铀表面Al/Ti复合镀层热应力的有限元分析

对铀表面Al/Ti复合镀层的热应力进行了热弹塑性有限元分析,表明Ti镀层内为压应力,Al镀层内为拉应力,并达到铝的屈服强度,靠近试样侧边,存在边缘效应引起的应力分布不均匀性,离试样侧边2倍镀层厚度处,不均匀性逐渐消失,试样侧边U-Al界面剪切应力大于中部区域.对沉积温度、镀层厚度及镀层力学性能对镀层热应力和塑性应变的研究表明,随着沉积温度升高,镀层内热应力和塑性应变明显增大,减薄Al镀层和增厚Ti镀层可降低镀层内热应力和塑性应变,Al镀层屈服强度及Ti镀层弹性模量对镀层热应力和塑性应变有重要影响.     

铀表面Ti/Al复合镀层中Ti膜表面氧化结构研究

采用电子能量损失谱(EELS)和俄歇电子能谱(AES)研究了铀表面磁控溅射离子镀Ti/Al复合镀层中Ti膜在6.5×10-6PaO2、150℃～400℃和0.05MPaO2、200℃～500℃环境中表面化学结构变化,并与块状金属Ti的行为进行了比较.结果表明,Ti膜表面结构随着氧化温度和氧分压而变化.在0.05MPaO2足氧气氛中,在200℃～500℃下氧化时,Ti膜与块状金属Ti表面形成的氧化物均为TiO2.在6.5×10-6PaO2环境中,在较高温度(400℃)下由于表面缺氧Ti膜表面仅形成TiO,在较低温度下(≤250℃)由于O的扩散速度降低,Ti膜逐步向TiO、Ti2O3、TiO2转变,最后在表面形成了TiO2.O在Ti膜中的扩散速度较块状金属Ti明显加快.结合热力学对Ti膜氧化物结构变化进行了讨论.     

U上Al，Ti／Al镀层研究

用循环Ar^ 轰击-磁控溅射离子镀（MSIP）法在U表面上镀Al,Ti/Al,并采用俄歇电子能谱仪（AES）、扫描电镜（SEM）、电化学实验和平面磨耗实验，研究了其表面、剖面形貌和耐磨耐蚀性能，以及Al/U和Ti/Al镀层界面。结果表明：U上循环Ar^ 轰击-磁控溅射离子度Al,Ti/Al界面存在较宽的原子共混区，且Ti/Al镀层的耐磨蚀性能明显优于单一磁控溅射离子镀Al层。     

碳纳米管/镍基复合镀层的腐蚀行为

采用复合沉积方法在普通碳钢基底上沉积碳纳米管／镍基复合镀层。用腐蚀实验、电化学方法研究了复合镀层在3．5％NaCl溶液中的耐腐蚀性能，并讨论了其耐腐蚀机理，对普通碳钢和纯镍镀层也进行了比较研究。结果表明：碳纳米管的加入显著提高了复合镀层的耐腐蚀性能；耐腐蚀的原因在于碳纳米管的复合镀层更加致密，隔离了腐蚀介质，并阻止了蚀坑的增大，同时，碳纳米管促进了镍的纯化，从而提高镀层的耐蚀性。     

铀表面气体吸附及腐蚀行为研究进展

铀腐蚀行为不仅涉及铀金属表面本身,并且涉及铀表面氧化物。本文综述了各种腐蚀性气体分子与金属铀表面(包括其氧化物表面)的相互作用特征及其研究现状。指出理论研究尚待解决的问题,展望了理论与试验的结合研究,有助于从分子水平上探讨气体在U/UOx表面的吸附、解离、表面反应/渗透,完善铀的腐蚀防护机制,从而提高铀抗腐蚀应用技术。     

新型Ti/Al复合基体对传统Ti基PbO_2电极性能的改善

对比研究新型Ti/Al复合基体电极Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2和传统纯Ti基体电极Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2的性能差异。通过改变Ti/Al复合基体的制备温度,探索制备新型电极的最佳工艺条件。运用SEM、EDS和XRD表征Ti/Al基体界面层与电极表面β-PbO2活性层的物相形貌。结合电化学测试技术,分析基体制备温度对电极电化学性能及寿命的影响。结果表明:Ti/Al复合基体的电阻率仅为纯Ti的1/10,该电极β-PbO2层的晶粒趋于细化且均匀,活性层比表面积增大,电化学性能均好于纯Ti基体电极。其中,在540℃获得的Ti/Al基体复合界面相为TiAl3,该复合基体电极的性能最佳。电极电阻较纯Ti基体电极降低43%,极化电位下降18%,在0.2 A/cm2的电流密度下,电位降低了320 m V。经强极化测试,该电极具有最大的交换电流密度j0与最低的析氧超电压η,工业使用寿命长达10.4年,高出传统电极50%,具有良好的应用前景。     

热处理对Cr/Al复合镀层组织转变的影响

通过先在水溶液中电镀Cr之后再在摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC(氯化1-甲基3-乙基咪唑)离子液体电镀Al的方法,在1Cr17钢表面制备出Cr/Al复合镀层。研究了在740℃条件下不同时间热处理对涂层组织和结构的影响。光学显微镜、二次电子和特征X射线能谱及X射线衍射研究结果表明:Cr/Al复合镀层通过740℃热处理可以得到Al-Cr涂层,随着时间的延长,外表面合金层成分依次按Al4Cr→Al11Cr4→Al9Cr4→Al8Cr5变化,最后形成单相的Al8Cr5,且涂层与基体之间不发生明显的互扩散;在5～20 min内Al9Cr4成分层的厚度及反应掉的Cr镀层厚度与时间平方根符合线性关系;氮气气氛中热处理可以减少涂层表面的空洞。显微硬度测试结果表明:Al8Cr5的脆性小,且硬度高于其他3种合金层。     

Ti/Al/Mg/Al/Ti层合板变形行为及断裂形式的原位研究

为阐明Ti/Al/Mg/Al/Ti层合板的变形行为及断裂形式,对轧制态和退火态的层合板进行原位弯曲和拉伸试验,研究组元板和金属间化合物的裂纹萌生和扩展情况.结果表明:无论Al/Mg界面有无金属间化合物,Al/Mg界面分层都是最先出现的断裂形式,因此Al/Mg界面结合强度决定层合板的力学性能.在退火态层合板中,金属间化合...     

阴极电弧离子沉积TiN／Ti镀层腐蚀特性

采用电化学线性极化、交流阻抗谱技术研究了不同基片偏压上阴极电弧沉积TiN/Ti镀层在50×10-6g/gCl-溶液中的腐蚀行为,并对镀层腐蚀的机理进行了探讨。结果表明:基片偏压–400V时,镀层耐蚀性能好;镀层表面的针孔是诱发镀层和基材体系发生点蚀、电偶腐蚀的主要缺陷。     

纳米SiO2粒子/镍基复合镀层腐蚀行为

将纳米SiO2粒子通过超声分散引入到化学镀Ni-P合金镀液中,在碳钢基体表面共沉积得到纳米SiO2粒子/镍基复合镀层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Ni-P镀层和纳米SiO2粒子/镍基镀层的微观结构形貌进行了分析;采用失重法和电化学方法研究了纳米SiO2粒子/镍基复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米SiO2粒子/镍基复合镀层仍是非晶态,纳米SiO2粒子的加入提高了镀层的致密性,提高了镀层的耐腐蚀性能。     

钛/铝/钛层状复合材料的爆炸复合制备及后续热压处理研究

本文以纯钛板与纯铝板为原料,通过爆炸复合法制备钛/铝/钛层状复合材料,之后采用热处理以及热压工艺对钛/铝/钛层状复合材料进行进一步处理。研究结果表明：复合板界面主要由波状界面和平直状界面构成,铝元素与钛元素在界面上发生了互扩散,界面结合性能优良,可以承受后续较大的二次塑性变形;热处理后的复合板界面发生明显扩散,在热处理25 h后热压2.5 h后铝层完全反应,扩散反应层主要由TiAl₃相以及Ti₂Al₅相构成。     

Corrosion and biocompatibility of PPy/PEG coating electrodeposited on Ti6Al7Nb alloy

This work aims to improve the corrosion rate of Ti6Al7Nb alloy and to increase its biocompatibility at the same time, obtaining polymer composite films based on polypyrrole/polyethylene glycol (PPy/PEG). The elaboration method was electrodeposition. FT‐IR analysis was performed in order to emphasize the formation of the PPy‐PEG composite film by incorporating PEG into the polymer structure. The paper is focussed on PEG (400 molecular weight) effect on the corrosion in bioliquids (as tested electrochemical bioliquid was chosen Hank's balanced salt solution) and on the biocompatibility properties. The PPy film significantly improves the biocompatibility of the Ti6Al7Nb alloy. The PEG presence in the polymerization solution leads to more stable composite polymer films on the titanium alloy surface with a better corrosion resistance and a more hydrophilic behaviour comparing with the PPy film. The increase of cell viability and proliferation potential as compared to the PPy film is not important.     

NdFeB表面磁控溅射沉积Ti/Al多层膜的结构及耐腐蚀性能

采用直流磁控溅射技术在烧结NdFeB磁体表面沉积Ti/Al多层膜,并研究其结构及在NaCl溶液中的耐腐蚀性能。在Ti/Al多层膜中,Ti层为密排六方结构,成功打断了Al层(面心立方结构)的柱状晶结构生长。与纯Al膜相比,Ti/Al多层膜具有更致密的表面,且周期数增加,表面越平整致密。动电位极化曲线结果发现,纯Al膜试样的自腐蚀电流密度为1.9×10-5 A/cm-2左右,5周期Ti/Al多层膜试样的自腐蚀电流密度约为1.1×10-7 A/cm2,比纯Al膜小近两个数量级,且随着多层膜周期数的增加,其腐蚀电流密度进一步减小。这些结果表明在快速且破坏性强的腐蚀情况下,Ti/Al多层膜抗腐蚀能力比纯Al膜好,且随着周期数的增加进一步提高。NaCl溶液中长期腐蚀试验时,Ti/Al多层膜的耐腐蚀性能不如纯Al膜,这可能是由Ti层和Al层间形成原电池且多层膜应力较大导致。     

模拟体液中纯钛及Ti6A14V合金的腐蚀行为

采用电化学测试技术研究了人体医用金属材料工业纯钛和Ti6A14V合金在人工模拟体液中的腐蚀行为,结果表明,阳极极化后两种合金均未发现点蚀,工业纯钛的维钝电流密度小于于Ti6A14V合金,前者的阳极极化性能优于后者,Ti6A14V合金缝隙试样在阳极电位超过＋2000mV(vsSCE)后,电流开始急剧增大,发生了缝隙腐蚀;通过电子探针分析发现,在缝隙内Al和V两种元素发生活性溶解。工业纯钛在电位达到＋4000mV/(vsSCE）时仍没有发生缝隙腐蚀。     

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

Effects of Chlorate on the Hot Corrosion Behaviors of Cr0.82Al0.18N Coating Deposited on a Ti3Al Based Alloy

为了研究氯化物熔盐对Cr-Al-N涂层热腐蚀性能的影响,采用反应磁控溅射的方法在Ti3Al合金表面制备了Cr0.82Al0.18N涂层,研究了涂层在Na2SO4+25%K2SO4和Na2SO4+25%Na Cl(质量分数)2种熔盐中的热腐蚀行为,采用XRD和SEM分析了涂层热腐蚀产物的相组成和形貌。结果表明:涂层在含有氯化物盐的熔盐中腐蚀时表现为失重而在硫酸盐中腐蚀时表现为增重;Cr0.82Al0.18N涂层在2种熔盐中的腐蚀都主要由Cr2O3和θ-Al2O3组成。氯化物熔盐和腐蚀产物的挥发导致了在含有氯化物熔盐中腐蚀时的失重现象。当含有氯化物盐时会增加熔盐中氧离子的活度,从而加速Cr2O3在熔盐中的溶解。此外,热腐蚀过程中产生的氯气也会参与腐蚀反应,从而加速涂层的消耗。     

SiCp/Al复合材料化学镀镍耐蚀性研究

利用交流阻抗技术和极化曲线,研究了SiCp/Al复合材料基体上高磷(w(P)=10.698%)和中磷(w(P)=6.056%)两种化学镀镍层在w(NaCl)=3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过扫描电子显微镜观察了镀层的腐蚀形貌。结果表明,在w(NaCl)=3.5%NaCl溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,高磷镀层自腐蚀电位为-0.641 V,电荷转移电阻为12.49Ω;中磷镀层自腐蚀电位为-0.879 V,电荷转移电阻为8.11Ω;高磷镀层的耐蚀性优于中磷镀层;两种镀层发生了不同程度的孔蚀。结合正交试验结果及有关文献,确定了SiCp/Al复合材料高磷化学镀镍工艺,并提出了改善镀层耐蚀性的几种途径。