等离子体气相沉积硬质膜工艺技术进展

等离子体化学气相沉积 (PCVD)硬质膜是目前材料表面强化领域的研究热点。介绍了近年来 PCVD硬质膜工艺技术及薄膜性能评价方面的研究现状、存在问题及发展趋势     

MoS2对铝合金硬质阳极氧化的影响

采用扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)等手段研究电解液中加入MoS2对铝合金硬质阳极氧化过程、氧化膜层微观形貌及表面成分的影响。结果表明:MoS2均匀分布于硬质氧化膜层中;MoS2的加入提高了铝合金硬质氧化的氧化电压,使氧化过程U-t曲线更加平稳,同时减少了氧化膜孔隙率,使氧化膜更致密。     

铝合金环境友好型非铬化学转化表面处理技术的研究

为替代有毒的铝合金表面铬酸盐传统处理工艺,研究以Ce(NO3)3为主盐、H2O2为成膜氧化剂的稀土转化膜处理液,采用正交试验优化转化膜制备工艺,探讨SrCl4、NH4VO3两种成膜促进剂对改善成膜效果的影响,通过SEM、EDX、XRD等微观分析,对表面转化膜的微观形貌与成分组成进行分析。研究结果表明,通过氧化剂的引入与工艺优化可以在40℃低温下生成有较好外观与耐蚀性的转化膜,处理溶液中添加一定浓度的成膜促进剂能够改善成膜效果,转化膜的主要元素组成为Al与Ce的氧化物。     

硬质阳极氧化对提高铝弹体表面硬度的影响因素

介绍了硬质阳极氧化方法,分析了影响硬质阳极氧化膜硬度的工艺参数,指出了硬质阳极氧化对提高铝弹体表面硬度的作用,硬质阳极氧化提高了铝弹体表面的硬度,可以满足铝弹体的发射强度要求.     

铝及铝合金硬质阳极氧化

介绍了铝合金硬质阳极氧化工艺。较详细叙述了氧化前处理工序、氧化液成分及工艺条件，并探索了铝合金成分、氧化液中成分以及温度、电流密度、氧化时间等工艺参数对氧化膜性能的影响，还述及了氧化膜性能测试方法，提出了氧化缺陷预防措施、膜封闭方法及膜着色工艺。     

薄膜X射线应力测试三种衍射几何比较

对比了薄膜 X射线应力测试的三种衍射几何 ,结果表明掠射侧倾法具有透入深度浅、透入深度随ψ角变化不大、对织构影响不敏感以及没有无应力试样的正、负ψ曲线分离等优点 ,所以掠射侧倾法是一种更适于薄膜应力测量的测试方法。应用掠射侧倾法测量了 PVD和 PCVD工艺的 Ti N薄膜的内应力情况 ,结果表明制备工艺对于气相沉积膜内的应力状态有较大影响。     

硅酸盐电解液体系下AZ91镁合金表面微弧氧化行为研究

研究AZ91镁合金在硅酸盐碱性电解液中的微弧氧化行为以及硅酸盐对微弧氧化膜层组织性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X成膜过程,氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要的影响;随硅酸盐的质量浓度从5 g/L形成的膜层质量、厚度和耐腐蚀性能均先升后降,表面粗糙度先降后升;在本文的工艺条件下,质量浓度为10 g/L的硅酸盐电解液较有利微弧氧化膜层的生成。     

纳米ZnO添加剂对新型铸造铝合金微弧氧化膜层的影响

借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪等分析手段和电化学实验研究了纳米ZnO颗粒对新型铸造铝合金表面生成的微弧氧化膜层的影响。结果表明,纳米ZnO颗粒参与了铝合金表面的微弧氧化成膜过程,陶瓷膜层的厚度、硬度和耐蚀性能均有明显提高。     

纳米ZnO添加剂对新型铸造铝合金微弧氧化膜层的影响

借助扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度仪等分析手段和电化学实验研究了纳米ZnO颗粒对新型铸造铝合金表面生成的微弧氧化膜层的影响。结果表明,纳米ZnO颗粒参与了铝合金表面的微弧氧化成膜过程,陶瓷膜层的厚度、硬度和耐蚀性能均有明显提高。     

水液滴撞击导流面成膜过程数值模拟

对液滴撞击亲水导流壁面后的液膜形成过程进行了理论分析,用基于CLSVOF方法的数值模型,分析了液滴撞击亲水表面后的铺展特性,研究了不同表面张力系数和液滴直径对液滴撞击亲水表面润湿直径的影响.结果表明,CLSVOF方法可以用于液滴撞击亲水导流壁面的模拟;液滴撞击壁面达到最大润湿直径的时间随着表面张力系数的增大而减小;液滴撞击在亲水壁面上的最大润湿直径随着液滴初始直径的增大而增大,液滴完成一次铺展收缩过程需要的时间也随液滴初始直径的增大而增加;为进一步研究液滴撞击导流壁面成膜对导流壁面的保护作用提供了理论基础.     

光纤制导用抗弯光纤的研究

针对光纤制导的技术要求，作者讨论了光纤波导的芯层相对折射率差、芯直径、下凹包层、内涂层等结构参数对光纤抗弯曲性能的影响规律。通过对光纤弯曲特性的深入研究后，作者报道了采用PCVD工艺制造了专利技术的抗弯光纤，并测试了相关参数。测试结果表明，这种光纤的损耗性能要求满足作为一种制导用光纤的技术要求，同时，通过光缆设计方案的讨论，作者预测了这种光纤应用于水下航行体的可行性。     

提高蓝宝石高温强度和红外透过率的镀膜法研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Si为靶材,高纯O2和N2气为反应气体,在蓝宝石衬底上制备了氧化硅和氮化硅薄膜。讨论了N2气流量、射频功率、溅射气压和靶基距等工艺参数对Si3N4薄膜沉积速率的影响规律。结果表明:随N2气流量的增加,沉积速率先降低,最后趋于稳定;随射频功率增加,沉积速率增加;随溅射气压和靶基距增加,沉积速率先增后减。同时,高温强度试验和FTIR测试结果表明:在800℃时,镀膜后蓝宝石的弯曲强度比镀膜前提高了50.2%;平均透过率净增加8%以上,达到了很好的增透保护效果。     

热塑性聚氨酯硬段含量对CL-20钝感效果的影响研究

合成了以PET/PEPA为软段的不同硬段含量的热塑性聚氨酯弹性体(TPU),利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外(FTIR)对其进行了表征,并测试了其力学性能。通过水-溶液悬浮法将TPU包覆于六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20),对包覆后的CL-20进行了撞击感度、表面能和XPS测试。结果表明,不同硬段含量热塑性弹性体的包覆钝化效果不同,弹性体的力学性能与包覆效果(撞击感度、表面张力)具有一定关系。当硬段含量为50%时,TPU的强度和韧性适中,CL-20被其包覆后,撞击感度明显降低,特性落高达到46.2cm,XPS测试所得包覆度达到68.13%。     

耐烧蚀梯度涂层材料的研究

运用磁控溅射ＰＶＤ法制备了具有梯度过渡的“Ｔａ－１０Ｗ／钢梯度涂层材料”，并用ＡＥＳ、ＳＥＭ，ＸＲＤ等手段对涂层的成分分布和组织结构进行了分析。     

不锈钢渗铜铈渗层成分及硬度

采用双辉渗金属技术在304不锈钢表面进行铜铈共渗以分析其渗层成分及硬度变化。使用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪等设备研究对比试验的试样渗层截面形貌和渗层成分。结果表明:随源极中铈的含量增加,渗层中铈和铜的含量增加,渗层增加,渗层表面沉积层减少;渗后试样表层硬度明显提高。解释了源极铈的含量对不锈钢渗铜的催渗作用。     

等离子喷涂镍铬硼硅结构性能的研究

采用大气等离子喷涂方法制备镍铬硼硅耐磨涂层,对涂层的结合强度、硬度等性能进行分析,对机械加工后的涂层进行显微组织分析。研究结果表明,等离子喷涂工艺可用于制备镍铬硼硅耐磨涂层,该涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性。     

超音速火焰喷涂涂层耐泥浆冲蚀性研究

为了提高钢体PDC钻头钻头体的使用寿命,采用超音速火焰喷涂技术分别制备了WC-Co和Ni60两种涂层,对涂层的组织、显微硬度和耐泥浆冲蚀性进行了研究。结果表明,涂层气孔夹杂越少、致密性越高、涂层中硬质颗粒越细小,分布越均匀,则涂层的显微硬度越高,抗泥浆冲蚀能力越高。在泥浆的冲蚀下,钻头体的失效是由于微切削和冲击疲劳的共同作用造成的,涂层的失效则是由于涂层中的软质相在微切削和冲击疲劳的共同作用下首先被破坏,使硬质相裸露,进而导致硬质相脱落。在本试验的试验条件下,WC-Co涂层的耐泥浆冲蚀性能优于Ni60涂层,使PDC钻头钻头体的耐泥浆冲蚀性提高了5倍以上。     

激光加热温度对冷喷Stellite 6合金沉积层表面特性的影响

激光辅助冷喷涂(LCS)工艺是一种新的涂层和制造工艺,它结合了冷喷涂的固态沉积、保持原有粉末成分、高沉积效率优势,能够沉积冷喷涂难以或不可能沉积的材料。以N₂气作为高压载气,在中碳钢基体材料上采用LCS沉积Stellite 6粉末颗粒。采用金相、SEM以及EDX对沉积层进行表征,分析了激光加热的沉积点温度和N₂温度对沉积层的表面形貌、沉积厚度和沉积密度的影响。结果表明：激光加热导致的沉积点温度越高,沉积表面起伏越大,颗粒撞击形成的凹陷越深,粉末沉积层越厚;沉积层的致密度与沉积点温度和N₂温度有关。在氮气压力3 MPa,工件进给速度为15 mm/s的条件下,氮气温度450 ℃,沉积点温度1 100 ℃时,沉积层质量最好。     

CrB颗粒增强MMC涂层的组织及其耐磨机理

用超音速电弧喷涂方法制备CrB颗粒增强的MMC涂层,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)分析方法,对涂层的微观组织及微区成分进行分析;在实际循环流化床锅炉水冷壁上进行现场试验以检测涂层的耐高温冲蚀磨损性能,对涂层冲蚀表面的微观形貌进行分析,研究涂层的耐磨机理。结果表明:涂层具有复合材料的典型层状组织特征,金属基体在涂层中连续分布;增强颗粒主要为Cr的硼化物和Cr的氧化物。硬质相颗粒均匀弥散分布在涂层中,起到强化作用,并可阻挡冲蚀划痕的扩展,减缓了涂层金属基体受磨损的进程;塑、韧性较好的金属基体可缓冲冲蚀粒子对硬质相颗粒的冲击,使涂层具有优良的耐冲蚀磨损性能。