晶相组成对硅酸钇涂层显微结构及性能的影响

采用水热电泳沉积法在C/C-SiC复合材料表面制备了不同相组成的硅酸钇复合抗氧化外涂层.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的相组成和显微结构进行了表征.研究了不同相组成对硅酸钇涂层的显微结构和抗氧化性能的影响.结果表明,Y_2SiO_5和Y_2Si_2O_7两相配比对涂层的显微结构和抗氧化性能有较大的影响.随着复合涂层中Y_2Si_2O_7含量的增加,复合硅酸钇外涂层的热膨胀系数逐渐接近于SiC内涂层的热膨胀系数.当组成达到m(Y_2SiO_5)/m(Y_2Si_2O_7)=3:7时,内外涂层的热膨胀系数最为接近,从而得到均匀、致密、无显微裂纹、抗氧化性能优异的复合硅酸钇涂层.该涂层在1773K静态空气中,经过氧化100h后,失重仅为1.2%;继续增加Y_2Si_2O_7含量,内外涂层的热膨胀系数差异逐渐增大,涂层再次出现裂纹,抗氧化性能随之下降.     

水热温度对C-AlPO4-莫来石复合涂层显微结构及抗氧化性能的影响

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备方石英型磷酸铝和莫来石的复相(C-AlPO4-莫来石)抗氧化涂层。借助X射线衍射、扫描电子显微镜和等温静态氧化实验对复合涂层的晶相组成、显微结构和抗氧化性能进行了表征与测试。研究了水热温度对C-AlPO4-莫来石涂层显微结构的影响,分析了复合涂层在1773K下的氧化行为。结果表明353～413K范围内,当水热温度为393K时制备的涂层致密均匀。C-AlPO4-莫来石复合涂层具有较好的抗氧化性能,在1773K氧化348h后失重率仅为1.45%,氧化失重速率稳定在0.33mg/(cm2.h)的极低水平。复合涂层在1773K下的氧化能力下降主要是由于长时间氧化后偏磷酸盐和硅酸盐玻璃层不能及时有效地填补涂层中的缺陷,涂层试样在高温下产生了较多贯穿性孔洞。     

金属/微晶玻璃复合涂层析晶行为对涂层抗高温氧化性能的影响

依据目前航空发动机核心热零件所遭受的严苛环境以及微晶玻璃涂层优异的高温防护性能,采用流涂法在航天发动机用镍基合金GH4586表面制备含镍的B₂O₃-Al₂O₃-BaO-CeO₂金属/微晶玻璃复合涂层(Ni/BABC)。利用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS)、增重法等测试手段,研究了不同形核剂和不同热处理工艺对B₂O₃-Al₂O₃-BaO-CeO₂组分微晶玻璃晶化行为的影响以及晶化行为对复合涂层抗高温氧化性能的影响。结果表明：4%(质量分数)ZrO₂作为形核剂能达到最好的形核效果,析出晶相为BaAl₂B₂O₇;微晶玻璃的最佳析晶工艺为650℃退火30 h,其退火时间越长,析晶率越高,30 h后析晶率趋于稳定,约为46%;微晶玻璃复合涂层对基体...     

氮分压对多弧离子镀TiN涂层相结构及性能影响的研究

本文利用多弧离子镀设备沉积了 ＴｉＮ薄膜，对不同工艺条件下沉积ＴｉＮ的薄膜用 Ｘ射线衍射方法进行了研究，给出了薄膜相结构随氮分压变化的实验结果，测定了薄膜 的显微硬度．用ＳＥＭ方法观察了 ＴｉＮ涂层的组织形貌。指出：氮分压为多弧离子镀 的一个重要工艺参数，我们适当地控制氮分压，可以制作出性能良好的ＴｉＮ薄膜。     

提高Si3N4抗氧化性能的陶瓷涂层

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法在热压Ｓｉ３Ｎ４表面涂上一层ＳｉＯ２涂层，用Ｘ光电子能谱（ＸＰＳ）检测了涂覆ＳｉＯ２后Ｓｉ３Ｎ４表面的组成，结果表明，在Ｓｉ３Ｎ４表面有ＳｉＯ２涂层存在，经涂覆 热压Ｓｉ３Ｎ４在１３０℃氧化１００ｈ后，氧化增重从未涂覆的０．４２ｍｇ／ｃｍ＾２降到０．２８ｍｇ／ｃｍ＾２。     

涂层结构对Ti-Al-N涂层氧化行为的影响

采用多弧离子镀技术及TiA合金靶,在SKH51高速钢基体上沉积了Ti1-xAlxN单层构型涂层和TN/Ti1_xAlxN复合多层构型涂层,分析其高温氧化行为.用扫描电镜、X射线衍射、电子探针等手段表征了涂层氧化后的组织结构和元素分布.试验发现,基体Fe元素扩散到涂层表面意味着SKH51涂层试样剧烈氧化阶段的开始.当涂层的构型相同时,涂层的抗氧化性能随着涂层中铝含量增加而单调增加.但对于TiN/Ti0.33Al0.67N复合多层构型涂层,其抗氧化性则比Ti0.33Al0.67N单层构型涂层差,高于铝含量基本相同的Ti0.67A0.33N单层构型涂层.空气中800℃恒温退火,TiN/Ti0.33 Al0.67N涂层出现严重氧化的时间是43h,Ti0.33Al0.67N、Ti0.67Al0.33N涂层分别为53 h和11h.因此,Ti-Al-N涂层的抗氧化性不仅同涂层中铝含量有关,涂层构型也起着重要用.     

等离子熔覆铁基非晶纳米晶复合涂层及其性能

利用等离子熔覆技术在A3钢表面制备了一层与基体呈冶金结合的、性能良好的非晶纳米晶复合涂层.涂层有非晶相和纳米相组成,根据衍射峰的半高宽,计算出铁基涂层中平均晶粒尺寸为22～24nm.对涂层进行XRD、SEM、EDS、TEM和DSC分析,并利用显微硬度计和电化学工作站研究涂层的硬度和耐蚀性能,研究表明所制备的铁基涂层具有良好的性能.     

沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响

采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)工艺,在沉积真空度为150mbar、200mbar和250mbar的条件下分别在镍基单晶高温合金基体上制备了三种铝化物涂层,研究了沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法系统分析了三种铝化物涂层的相结构、显微形貌和化学组成。结果表明：三种沉积态铝化物涂层的相结构均为β-NiAl相,沉积真空度为200mbar的涂层样品还存在Ni_1.04Al_0.96和Ni_1.1Al_0.9双相结构;经1100℃静态氧化后,三种涂层表面均形成了Al₂O₃,β-NiAl相转变为γ′-Ni3Al相,沉积真空度为250mbar的涂层样品中γ′-Ni3Al相的峰强度最低;三种铝化物涂层的氧化增重速率分别为0.037g/(m²·h)、0.022g/(m²·h)和0.018g/(m²     

铁基非晶纳米晶涂层组织及磨损性能研究

利用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备了FeCrBSiMnNbY系非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜和X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构进行了表征,着重分析了非晶纳米晶的形成机制,并利用湿砂橡胶轮式磨损试验机对涂层的磨损性能进行了研究.结果表明:涂层的组织主要由非晶相和α(Fe,Cr)相纳米晶组成;α(Fe,Cr)相纳米晶均匀分布于非晶基体内.涂层的组织均匀,结构致密,平均孔隙率为1.7%;非晶纳米晶涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性,其失效机制主要为脆性断裂机制.     

制备参数对氧化铌涂层晶相成分与结合性能的影响

为探讨制备参数对直流反应溅射氧化铌涂层晶相成分与结合性能的影响规律,采用不同的氧气流量、功率和沉积时间,通过直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了氧化铌涂层。利用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对涂层进行表征,采用划痕仪测定了涂层的结合力。结果表明：当氧气流量为0.5~3.0 mL/min、功率为60~100 W、沉积时间为3~7 h时,制备参数对氧化铌涂层的晶相结构和化学价态没有影响,但是对涂层的结合性能影响显著。涂层结合力随氧气流量的增大而减小,随溅射功率和沉积时间的增加而先增大后减小。当溅射功率为80 W（W3试样）和沉积时间为300 min（T3试样）时,涂层的结合力分别为最大。     

B-Cr-Ti共渗层的显微组织与性能

本文用金相显微分析、电予探针和 X 射线衍射分析等方法对五种钢材的 B-Cr-Ti 共渗层进行了化学成分、相结构及显微组织分析。同时,对 B-Cr-Ti 渗层的性能进行了研究。     

Al含量对(Ti,Al)N涂层结构性能的影响

(Ti，A1)N是20世纪80年代末期在TiN基础上发展起来的一种新型多元涂层材料。由于加入Al元素，(Ti，Al)N不但硬度、耐磨性优于TiN，而且大大改善了涂层的抗高温氧化性能。综述了Al元素在(Ti，Al)N涂层中的作用机理，以及Al含量对(Ti，Al)N涂层的晶体结构、抗高温氧化、硬度和耐磨性的影响。指出当Ti和Al的比例近似为1：1时，(Ti，Al)N涂层将获得优越的综合使用性能。     

纳米晶、亚微米微晶2009铝合金塑性形变的波动特性

纳米晶、亚微米微晶2009铝合金塑性形变试样上各点的应变量是不相同的,并且呈波动性变化,随着外加载荷的增加而波动的幅度增加,表明在拉伸过程中,其应力传播和剪切变形传播在三维方向都具有波动特性。形成峰值与材料缺陷造成应力集中有关,实验结果表明纳米晶、亚微米微晶2009铝合金材料的塑性变形的流动行为的波动特性和非均匀特性,证明了介观力学提出的观点。即材料进入塑性变形后,晶粒群将进入平移-转动涡流,将材料的初始结构层次（包括晶粒、晶界、晶群以及试样整体）全部纳入变形范畴。     

水热处理和尿素改性对三水铝石微观结构的影响

以尿素为改性剂,用水热处理方法对三水铝石进行了改性处理。结果表明,尿素的加入量和水热处理时间对产物微观结构有显著的影响,当尿素与三水铝石的摩尔比小于6∶1时,水热处理24 h的产物为片状薄水铝石;当摩尔比超过8∶1时,产物为板条组装的球形碱式碳酸铝铵.纯相碱式碳酸铝铵的形成与水热处理的时间有关,随处理时间的延长,氢氧化铝经历了由三水铝石到薄水铝石与碱式碳酸铝铵混相结构再到纯相碱式碳酸铝铵的演变过程,期间发生由块体到片状再到片组装块体的微观形貌变化,最后演变为板条组装球形结构。     

激光重熔改性铝合金微弧氧化膜层的组织与性能

为了改善微弧氧化(MAO)膜层多孔疏松的组织和性能, 对其进行了激光重熔处理, 并制备了两种实验膜层: (1)选择双向电流脉冲和Na₂SiO₃-KOH体系的工作液, 在6082铝合金基体上制备平均厚度为18 μm的MAO膜层; (2)采用Nd:YAG激光器对上述MAO膜层进行激光重熔(LSM)处理, 获得MAO+LSM膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、超显微硬度计和电化学分析仪分别检测上述两种膜层的微观形貌、相组成、表面硬度和耐蚀性能。结果表明: 激光重熔后的膜层由内往外分为致密层、中间层和重熔层, 组织致密、气孔率低的重熔层取代了MAO疏松层, MAO+LSM膜层中α-Al2O3相的比例得到提高, 硬度和耐蚀性能也进一步得到改善, 且保持了MAO膜层与基体的结合方式。     

粉末X射线衍射法对酰胺酸-酰亚胺共聚物晶体结构的研究

通过粉末X射线衍射仪对不同工艺条件获得的PMDA-ODA型酰胺酸-酰亚胺共聚物(PA-I)粉末的XRD图谱进行分析表明,PA-I粉末为半晶粉末,使用消除无定型鼓包的XRD图谱指标化,计算出晶体结构为三斜晶系,空间群为P1。采用Pawley全谱精修晶体结构,结果表明,随着酰亚胺化时间的延长和酰亚胺化温度的提高,PMDA-ODA的晶胞参数、微晶尺寸和晶格畸变都呈现规律性变化。     

磁控溅射制备CrTiAlN梯度镀层的热冲击性能研究

采用磁控溅射技术在高速钢基体上制备不同含量的CrTiAlN梯度镀层,温度为600℃时研究镀层的抗热冲击性能,采用X射线光电子能谱仪和X射线衍射仪分析镀层成分及热冲击前后的相结构,利用场发射扫描电镜观察镀层的形貌,利用分析天平对镀层热冲击前后进行精密称重并结合光学显微镜来观察镀层热冲击后的表面形貌。结果表明,热冲击温度为600℃时,镀层有Cr2O3、TiO2等新相生成,有氧化现象发生;对于不同成分的CrTiAlN镀层,Cr含量较高、Ti含量较少的镀层具有较好的抗热冲击性能;镀层失效是循环热应力产生剪切裂纹及镀层原子和氧原子双向扩散形成非接触区共同作用的结果。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜, 分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布, 探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响. 结果表明, 铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小, 铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同, 陶瓷膜都是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)相组成; 不同区域膜层的显微硬度相等, 其平均硬度约为HV 1500. 另外, 微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.     

PP/POE共混物的热行为与晶态结构

采用双螺杆挤出机熔融共混制备了不同组成的聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)共混物,利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和广角X射线衍射系统研究了共混物的热行为与晶态结构。结果表明PP与POE之间具有一定的相容性,POE的异相成核作用提高了共混物中PP的结晶温度和结晶速率,有效地诱导β晶型PP的形成,增大了共混物中α晶型和β晶型PP的晶面表观厚度。另一方面,由于POE与PP之间存在较强的相互作用,POE大分子链使PP分子链的扩散和堆积受阻,从而导致PP/POE共混物总结晶度的降低。     

铝合金阳极微观组织对其性能的影响

在研制高效铝合金阳极的基础上，运用现代分析技术，考察了合金枝晶形态，日粒大小，第二相粒子特征等微观组织因素对铝阳极电化学性能和表面溶解状态的影响，结果表明；合金枝晶的粗细均匀程度决定了阳极表面溶解的均匀性；日粒越细小阳极电流效率越高；具有大小均匀，形态规则，数量适中的第二相粒子的铝阳极表现为较为的综合电化学性能。