玻璃涂层的制备与性能研究

用落球试验，扫描电镜，X射线衍射，电化学测试等方法对用热熔敷法和火焰喷熔法制取的玻璃涂层性能进行了研究，结果表明，两种方法得到的玻璃涂层表面质量好，主要由玻璃相组成，有少量晶相析出；火焰喷熔涂层与金属的作用剧烈，反应充分，形成的过渡层宽，密着强度较热熔敷涂层的高，且后者的底釉层与面釉层之间存在界面夹层，影响面釉层的密着；热熔敷涂层与基体反应轻微，耐蚀性好，而火焰喷涂层与基体反应剧烈，耐蚀性差。     

氟硅树脂改性紫外光固化易清洁涂层的制备及性能研究

目的 以聚氨酯丙烯酸酯为基体树脂、氟硅树脂为添加剂,制备一种具有疏水、防涂鸦和耐磨性能的紫外光固化易清洁光滑涂层。方法 首先采用氨基甲酸酯化反应合成一种含硅氧烷结构的三官能度丙烯酸酯单体（TATES）。然后以1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷（POTS）、丙基三甲氧基硅烷（MPMS）、TATES为原料,通过水解-缩聚法制备了一系列氟硅树脂（AFSR）。最后将AFSR添加到聚氨酯丙烯酸酯树脂中,经紫外光固化得到氟硅树脂改性的聚氨酯易清洁涂层。系统地研究了AFSR添加量对涂层润湿性、自清洁、防涂鸦及耐磨性的影响。结果 氟含量为92.6%（物质的量分数）的AFSR在PUA中的添加量为2.5%时,涂层表面的水和十六烷的接触角分别为112.6°和66.3°,且拥有很低的水和十六烷滑动角。随着涂层中AFSR添加量从0.5%增加到2.5%,防污性能逐渐提高,具有明显的油性记号笔收缩和自清洁效果,并且易清洁涂层经过3 000次的摩擦循环后,仍具有良好的收缩效果和持久的防污性能,表明涂层具有优异的耐磨性能。结论 随着AFSR添加量的增加,涂层中氟硅含量增加,表面能降低,使得涂层拥有高的接触角与...     

玻璃Cr2O3陶瓷涂层表面液态重金属润湿角的测量与表征

金属材料的腐蚀性能与其表面润湿特性有着密切的关系。采用亚音速火焰喷涂技术制备了玻璃-Cr2O3陶瓷涂层,设计了一套运行在高温环境中且密封的专用试验平台,研究经过不同保温时间后,重金属在45钢与喷有玻璃-Cr2O3陶瓷涂层的45钢表面的润湿角及相关现象的变化。结果表明:相同质量的重金属液滴在45钢表面的润湿角为18°,在玻璃-Cr2O3陶瓷涂层表面的润湿角为114°,玻璃-Cr2O3陶瓷涂层抗液态重金属润湿性能较好。固化后重金属颗粒与试样之间的接触面积及剪切强度均有所不同,304不锈钢与颗粒剪切强度为1.42MPa,而涂层与颗粒剪切强度为0.21MPa。     

稀土氧化物对铸造用纳米氧化铝陶瓷化涂层显微组织及性能的影响

介绍了一种砂型铸造用新型陶瓷化涂料,并研究了稀土氧化物对纳米氧化铝复合陶瓷化涂料层显微组织及性能的影响。试验指出,稀土氧化物可降低陶瓷化涂层的烧结温度,提高其致密性和表面硬度,从而大大增加了铸造用陶瓷化涂层的高温屏蔽性能和抗高温金属液的冲刷能力,对于阻隔硫、碳和氮等气体侵入金属基体和减少冲砂以及夹砂等表面缺陷,起了积极的作用。     

铝合金表面SiO2陶瓷膜的研究

为了提高铝合金的表面硬度，增加其耐磨性，采用溶胶．凝胶法在铝合金表面制备了SiO2陶瓷表面膜，研究了乙醇、水、pH值和甲酰胺等相关工艺因素对溶胶性能及SiO2陶瓷表面膜的影响，以及SiO2陶瓷表面膜对铝合金表面硬度的改善情况。结果表明，通过控制相关工艺因素，可以在铝合金表面获得光滑平整的SiO2陶瓷表面膜，陶瓷表面膜能明显提高铝合金的表面硬度，浸涂7层SiO2陶瓷表面膜后，铝合金的表面硬度提高76％。     

胺类捕收剂的结构与性能研究

研究了脂肪伯胺、叔胺、多胺和醚胺四种药剂对高岭石、叶腊石、伊利石的浮选行为，结果表明捕收能力顺序为多胺＞叔胺＞醚胺＞脂肪＞伯胺。量化计算结果说明这两种胺类化合物易阳离子化，N数越多，N上烃基越多，药剂的阳离子化趋势越强。动电行为表明胺类化合物在铝硅酸盐矿物表面发生了静电吸附，当药剂极性基团电负性越大，改变矿物表面电性也越大。基团电负性、浮选剂特性指数、水油平衡度和疏水链长的计算表明捕收剂对铝硅酸盐类矿物捕收的决定因素是极性基的特性。     

Water Droplet and Cavitation Erosion Behavior of Laser-Treated Stainless Steel and Titanium Alloy: Their Similarities

This article deals with water droplet and cavitation erosion behavior of diode laser-treated X10CrNiMoV1222 stainless steel and Ti6Al4V alloy. After laser surface treatment, the water droplet and cavitation erosion resistance (WDER and CER) of these materials improved significantly. The main reason for the improvement is the increased surface hardness and formation of fine-grained microstructures after laser surface treatment. It is observed that there is a similarity in both the phenomena. The WDER and CER can be correlated with a single mechanical property based on modified ultimate resilience (MUR) provided the laser-treated layers are free from microcracks and interface defects. The CER and WDER behavior of HPDL-treated X10CrNiMoV1222 stainless steel and Ti6Al4V alloy samples using different test equipment as per ASTM G32-2003 and ASTM G73-1978, their correlation with MUR, and their damage mechanism compared on the basis of XRD analyses, optical and scanning electron micrographs are discussed and reported in this article.     

陶瓷模具材料的表面改性技术及应用

全面综述了表面镀层、表面复合、表面涂覆等表面改性技术在各类陶瓷模具中应用、研究的现状。指出：表面改性技术既能发挥陶瓷材料的高硬度、高耐磨和耐高温等的优势，又能发挥金属基体高强度、高韧性的特点，从而使得陶瓷模具材料具有良好的使用性能，具有广阔的应用前景。今后研究的重点是如何通过表面改性工艺的控制和复合层材料的合理选择和设计，使得所形成的陶瓷复合层与金属基体结合强度高，硬度高，既减摩又耐磨。     

Structure and Properties Characterization of Ceramic Coatings Produced on Steel Using a Combined Technique

STEEL is the most widely used material in engineering,but unfortunately,steel exhibits poor wear resistanceand obvious contact corrosion.For decades,researchersprepared coatings on steel to improve its properties;ceramic is one of these coatings.To obtain ceramiccoatings on steel,many researchers use techniques suchas plasma spraying,laser cladding,etc.,but some ofthem are too expensive,some of them have a deep heataffected zone in the substrate,and some of them cannot bond well with the subs…     

银粉对PZT压电陶瓷电极表面结构和性能的影响

本文重点讨论不同银粉对PZT（PbZrO3-PbTiO3)压电陶瓷电极表面结构及性能的影响。选择合适的银粉，配制成银浆，可以烧结出结构平整，致密，性能优良的PZT表面银电极。     

一种新型润滑剂在温成形中的应用

温成形模具的润滑对于提高产品质量,降低变形力,提高模具使用寿命具有十分重要的意义。在研究了多种液体润滑剂的成膜性、减摩防粘性、防腐耐蚀性和可清洁性的基础上,配制了一种新型无烟水基石墨润滑剂,通过试验研究了该润滑剂的高温润滑性能。结果表明,润滑性能良好,使用方便无污染,是一种新型的水基润滑剂。     

熔-喷ZrO2+WC陶瓷涂层组织结构

采用熔-喷技术，对ZrO2、WC及ZrO2 WC四种混合陶瓷粉末制备的涂层，通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段，对涂层的组织结构进行了分析研究。发现采用熔-喷技术制备的陶瓷涂层，涂层与母材呈熔焊状态，涂层发生了冶金反应，具有重熔的特点，涂层呈现出梯度涂层的特征，表层具有喷涂材料的组织结构，中间层具有母材与喷涂材料共有的组织结构。因此大大地提高了涂层的结合强度，明显地改善了涂层的组织性能，使涂层变得均匀致密，从而拓宽了陶瓷材料的应用范围。     

仿仙人掌集水进展

全面总结了仿仙人掌集水领域的研究进展,重点介绍了仿仙人掌结构的常见制备方法,包括3D打印法、梯度电化学腐蚀法、电纺结合可牺牲模板法、改进的磁颗粒辅助成形法、磁流变绘制光刻法和机械打孔结合模板复刻法,并对每一种方法的制备步骤和优缺点进行了详细介绍。同时,也详细介绍了仿仙人掌集水的主要原理,包括拉普拉斯压力梯度和表面自由能梯度,为集水工程技术的开发和改进提供了理论基础。另外,还详细地介绍了仿仙人掌结构的集水行为,包括单根仿仙人掌棘刺集水和大规模集水行为。最后,对仿仙人掌集水的未来发展方向进行了分析和展望。     

凹槽结构强化液滴合并弹跳的数值研究

目的 为研究凹槽结构对液滴合并弹跳现象的影响,提高液滴自弹跳的速度和能量转化率。方法 通过有限元方法模拟,研究了液滴在凹槽结构上的动态行为和槽深H、槽宽W及液滴尺寸对V型槽和矩形槽上液滴的弹跳速度、无量纲速度、表面能转化率、动量和总动能的影响。结果 凹槽内与槽外液滴间的合并弹跳包含液滴接触、产生液桥、三相线收缩和液滴弹离表面4个过程;宽高比相同时,液滴弹跳速度和表面能转化率均随液滴半径先增大后减小,凹槽宽高比为1.5,液滴合并弹跳半径为0.25 mm工况下表面能转化效率最高;矩形槽与V型槽,宽高比为1.5,液滴合并弹跳半径为0.25 mm时,液滴弹跳速度与表面能转化率随半径比先增大后减小,在半径比为1时达到峰值,二者表面能转化率最大值为27.87%和30.66%。槽宽恒定时,凹槽结构强化液滴合并弹跳存在最佳凹槽宽高比和最优弹跳半径,V型槽提升液滴弹跳效率比矩形槽高约12%。结论 合并后液滴撞击V型槽侧壁的反作用力使液滴旁瓣较矩形槽更早受到侧壁面抑制而发生回流,从而提升了其能量转化效率,减少了液滴的振荡损失与黏性耗散。研究结果在设计高效的自清洁功能表面、提高冷凝表面换热效率、预防和抑制换...     

镀铝衍射光栅表面有机污染物的等离子体清洗技术*

高能量激光装置中衍射光栅吸附的有机污染物是导致衍射光栅损伤的关键因素之一，采用等离子体清洗技术可以实现衍射光栅表面污染物的在线去除。通过有限元方法分析等离子体清洗范围，获得等离子体清洗半径随着清洗距离下降而增加的规律。研究等离子体清洗工艺参数与表面有机污染物去除效果间关系，结果表明随着清洗距离以及工艺气体中氧气含量的上升，镀铝衍射光栅表面自由能的极性部分和色散部分都会增加，其中极性部分的增加起主导作用。等离子体清洗后的镀铝衍射光栅表面呈现洁净状态的周期性锯齿形结构，并且 C1s(285.0 eV)峰值由 6.65×10⁴ 降低至 2.86×10⁴ 。研究等离子体清洗镀铝衍射光栅后表面自由能变化情况，结果表明镀铝衍射光栅表面的极性基团会吸附空气中的碳氢化合物，出现表面自由能下降的陈化现象。研究结果可为镀铝衍射光栅表面有机物污染物的等离子体在线去除提供新的途径。     

Analysis of the Microstructure and Thermal Shock Resistance of Laser Glazed Nanostructured Zirconia TBCs

Nanostructured zirconia thermal barrier coatings (TBCs) have been prepared by atmospheric plasma spraying using the reconstituted nanosized yttria partially stabilized zirconia powder. Field emission scanning electron microscope was applied to examine the microstructure of the resulting TBCs. The results showed that the TBCs exhibited a unique, complex structure including nonmelted or partially melted nanosized particles and columnar grains. A CO₂ continuous wave laser beam has been applied to laser glaze the nanostructured zirconia TBCs. The effect of laser energy density on the microstructure and thermal shock resistance of the as-glazed coatings has been systematically investigated. SEM observation indicated that the microstructure of the as-glazed coatings was very different from the microstructure of the as-sprayed nanostructured TBCs. It changed from single columnar grain to a combination of columnar grains in the fracture surface and equiaxed grains on the surface with increasing laser energy density. Thermal shock resistance tests have showed that laser glazing can double the lifetime of TBCs. The failure of the as-glazed coatings was mainly due to the thermal stress caused by the thermal expansion coefficient mismatch between the ceramic coat and metallic substrate.     

低红外发射率陶瓷层/金属层/陶瓷层复合薄膜高温性能研究

目的研究热处理工艺对陶瓷层/金属层/陶瓷层复合薄膜低红外发射性能的影响,并分析复合薄膜的有效工作温度。方法采用多弧离子镀方法在Ni基K424合金基底上制备了AlCrN/Cr/AlCrN和AlCrSiN/Cr/AlCrSiN两种复合薄膜,分别在700~800℃和800~900℃大气环境下对样品进行了热处理。利用X射线衍射仪、场发射高分辨率透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、电子探针显微分析仪、辉光放电质谱仪和傅里叶变换红外光谱仪,对样品的微观结构、化学组成和表面辐射特性进行了分析。通过建模计算了两种样品在不同温度下的氧化活化能和扩散系数,对比了其抗氧化性能和抗扩散性能。结果样品中的陶瓷层呈纳米晶-非晶结构特征,AlCrN和AlCrSiN陶瓷层中的纳米晶分别为hcp-Cr2N和hcp-AlN。非晶AlCrN介质会在750℃结晶形成面心立方相的Cr(Al)N,加入Si元素可以将其结晶温度提高至850℃。在氧化初期,由于纳米晶的不同,AlCrN和AlCrSiN陶瓷层的表面分别形成富Cr和富Al的氧化层,而由于fcc-Cr(Al)N的形成,以及氧化铬和氧化铝之间极高的溶解度,最终样品表面会形成铝、铬混合的氧化层。当非晶AlCrN介质结晶后,O元素通过晶界深入样品内部导致样品的红外发射率急剧增大,使其低发射特性失效。同时,结晶后的复合薄膜中陶瓷层的氧化活化能降低,Ni元素的扩散系数增大。结论纳米晶-非晶结构的陶瓷层具有更优异的抗氧化性能和抗扩散性能,加入Si元素可以提高样品的抗氧化性能,AlCrSiN/Cr/AlCrSiN复合薄膜可应用于850℃以下的低红外发射率应用。     

Effects of spraying parameters onto flame-sprayed glaze coating structures

Thanks to their design characteristics (i.e., colors, brightness, opacity, etc.) and/or physical properties (i.e., durability, low thermal conductivity, tightness, etc.), glazes find numerous applications, from art ornamenting to protection against corrosion. Glazing consists in coating a substrate by fusing various mineral substances over it. This is a low cost process and hence can be applied on large surfaces. Conventional glazing process needs a relatively high temperature treatment (i.e., up to 1400 °C) that heat-sensitive substrates do not sustain.Thermal spraying may be a good solution to prevent the substrate from thermal degradation. Flame spraying was considered as the spray technique due to its low operating cost and the possibility to adapt the glaze transition temperature to the operating parameters.When spraying glazes, the coating formation mechanism is different from the one encountered with crystallized ceramic materials. Indeed, the high surface tension of those feedstock prevents the particles from being totally spread (i.e., “dewetting” phenomena). Here, the coating results from the coalescence of impinging particles to form a monolayer.The effects of glaze morphology on coatings were studied in this paper. Chemical analysis also permitted to determine the influence of spray parameters on glaze compositions, that can affect glazes thermal properties and hence modify coating structures. At last, the effects of operating parameters on coating architecture were analyzed by experimental design.     

修饰不同微结构对疏水性表面浸润性的影响

目的研究修饰微结构对疏水性材料表面浸润性的影响并指导制备超疏水表面。方法基于有限元软件建立了水滴在修饰不同微结构的疏水性表面的润湿模型,通过水滴表观接触角衡量分析了疏水材料表面修饰单一粗糙结构和复合粗糙结构对疏水性提升的效果,利用硅树脂掺杂微粒制备了不同粗糙度的疏水性涂层,涂层固化后测试其实际接触角大小,并与仿真结果对比。结果仿真结果显示,对水滴接触角为100°的表面修饰单一粗糙结构后,由于微结构形成的凹槽滞留空气,阻碍了水滴在表面铺展,使得水滴在表面的接触角增大至133°。在原微结构基础上修饰更小一级的微结构后,水滴在表面的接触角达168°,材料表面达到超疏水效果。实验中,随涂层表面粗糙度的提升,水滴在表面的接触角逐渐增大,掺混两种微粒的疏水涂层固化后,表面形成复合微观结构,水滴接触角达162°,与仿真结果拟合较好。结论在疏水性表面修饰微结构可显著提升其表面疏水性,修饰复合结构后可达到超疏水效果,此方法可用于实际工程制备超疏水表面。     

浸润性可转变的超疏水织物用于油水分离研究

目的制备超亲疏可逆转换实现油水分离的纺织品。方法首先利用化学镀铜的方法在涤棉织物表面构筑微米-亚微米粗糙结构,然后浸入十二酸乙醇溶液中通过低表面能物质的修饰得到超疏水织物。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDXS)和接触角测试仪对其表面形貌、表面元素和浸润性能进行测试。结果十二酸修饰镀铜涤棉织物具有超疏水性能,与水的接触角达到151.9°;此外,改变超疏水织物所处环境的p H可实现浸润性的可逆转变,从而达到不同密度的油与水的分离,且分离效率高达98%,分离循环次数在80次以上。结论通过化学镀铜构造粗糙表面,再用低表面能物质十二酸修饰,可成功制备超疏水织物。增大织物所处环境的p H值,可得到超亲水织物。超疏水织物和超亲水织物都可用于油水分离。