Ir/HfO2复合涂层的制备及性能研究

利用化学气相沉积(CVD)技术制备了HfO2涂层和Ir/HfO2复合涂层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)对涂层的性能进行分析。结果表明:在沉积Ir时,沉积室升温速率≤10 ℃/min时,制备出的Ir/HfO2复合涂层经真空高温热处理后可获得表面质量良好的Ir层,且Ir层纯度达到99.77%;真空热处理有益于提高Ir/HfO2复合涂层之间的结合程度,且热处理温度越高,结合效果越好;表面制备有HfO2涂层的Ir棒在1980 ℃氧化10 h的条件下,HfO2涂层对Ir的保护效果显著,可将Ir的氧化深度由毫米级降至数十微米。     

激光制备镍基纳米WC/Co复合涂层的耐磨性研究

对不锈钢表面激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的耐磨性进行了研究。结果表明,与热喷涂及喷焊Ni基WC／Co涂层相比,激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的相对耐磨性明显较高。在选定的试验条件下,激光涂覆层的相对磨损体积分别为热喷涂及喷焊层的6．91％及15．46％,其原因是激光快速涂覆工艺及纳米WC／Co综合作用的结果。     

TC4钛合金表面WSi_2/W_5Si_3复合涂层制备及性能研究

利用磁控溅射(PVD)、化学气相沉积(CVD)以及热扩散渗硅方法在TC4钛合金表面制备WSi_2/W5Si_3复合涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪对复合涂层的结构、组织形貌以及微区化学成分进行分析;对复合涂层显微硬度、附着力以及耐磨性进行测试。结果表明:WSi_2/W5Si_3复合涂层的WSi_2层和W_5Si_3层厚度分别为20、56μm,显微硬度平均值分别为10.70和8.32 GPa; WSi_2/W_5Si_3复合涂层与基体结合力为171.6 N; WSi_2/W5Si_3复合涂层表面摩擦因数为0.75,磨损率为1.184×10~(-6)mm~3·mm~(-1)。在TC4钛合金表面制备的WSi_2/W_5Si_3复合涂层结构均匀致密,与基体结合良好。     

内表面低粗糙度金刚石复合涂层细长管制备方法

内表面低粗糙度金刚石复合涂层细长管制备方法。该方法采用电子增强热丝化学气相沉积（CVD）法对钨棒料基体进行金刚石复合涂层制备，通过腐蚀去除钨棒料基体获得自支撑金刚石细管，并采用比自支撑金刚石细管略大的钢管或铝管作为细长管的外壳，套在自支撑金刚石细管外，在自支撑金刚石细管与外壳之间由改性的环氧树脂粘结剂填充，由此形成内表面由低粗糙度金刚石复合涂层组成的细长管。     

反应钎涂碳化物/铁基合金复合涂层的组织结构

以钛粉、钛铁粉、铁粉、胶体石墨、铬铁粉和Cr3C2粉为原料，通过真空反应钎涂在低碳钢基体上制备了碳化物／铁基合金复合涂层。利用X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）和能谱EDS分析了碳化物，铁基合金复合涂层的组织结构。考察了Ti的不同添加方式对复合涂层中组织结构的影响，并探讨了复合涂层中TiC形成机理。结果表明：碳化物／铁基合金复合涂层由Fe基合金基体相，Cr3C2和TiC组成。Ti的添加方式主要影响涂层中的TiC的形态和分布状况，而对Cr3C2的影响很小。分析认为，在碳化物／铁基合金复合涂层中，Ti与C的反应模式有两种，分别与Ti的添加方式相对应。     

基底表面预氧化对SiO2/S复合涂层的影响

为了减缓乙烯裂解炉管内表面的结焦,采用常压化学气相沉积方法,以二甲基二硫(DMDS)和正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体,在预氧化的HP40合金试样上制备了SiO2/S复合涂层.分析了沉积温度、气体流速和沉积时间对涂层沉积速率的影响.利用扫描电镜、XPS和Raman光谱分别对涂层的形貌、成分和化学结构进行了表征,并对预氧化试样与涂层的结合进行了实验研究.结果表明,涂层主要由三节环Si-O-Si结构和Si-O-S结构组成,预氧化的试样涂层沉积速率是未氧化试样的2～3倍,试样氧化后涂层的抗热冲击性能和结合强度得到了提高.     

复合表面技术研究的新进展

在表面工程的进展中．人们发现,由于每一种表面技术都具有其自身的优点与缺点,单一的表面技术往往不能满足在摩擦学设计中苛刻工作条件的需要,这就促进了复合表面技术,或所谓的第二代表面技术的发展。即同时采用两种或两种以上的表面技术复合在一起．以便其优缺点能够相互补充。近年来,作者在复合表面技术方面进行了一些初步研究,获得了很多有重要理论与实际意义的研究结果。本文概述四方面研究课题的主要结果,包括：电刷镀 等离子喷涂;离子氮化 激光表面改性;复合PVD薄膜;化学热处理 含添加剂的油润滑。     

温度对CVD-TaC涂层组成、形貌与结构的影响

利用TaCl5-C3H6-H2-Ar反应体系,用化学气相沉积法(CVD)成功地在C/C复合材料表面沉积TaC涂层及C-TaC复合涂层.研究了温度对TaC涂层的相组成和表面形貌的影响以及CVD-TaC涂层的沉积机理.结果表明:在1373～1673 K温度范围内能够在C/C复合材料表面制备碳化钽涂层,它由TaC和游离碳组成.提高沉积温度和H2/C3H6的流量比,TaC涂层中游离碳的含量减少;随着沉积温度的升高,TaC涂层的颗粒尺寸增大,均匀程度下降;在1 573 K时颗粒间出现明显的烧结界面,结构致密无裂纹.制备出成分波动的C-TaC复合涂层,该涂层与基体间具有良好的机械相容性.分析了低应力、无裂纹TaC复合涂层的形成机制.     

等离子喷涂氮化硼纳米片增强Ni3Al复合涂层的摩擦学性能

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备出六方氮化硼纳米片(BNNP)增强Ni₃Al复合涂层。结果表明,涂层物相主要为原位生成的Ni₃Al和少量Al₂O₃。相比于Ni₃Al涂层,BNNP优异的力学性能和自润滑性能赋予复合涂层良好的减摩耐磨性能,其耐磨性能提高了约1.5倍。Ni₃Al涂层的主要磨损机制是脆性断裂和三体磨粒磨损,BNNP/Ni₃Al复合涂层的主要磨损机制则转变为轻微的磨粒磨损,且磨损表面BNNP润滑转移膜的形成有益于抑制对磨偶件的接触损伤。     

钛合金表面MoS2/TiN复合涂层的摩擦性能研究

采用复合处理的工艺方法,在Ti-6Al—4V合金表面制备复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析复合涂层表面相结构、表面及截面微观形貌和沿截面各元素分布状态。对不同处理后的截面硬度梯度进行了分析比较,在MM-200磨损实验机上测定了复合涂层的摩擦性能。结果显示,复合涂层是由单质的Ti,Mo和MoS2,TiN以及过渡层组成,在干摩擦、纯滑动的条件下摩擦性能优良。     

耐腐蚀氧化石墨烯复合涂层的研究进展

腐蚀问题会影响金属材料的安全性和耐久性,是造成工程装备和设施失效及破坏的主要原因,严重损害了经济发展和人身安全。涂层是最有效和经济的防腐措施,随着对涂层性能的要求越来越高,复合涂层材料受到科研工作者的广泛关注。石墨烯具有高导电率、高硬度和优异的阻隔性等性能,但同时具有疏水性和易团聚的特点。氧化石墨烯的结构与石墨烯相似,高长径比能够提供有效的阻隔性能,表面丰富的含氧基团为化学改性提供了反应位点,从而实现在基体中均匀分散的目的,是一种可用于增强涂层防腐能力的理想碳材料。首先介绍了氧化石墨烯的制备和化学改性方法,并且对比了不同化学改性方法的优缺点以及作用机制。然后分类阐述了氧化石墨烯复合防腐涂层的研究现状,探讨了氧化石墨烯含量、分散性和制备条件等因素对复合涂层的影响。最后从不同方面(制备工艺、分散技术、防腐机制和工程应用)分析了氧化石墨烯涂层存在的主要问题,并展望了氧化石墨烯涂层的发展方向。     

电弧/溅射复合沉积技术的发展及其在刀具涂层中的应用

通过电弧/溅射复合技术沉积刀具涂层,不仅可以规避单一沉积技术的固有缺陷,拓宽材料的选择范围,且其纳米多层结构能够有效结合不同组元的特性,协同提升涂层性能,有望为难加工材料的切削提供高性能涂层解决方案.首先对电弧/溅射复合技术的发展历史进行了回顾,概述了早期"Arc Bond Sputtering"技术凭借多功能阴极弧源实现同一靶材在电弧与溅射两种沉积模式的自动切换,有效结合不同沉积技术的优势.在此基础上,重点综述了近年国内外研究机构及企业应用端关于复合沉积技术在刀具涂层领域的研究进展,包括利用电弧/溅射复合沉积制备高硬度纳米复合结构涂层;通过磁控溅射拓宽靶材成分的选择范围,电弧层与溅射层交替沉积制备具有摩擦自适应性的纳米多层刀具涂层;设计从底层电弧支持层向顶层非晶功能层过渡的涂层结构,采用高功率脉冲磁控溅射沉积非晶层(例如SiBCN与TiB2),打断电弧层柱状晶的连续生长,涂层表现出致密的结构与优异的高温性能.此外,还总结了笔者对电弧/溅射复合沉积AlTiN以及AlTiN/AlCrN涂层的性能研究.最后,对国内复合沉积刀具涂层的应用前景以及尚待解决的科学问题进行了总结与展望.     

热处理温度对BN界面涂层微观结构和相稳定性的影响

采用化学气相渗透工艺在SiC纤维表面制备BN界面涂层,在比沉积温度更高的温度下分别对涂层进行热处理.采用扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等技术,对BN界面涂层的微观结构和化学成分进行分析,并对涂层进行相稳定性能研究.结果表明:在850℃沉积的BN界面涂层分别在1050、1150、1250℃下进行热处理,B...     

偶联剂在火焰喷涂聚合物基复合涂层中作用的研究

利用扫描电子显微镜和付里叶变换红外光谱,实验研究了偶联剂TPM对火焰喷涂尼龙1010/石墨复合涂层微观结构及化学结构的影响。SEM分析和FT-IR谱图分析证明,偶联剂的加入增加了无机填料与有机高分子之间的相溶性,使涂层的显微结构和化学结构得到明显改善,说明偶联剂的选用是正确而有效的,为进一步研究开发其它聚合物复合涂层提供了重要依据。     

原位生长碳纳米管对化学气相沉积SiC涂层的影响

以碳/碳复合材料为基体,MTS为先驱体原料,采用化学气相沉积法在复合材料表面制备CNT-SiC/SiC复合涂层;研究原位生长的碳纳米管(CNTs)对SiC沉积速度和微观形貌的影响。结果表明:CNTs加快SiC的沉积,涂层的平均质量增加速率提高5%,提高沉积的均匀性,且晶粒更细小;经1 100℃恒温氧化10 h后,单一SiC涂层、CNT-SiC/SiC涂层的质量损失率分别为41.11%和34.32%;经(1 100℃,3 min)(室温,3 min)热循环15次后,单一SiC涂层和CNT-SiC/SiC涂层的质量损失率分别为33.17%和30.25%,部分区域涂层脱落及涂层表面形成的气孔是涂层试样质量损失的主要原因。     

脉冲偏压对（Ti，Al）N／TiN／（Ti，Al）N多层复合涂层成分和硬度的影响

采用脉冲偏压多弧离子镀技术在Hss-Al高速钢上涂镀（Ti,Al）N/TiN/（Ti,Al）N多层复合涂层。所用设备为复合八阵弧离子镀膜生长系统。简要介绍了多层复合膜的镀层工艺过程。鉴于复合涂层中的Al含量对涂层的性能特别是抗磨损性能有极重要的影响。实验中重点考察了脉冲偏压幅对Al含量的影响。同时测试了复合涂层的Vickers硬度与偏压幅值的关系。研究结果推出,随着脉冲偏压幅值的增加,涂层中Al含量先增加,然后减少,偏压幅值为-150V时,Al含量高达36.41at%,偏压幅与涂声能显微硬度的关系有相似的规律,在偏压幅值为-150V时,7层复合膜的Vickers硬度达2750MPa左右,10层复合膜的硬度约2880MPa。