304不锈钢表面CrAlN涂层制备及其耐腐蚀性能研究

采用电弧离子镀膜技术在单晶硅和304不锈钢表面制备了CrN、CrAlN涂层,对涂层的微观结构、表面形貌、机械性能及在人工海水中的耐腐蚀性能进行了研究。通过XRD、SEM对涂层的微观结构及表面形貌的研究结果表明：CrAlN涂层具有更少的表面缺陷和内部大颗粒,截面有着更致密的结构,CrN涂层沿CrN(200)择优生长,而CrAlN涂层则沿CrN(111)择优生长。对CrN、CrAlN涂层及304不锈钢基底的摩擦系数测试表明：CrAlN涂层的摩擦系数均比CrN涂层和304不锈钢的摩擦系数低。对304不锈钢基底及涂层在人工海水中的电化学极化曲线、Nyquist图进行的测试结果表明：CrAlN涂层的容抗弧半径远大于CrN涂层以及304不锈钢,其腐蚀电流密度与自腐蚀电位与CrN涂层相当,均比304不锈钢表现更为优异。     

304不锈钢表面TiN涂层的耐蚀性能

目的 提高304不锈钢的耐腐蚀性能.方法 采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN涂层,并采用SEM、XRD及GDOES对涂层的表面形貌、成分进行测试.通过极化曲线和电化学噪声技术评价TiN涂层和基体在pH=2.5的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,并研究涂层的失效机制.结果 在304不锈钢表面沉积了厚约1μm且均匀、致密的TiN涂层.极化曲线分析表明,基体和TiN涂层试样出现了自钝化和点蚀现象,其中304不锈钢基体的腐蚀电位为-0.41 V,腐蚀电流密度为8.01×10-6 A/cm2,与之相比,TiN涂层的腐蚀电位(-0.28V)明显增大,腐蚀电流密度(6.34×10-8 A/cm2)显著降低.电化学噪声分析显示,在浸泡初期,TiN涂层电极电流暂态峰数量较少,强度较大,噪声电阻较低,而随着浸泡时间的延长,其电流暂态峰数量增加,强度降低,噪声电阻明显大于304不锈钢基体.腐蚀形貌观察表明,304不锈钢和TiN涂层表面均出现了点蚀.结论 TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能.TiN涂层主要起物理阻碍作用,涂层的主要失效形式是涂层表面的微观缺陷和破裂.     

304不锈钢表面冷喷涂TC4钛合金涂层性能研究

采用冷喷涂技术在304不锈钢表面制备了TC4钛合金涂层,通过扫描电子显微镜观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4钛合金涂层致密性存在较为明显的梯度现象,靠近基体的涂层密度明显高于表面;涂层喷涂过程没有出现明显氧化现象,与基体的结合强度可达20 MPa左右;涂层的耐腐蚀性能优于304不锈钢,可大大提升不锈钢材料在海洋环境中的耐点蚀性能。     

钼基体表面二硅化钼涂层的制备及其高温抗氧化性能

以工业废弃硅化钼棒为原料,采用浆料涂刷法在钼表面制备MoSi2基抗氧化涂层.研究涂层的显微组织、相组成及在1500℃的高温氧化行为.结果表明,以废弃硅化钼棒和纯MoSi2粉末为原料制备的涂层和基体之间形成明显的连接层.纯MoSi2制备的涂层(PM)在烧结后出现少量裂纹,而以废弃硅钼棒为原料制备的涂层(SM)在烧结后没有...     

不锈钢表面冷喷涂铜涂层制备及性能研究

目的 通过工艺的匹配优化,采用冷喷涂技术在不锈钢表面制备高结合强度铜涂层,并研究热处理工艺对不锈钢表面冷喷涂铜涂层组织及性能的影响规律。方法 分别以高纯氮气和氦气作为加速气体,通过冷喷涂技术,在1 mm厚的304不锈钢基体表面制备铜涂层。采用光学显微镜(OM)对涂层的孔隙率及微观组织结构进行表征。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对涂层拉伸断面结构进行分析。借助维氏显微硬度仪、万能拉伸试验机和涡流导电仪测试分析退火热处理工艺对不锈钢基体表面冷喷涂铜涂层硬度、结合强度和电导率的影响规律。结果 利用氮气作为加速气体,在薄304不锈钢基体上获得铜涂层困难,涂层形成后,易发生整体剥落。使用氦气作为加速气体,可在薄304不锈钢板表面成功制备结合强度高于81.7 MPa、硬度为99.6HV0.1、孔隙率小于0.1%的高致密铜涂层。退火热处理引起涂层组织再结晶,可显著消除冷喷涂过程中的加工硬化影响。随着热处理温度从300℃上升到500℃,涂层硬度由99.6HV0.1下降至63.7HV0.1。退火温度为400℃时,涂层导电率最优(93.94%IACS)。当热处理温度升高到500℃,涂层导电率异常下...     

304不锈钢表面激光制备Ti3SiC2-Ni基自润滑复合涂层的高温摩擦学性能

目的提高304不锈钢减摩耐磨性能。方法使用LDM-8060型半导体激光加工系统,制备出三种不同配比的Ti_3SiC_2-Ni基自润滑耐磨复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)对304不锈钢与Ti_3SiC_2-Ni基涂层进行表征,并系统地分析其在室温和600℃下的摩擦学性能和磨损机理。结果复合涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11固溶体,硬质相Fe_2C、Cr_7C_3和Ti C,润滑相Ti_3SiC_2组成。其平均显微硬度分别为451.14、419.33、359.92HV0.5,明显高于304不锈钢基体的平均显微硬度(238.91HV0.5)。室温下,Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层摩擦系数的平均值分别为0.41,0.46和0.48,磨损率分别为6.37×10~(-5)、16.52×10~(-5)、4.16×10~(-5) mm~3/(N·m),均低于304不锈钢(0.56、46.35×10~(-5) mm~3/(N·m))。在600℃下,Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层的平均摩擦系数分别为0.38,0.43和0.41,磨损率分别为12.51×10~(-5)、7.58×10~(-5)、7.79×10~(-5)mm~3/(N·m),也均低于304不锈钢(0.66,24.25×10~(-5)mm~3/(N·m))。结论在室温和600℃下,Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层能有效地提高304不锈钢的显微硬度,进而提升其摩擦学性能。其中添加10%Ti_3SiC_2的Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层在600℃下表现出最好的耐磨性,而添加5%Ti_3SiC_2的Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层在室温和600℃下表现出最好的减摩性能。     

304不锈钢表面单层/多层TiN基涂层制备及耐磨蚀性能研究

目的探究钢基表面TiN基涂层在海洋环境中的耐磨蚀性能。方法采用电弧离子镀技术,在304不锈钢和单晶硅表面分别沉积TiN、TiBN、TiBN/TiN涂层,并对3种涂层样品的表面–截面形貌、摩擦系数、在人工海水中的电化学性能和摩擦腐蚀行为进行测试。结果形貌表征和干摩擦测试结果显示,TiBN和TiBN/TiN涂层有着比TiN柱状晶更加致密的微观结构,3种涂层的摩擦系数相差不大,比304SS的摩擦系数低。在人工海水环境中的电化学测试结果表明,TiBN/TiN涂层的耐腐蚀性能最佳,TiBN涂层次之,TiN涂层则表现出比304不锈钢基底更差的耐腐蚀特性。在发生摩擦腐蚀的过程中,3种涂层的电位（OCP）均发生了下降。结论利用电弧离子镀技术在304不锈钢表面沉积的单层/多层TiN基涂层,在人工海水环境下,发生的摩擦会增加涂层发生腐蚀的趋势,结构致密,表面易形成钝化膜的涂层,其耐磨蚀性较好。     

316L不锈钢表面Ta涂层的制备及性能

为改善316L不锈钢在体液中的生物相容性,采用双辉等离子体表面合金化技术在其表面制备了Ta涂层,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ta涂层的形貌、成分分布和物相结构进行分析,借助划痕仪、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对涂层的结合强度、磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的耐磨性及耐蚀性进行研究。结果表明:所制备的Ta涂层由厚度均为2μm左右的沉积层和扩散层组成,主要物相为α-Ta,涂层与基体的结合强度良好,发生破裂的临界载荷达到111 N。Ta涂层的比磨损率仅为基体的12.5%,自腐蚀电位比基体提高234 mV,腐蚀电流密度则降低2个数量级,磨损前后涂层样品的腐蚀速率分别为基体的1.9%和3.6%。表明Ta涂层能显著提升316L不锈钢在PBS溶液中的耐磨性和耐蚀性。     

304不锈钢高温力学性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,测试了700~1400℃时304不锈钢的高温强度及塑性随温度的变化规律,确定了该钢种的零强度温度(ZST)与零塑性温度(ZDT)。结果表明:304不锈钢的ZST为1370℃,ZDT为1350℃左右;高温屈服强度及抗拉强度随温度的升高而降低,1250℃之后屈服强度及抗拉强度都降低至25MPa以下,强度变差;第一脆性区的温度为1250℃到熔点,第三脆性区的温度为950~1050℃,在1050~1200℃内断面收缩率均在65%以上,塑性较好。     

镍表面制备Pb-Si-Mg-Ti-O系陶瓷涂层及其高温绝缘性研究

以改性的铅玻璃粉、滑石粉、蒙脱土等为溶质,钛酸丁酯、二甲苯为溶剂,制备高粘度陶瓷浆料。通过浸渍提拉-低温烧结在镍表面快速制备Pb-Si-Mg-Ti-O系陶瓷涂层。研究了较高温度时陶瓷涂层的绝缘性;通过划痕法测试其与镍基底的附着力;采用FE-SEM研究了该涂层的微观形貌及涂层厚度等。结果表明:当固含量为25%时,涂层较薄且连续性较差;当固含量为35%时,涂层微观结构均匀,附着性良好,陶瓷涂层厚度约15.5μm;当固含量增加到45%时,涂层厚度增加,涂层局部出现明显熔融玻璃态。Pb-Si-Mg-Ti-O系涂层与镍基体的结合良好,当温度低于350℃时,固含量为35%的陶瓷涂层能保持良好的绝缘性能,并具备较好的随镍片变形的可挠曲性。     

一种钛基体表面高温抗氧化复合涂层的制备方法

申请号：201510125694．6申请151：2015-03-21公开（公告）日：2017-05-31公开（公告）号：CN104674218B申请（专利权）人：西北有色金属研究院 摘要：本发明公开了一种钛基体表面高温抗氧化复合涂层的制备方法,该方法为：①对钛基体进行表面抛光处理,然后对表面抛光处理后的钛基体进行氧化,得到表面具有二氧化钛陶瓷层的钛基体,再在所述二氧化钛陶瓷层上沉秋金属铝,得到表面具有二氧化钛陶瓷层和铝涂层的钛基体。     

厚度主导铝合金表面304不锈钢涂层组织结构及性能的演变行为

目的 评价不同沉积厚度对铝合金基体上304不锈钢涂层综合性能的影响。方法 采用超音速火焰喷涂在铝合金表面制备3种不同厚度（200、600、1 000μm）的304不锈钢涂层。利用附带能谱的扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、维氏显微硬度计、纳米压痕仪、液压式万能试验机以及摩擦磨损试验机,研究涂层的微观结构、物相组成、残余应力、硬度分布、弹性模量、结合强度、弯曲性能和摩擦学行为。结果 304不锈钢涂层组织均匀、无裂纹,与基体结合良好。涂层主要由奥氏体相组成,其余为少量铁素体相和氧化物,且涂层中奥氏体晶粒相比粉末中发生晶粒细化。随着涂层厚度的增加,涂层孔隙率（C200≈0.5%、C600≈2.5%、C1000≈4.3%）、氧含量（C200≈2.4%、C600≈3.1%、C1000≈4.2%）增加,涂层残余压应力减小,显微硬度、弹性模量和结合强度均呈下降趋势;但涂层断裂刚度与其厚度成正比,断裂时裂纹主要沿未熔颗粒边界和氧化物聚集区域萌生和扩展。在干摩擦条件下,304不锈钢涂层的摩擦系数约为0.6,与铝合金相比,摩擦过程更加稳定,耐磨性提高3倍。随着涂层厚度的增加,涂层摩擦系数稳定性降...     

Ni基合金高温抗氧化陶瓷涂层的制备及性能表征

为提高Ni基合金的高温抗氧化能力,采用陶瓷粘结相与Cr2O3制成料浆,在1300℃熔烧制备一层高温抗氧化陶瓷涂层.结果表明,该陶瓷涂层结构致密,与基体结合牢固,抗热震性能良好.涂层试样在1100℃空气中连续100h抗高温氧化实验表明:陶瓷涂层展现出良好的抗高温氧化能力.     

H13钢基体表面热障涂层的制备与性能研究

为了提高液芯大压下轧机轧辊的使用寿命,采用等离子弧喷涂方法在轧辊材料H13钢表面制备了厚度约为0.3 mm的氧化锆热障涂层,并对其进行激光重熔处理。利用扫描电镜(SEM)观察了等离子弧喷涂热障涂层和激光重熔涂层的涂层形貌和微观结构,同时对二者的结合强度和显微硬度进行了比较分析。结果表明,激光重熔涂层的硬度和结合强度明显优于等离子弧喷涂涂层,在提高轧辊使用寿命方面有着很好的前景。     

不同涂层对304不锈钢高温防护效果的对比研究

采用溶胶凝胶法在304不锈钢表面上分别制备了SiO2、Al2O3、ZrO2防护涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同氧化物涂层进行了结构和形貌的表征。对比了不同氧化物涂层保护样品的高温抗氧化性、抗热冲击性以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐电化学腐蚀性。结果表明Al2O3涂层具有很好的高温抗氧化性和耐电化学腐蚀性,而ZrO2涂层具有良好的抗热冲击性能。     

304不锈钢表面制备Ni-P-B复合镀层

采用化学镀法在304不锈钢表面制备了Ni-P-B复合镀层,研究了该镀层在250、300、350、400、450℃处理后的硬度和耐腐蚀性;对镀层的形貌、元素含量进行了分析;对该镀层在硫酸中的腐蚀机理进行了讨论.结果表明,在350℃处理1h的Ni-P-B具有最佳硬度;在250℃热处理的具有最低腐蚀速率.     

304不锈钢零件表面TiAlCN涂层变色原因分析

采用化学成分、金相检测、涂层厚度、维氏硬度、能谱及XPS表面分析等方法,对304不锈钢零件表面TiAlCN涂层变色原因进行分析。304不锈钢零件表面TiAlCN涂层变色主要在孔区域,表面有约20 nm的界面层,界面层硬度偏低且涂层厚度不均匀,有脱落;同时涂层中钛原子有氧化、铝元素含量偏高、碳元素含量偏低,使膜层结合力下降,最终导致TiAlCN涂层表面脱碳氧化,从而出现发白、发紫现象。     

多孔不锈钢基体表面CuO薄膜的制备

采用溶胶—凝胶技术合成CuO薄膜,主要探讨溶胶—凝胶法制备CuO溶胶的工艺.研究了Ag掺杂量、涂膜次数、改换N2气氛温度和最高热处理温度对膜层形貌的影响.通过扫描电镜(SEM)观察膜层形貌并确定各工艺参数.结果表明,南醋酸铜制备的浓度为0.150mol/L的溶胶稳定性好;Ag的最佳掺杂量为12％(mol/mol),涂膜次数为1次,改换N2的温度为400℃,最高热处理温度为850℃.     

不锈钢热处理用高温防氧化涂层制备与性能表征

采用喷涂法在304不锈钢表面制备了Al2O3-SiO2-Na2O系热处理用高温防氧化涂层,并研究了其对304不锈钢高温氧化行为的影响.用TG-DTA和烧结点试验仪揭示了涂层的高温转变过程,采用扫描电镜和金相显微镜对原始涂层及氧化后试样进行了形貌表征.结果表明,涂层可极大提高不锈钢的收得率及表面质量;在1250℃空气中氧化9 h后,涂覆样的收得率为99.64%,空白样为85.74%;原始涂层在升温过程中逐渐熔融铺展,形成致密熔融膜,防氧化涂层有效地抑制了氧气向金属的扩散,防止了不锈钢的高温氧化.     

TiAl合金表面EB-PVD制备热障涂层及高温抗氧化性能

利用EB-PVD技术在Ti Al合金表面制备了扩散铝/YSZ热障涂层。采用SEM、EDS和XRD分析了涂层原始及高温氧化后的微观组织及相组成,并测试了高温氧化性能。结果表明:涂层表面YSZ层为致密柱状晶结构,由非平衡四方相t′-ZrO_2组成。Ti Al合金沉积了扩散铝/YSZ热障涂层后高温氧化性能显著提高,氧化动力学曲线呈对数变化规律,900℃高温氧化时,氧化速率为2.2×10~(-5) mg/cm~2·h。1000℃高温氧化时,氧化速率为1.14×10~(-3) mg/cm~2·h。在高温氧化过程中,粘结层与基体之间发生元素扩散,膜基界面消失。在面层与中间粘结层之间形成了均匀连续的热生长氧化物层TGO。