm/a,80℃下的腐蚀速率也低于20mm/a。结论脉冲电沉积法制备的WC-Co-Ni纳米晶复合镀层硬度高于传统的不锈钢材料,耐蚀性也优于304不锈钢,综合性能较好。     

Ni-Co-P/SiC镀层和SiC表面金属化

在镀液中加入表面活性剂，实现SiC表面金属化，再运用化学复合镀方法制备Ni-Co-P/SiC复合镀层。用扫描电镜等观察了复合镀层的组织及形貌，并测量了镀层的成分，通过对镀层硬度、耐磨性，孔隙率和耐蚀性的分析，结果表明，在镀层中加入表面活性剂和实现SiC表面金属化，提高了镀层硬度，耐磨性，降低了镀层孔隙率，改善了镀层在不同腐蚀介质下的耐蚀性。     

三乙醇胺络合剂对化学镀Ni-W-P合金镀层结构与性能的影响

目的研究以三乙醇胺作为络合剂对化学镀Ni-W-P合金镀层的组织结构和腐蚀性能的影响。方法以化学镀的方法在40Cr基体上制备Ni-W-P合金镀层,研究了三乙醇胺对Ni-W-P合金镀层的成分结构、沉积速率、耐蚀性和孔隙率的影响。结果三乙醇胺用量为8 m L/L时镀层W、P质量分数达到峰值,分别为3.63%、9.34%。三乙醇胺用量较低时,镀层具有非晶态结构;三乙醇胺用量达到12 m L/L时镀层开始出现晶态峰,具有混晶态结构。三乙醇胺浓度对镀层的沉积速率和孔隙率具有很大影响,三乙醇胺用量为10 m L/L时,镀速达到最大值14.1μm/h,用量为8 m L/L时,镀层的孔隙率最低,为0.07%。化学镀Ni-W-P合金镀层的耐蚀性随着三乙醇胺浓度的增加,具有先增加后降低的趋势,用量为8 m L/L时,镀层的腐蚀速率最低,为5.6μm/a,耐蚀性最好。结论以三乙醇胺作为络合剂能够得到胞状颗粒且颗粒均匀细小的Ni-W-P合金镀层,对镀层的结构具有一定的影响,可以提高Ni-W-P合金镀层的沉积速率。Ni-W-P合金镀层具有很好的耐蚀性,腐蚀速率最低为5.6μm/a。     

稳定剂及热处理对铝化学镀Ni-W-P合金的性能影响

为了提高铝的耐磨性和耐腐蚀性能,用电化学方法等测试手段研究了稳定剂及热处理对铝基化学镀Ni-W-P合金镀层的孔隙率、沉积速度、失重腐蚀速度、腐蚀电流密度、腐蚀电位、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明,铝基体上化学镀Ni-W-P的合理单组分稳定剂是KI(1 mg/L)、二元复合稳定剂是"KIO3(1 mg/L)+Pb(Ac)2(1 mg/L)"。400℃1 h热处理后,镀层的硬度最高(897 HV),耐磨性最好,但是其耐蚀性较差。在200℃下热处理5 h,镀层显微硬度显著增加,高达924HV。试验结果为铝基体化学镀Ni-W-P提供了参考。     

柠檬酸对1060铝合金化学镀Ni-W-P镀层性能的影响

为提高1060铝合金的耐腐蚀性能和耐磨性能,采用电化学技术、SEM和XRD等方法,研究了柠檬酸对1060铝合金化学镀Ni-W-P镀液的沉积速率、镀层的孔隙率、腐蚀电位、交流阻抗、维氏硬度、形貌等的影响。结果表明,添加柠檬酸,镀液沉积速率有所降低,但是,Ni-W-P镀层的表面平滑光亮,结合力良好,耐蚀性提高。当柠檬酸含量为25 g/L时,镀层的点滴液变色时间最长,为605 s,镀层的孔隙率为0,腐蚀电流密度最小(2.95μA/cm~2),腐蚀电位最大,为-0.384 V,比1060铝合金的正移0.889 V,腐蚀倾向变小。镀层呈典型的花椰菜包状物结构,添加柠檬酸之后,包状物细化,镀层组织结构更紧密均匀,无孔隙,镀层磷含量提高,使镀层由非晶态和微晶构成的混晶结构向非晶态转变,是其耐蚀性高的重要原因,提高钨含量使镀层硬度增加,为174 HV,是1060铝合金基体的4倍。     

激光重熔对纳米Ni-TiN复合镀层性能影响

为进一步提高超声-脉冲电沉积制备的纳米Ni-TiN复合镀层性能并强化镀层与基体的结合,采用激光对镀层进行重熔处理,研究了激光参数对镀层形貌及显微硬度的影响。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及显微硬度计观察并分析镀层激光重熔前后形貌、成分及显微硬度。结果表明,经过激光重熔后镀层表面平整、致密度提高、重熔层与基体形成了良好的冶金结合,且表面硬度提高到1298.7 HV0.1。     

电沉积Ni/WC-Co纳米复合镀层制备及腐蚀性能研究

利用直流电沉积方法将WC-Co双纳米颗粒和Ni复合镀于黄铜基体,采用XRD和SEM表征复合镀层相组成和表面形貌,用显微硬度计测定其硬度并用电化学方法评估镀层的耐蚀性.结果表明,与纯Ni镀层相比,纳米复合镀层中Ni平均晶粒尺寸略有降低,约为18 nm;显微硬度提高58%,约为HV 500.在3.5%NaCl溶液中纯Ni镀层自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为1.467μA/cm2和-0.179 V,纳米复合镀层则分别为8.369μA/cm2和-0.265 V.Ni/WC-Co纳米复合镀层的硬度显著提高,但其耐蚀性降低.     

激光重熔参数对镍基纳米TiN复合电沉积镀层性能的影响

目的：在NiCr20 TiAl基体材料上进行镍基纳米TiN电沉积复合镀后再开展激光重熔工艺,研究激光重熔参数对镀层表面质量、结合力及硬度的影响。方法采用正交实验,研究不同激光重熔参数(扫描速率、搭接量、离焦量等)对重熔镀层的影响,采用显微硬度计、扫描电镜和划痕仪进行硬度、表面形貌和结合力检测,以得到较优工艺参数。结果通过控制重熔参数对镀层表面能量和表面形貌的影响,以降低表面性能差异,以得到了激光重熔较佳工艺参数为：电流115 A,脉宽为8 ms,频率为10 Hz,离焦量15 mm,扫描速度230 mm/min,使获得的镀层表面形貌比较平整,结合力提高到大于60 N,硬度值平均为632HV,并且硬度分布均匀。结论激光重熔工艺可消除纳米复合电沉积过程中产生的间隙,纳米复合镀层致密均匀,镀层与基体之间产生良好的冶金结合,镀层表面硬度分布均匀,力学性能趋近一致。     

高韧高硬高速钢的研究

研制开发了一种碳化物尺寸甚小、硬度高于HRC67的高韧高硬高速钢,即25W3Mo4Cr2V7Co5钢。其锻造性能远优于传统高速钢,热处理工艺仅略复杂于传统高速钢。用化学分析法、金相分析法、X射线结构分析法以及表面硬度和显微硬度测定法研究了渗碳温度和时间、淬火加热温度以及回火温度和次数对其渗层的碳浓度分布、金相组织、相组成、层深、表面硬度和硬度梯度的影响规律。结果表明,25W3Mo4Cr2V7Co5钢的共晶碳化物尺寸细小(其平均尺寸约为2～4μm,最大尺寸仅约为8μm,仅及超硬高速钢M42的1/3～1/2);经最佳渗碳规范处理后,其碳化物平均尺寸仅为4～6μm(最大尺寸仅为10μm),其硬度可达M42的硬度水平,即HRC67～70。     

高性能高硅铝基合金研究展望

目前国内外对于高性能铝硅合金的两大研究方向,一是低硅铝合金（si≤1％）,尽量降低Al—Si基体合金中杂质含量,最大限度提高合金导电性能;二是高硅铝合金（Si≥30％）,尽可能提高硅在铝合金中的过饱和度,此类高性能铝合金侧重提高材料的电热稳定性、耐摩擦性等力学性能。本文总结了国内外对于高硅铝合金的研究进展,提出通过添加稀土元素优化合金成分和采用先进制备技术等方法,以期获得高性能硅铝合金。     

高杂质氰化金泥生产高纯金、高纯银实践

遂昌金矿针对高杂质氰化金泥采用的工艺为:硫酸加络合剂联合酸洗除铜锌、还原熔炼气氛下铅捕集金银生产银阳极板、一次银电解过程实现金银铅的分离、酸碱联合处理黑金粉、高酸低铜银电解生产工艺、非对称交流电源用于金电解生产等。该工艺生产的高纯银达99.996%以上、高纯金的质量稳定在99.997%以上,杂质含量远远小于高纯金(99.999%)的要求,流程操作简单,成品金银质量在国内处于领先地位。     

高强高导Cu-Nb微观复合材料的界面结构

通过集束拉拔技术获得了高强度高电导Cu-Nb微观复合材料,采用SEM及EDS观察分析了4次复合过程中内部Nb芯丝和Cu层的微观形貌变化,Cu/Nb界面的互扩散行为;对不同复合条件下的挤压、拉拔样品,通过XRD测试,表征了芯丝和基体的晶体取向的演变规律;通过HRTEM和反傅里叶变换研究了Cu/Nb的界面结构和晶体学位向关系。研究表明,在极塑性变形条件下,Cu/Nb界面在3次复合出现明显扩散,Cu、Nb逐渐形成丝织构取向,界面存在典型的(111)_(Cu)//(110)_(Nb)取向关系,晶面夹角为18.7°,每6个(111)Cu晶面出现1个晶面错配。     

Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

高强度高韧性球铁曲轴的生产

研究了合金化，二次孕育，热处理工艺及圆角滚压对球铁曲轴性能的影响，经实际生产验证，此工艺可使抗拉强度超过800MPa，伸长率超过5％。     

高强度高电导铜银材料研究进展

高强度高电导铜银材料是一种具有优良物理性能和力学性能的结构材料。 本文从材料的组织结构、强化机理、电导特性以及极塑变形制备技术制备超细晶铜银材料等方面综述了材料的主要研究进展,并揭示了未来可能的研究方向。     

重型钢轨与高锰钢辙叉的焊接Ⅰ高锰钢焊接性的研究

高锰钢和高碳钢的焊接由于化学、物理、力学等性能差距较大 ,所以焊接难度较大 ,论文Ⅰ和Ⅱ分别将高锰钢和高碳钢各自的焊接性进行了深入的研究。通过对焊接接头的金相组织分析、扫描电子显微 (SEM)分析、能谱分析以及力学性能检验 ,确定出了高锰钢焊接及高碳钢焊接的方法 ,为高锰钢产品的焊接或高碳钢产品的焊接提供了实用可行的焊接工艺。论文Ⅱ还对这两种材料进行了直接焊接、加单侧过渡层焊接、加双介质过渡层焊接的试验研究 ,制定出了高锰钢与高碳钢焊接的最佳工艺规范 ,同时进行了力学性能的试验 ,为高碳钢钢轨与高锰钢辙叉的焊接提供了可靠的依据     

超重力燃烧合成ZTA-TiC-Fe金属陶瓷的高温稳定性

使用超重力燃烧合成技术制备了ZTA-TiC-Fe金属陶瓷复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及变温X射线衍射对金属陶瓷样品的物相组成、微观结构以及升降温过程中材料的微观结构演变行为进行研究。结果表明:利用超重力燃烧合成熔铸方式可直接制备出ZTA-TiC-Fe金属陶瓷;其中t-ZrO2与Al2O3形成的ZTA共晶陶瓷相呈三维网状结构,TiC包覆金属Fe填充于三维ZTA陶瓷骨架中;ZTA-TiC-Fe失效机理:Fe和ZrO2相在750℃左右发生相变;Fe、ZrO2在升降温过程中相变产生的体积变化以及各组分相热膨胀系数不同所引起的内应力释放,导致材料微观结构破坏;有氧环境中,温度超过550℃,表层Fe相的氧化速度加快,生成结构疏松多孔的红褐色Fe2O3。Fe相氧化产生约8倍的体积膨胀,导致三维陶瓷骨架不可逆破裂。     

高Cr铸铁高温耐磨性能研究

对比分析了所研制的高Cr铸铁风帽与耐热钢(ZG40Cr24Ni9Si2NRE)风帽的高温耐磨性能。高Cr铸铁的碳化物为黑色细条杆状并且呈点状分布,有利于高温耐磨性能的提高;而现用的耐热钢w(C)量低,合金碳化物少,不利于高温耐磨性。对比试验、理论分析和生产验证,所研制的高Cr铸铁风帽在生产成本和使用寿命方面均优于厂家现用的耐热钢风帽。