三元硼化物陶瓷涂层的制备及其力学性能研究

笔者采用的是在Q235钢基体表面用固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层,因为固相反应法制备陶瓷消耗的能源少、污染小、工艺简单,相对传统的制备工艺所需成本较低,所以研究固相反应型三元硼化物陶瓷涂层有很高的科学价值和实用价值。笔者采用Fe-B、Mo、Fe、Al、Cr为陶瓷骨料,使用无机粘结剂磷酸二氢铝作为陶瓷涂层的粘结剂来制备三元硼化物陶瓷涂层,对这种制备陶瓷涂层的工艺做基础性的研究。研究主要有:陶瓷涂层配比研究,陶瓷骨料配比,陶瓷骨料与磷酸二氢铝粘结剂最佳配比;固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层工艺:Q235钢基体表面预处理,固化温度,固化工艺等;涂层结构与性能研究:对涂层的致密性、显微组织、相组成、涂层与基体的结合强度、涂层抗热震性能、涂层的耐磨性进行了研究。     

陶瓷涂层-金属基-陶瓷涂层的金属基体超声波无损检测研究

针对陶瓷涂层-金属基-陶瓷涂层三明治结构的金属基体超声波无损检测的问题,根据超声在层状介质中的传播机理和声波控制方程,采用全局传递法并结合气-固界面与固-固界面处的应力和位移连续性的边界条件,建立了声波在陶瓷涂层-金属基体-陶瓷涂层三层介质中声传播频散特性的数学模型,研究了金属基体不同的物理性能参数对声波频散曲线影响。结果表明:在陶瓷涂层-金属基-陶瓷涂层三层层状介质中,当金属基体密度减小时,声波频散曲线整体上往右移动,且S0模态在整个频域内对金属基体密度变化较为敏感;当金属基体的厚度减小时,频散曲线整体上往右移动且整个频域内A0模态和S0模态对金属基体厚度变化较为敏感。另外,S0模态声波在介质中的水平应力在厚度方向上呈对称形式;而垂直应力在厚度方向上呈反对称形式;声波在介质中的水平位移和垂直位移在厚度方向上均呈对称形式。为选择合适模态的超声波和通过计算出某一厚度上的位移和应力检测陶瓷涂层-金属基-陶瓷涂层的金属基体物理性能及结构健康监测提供一定的理论基础。     

陶瓷涂层-金属基体物理参量对声波传播特性的影响研究

为了研究陶瓷涂层-金属基体物理参量对声波的传播特性影响,结合声波控制方程并采用全局矩阵法,通过层状介质中气-固界面及固-固界面处应力和位移连续性的边界条件,建立了声波在固体双层层状介质中的声传播数学模型,得到了声波在陶瓷涂层-金属基体双层层状介质中的声传播频散曲线,研究了不同的物理参数变化对声波频散曲线影响。结果表明,陶瓷涂层-金属基体双层层状介质中,当陶瓷涂层厚度从1 mm增加到3 mm,频散曲线整体往左移动,金属基体为钢铁的频散曲线较基体为铝的频散曲线整体上往右移动,声波对金属基体的密度变化敏感性较低;当基体的厚度从1 mm增加到3 mm时,频散曲线整体上往左移动,A_0模态和S_0模态较为敏感。为超声在陶瓷涂层-金属基体层状介质无损检测及性能检测提供理论依据。     

镁合金表面纳米Al2O3陶瓷涂层的制备及耐磨性研究

采用热化学反应法在MB2镁合金表面制备了含有纳米Al2O3粒子的陶瓷涂层。采用XRD分析了微米Al2O3陶瓷涂层和纳米Al2O3陶瓷涂层的相结构,并测试了这两种涂层的耐磨性及耐热冲击性。结果表明,微米级Al2O3陶瓷涂层磨粒磨损及黏着磨损耐磨性相对于镁合金基体分别提高了14%及47%,且涂层中有新相MgMnSiO4生成;纳米Al2O3陶瓷涂层耐磨性及耐热冲击性优于以微米粒子制备的陶瓷涂层,磨粒磨损及黏着磨损耐磨性相对于基体分别提高了55%及100%,涂层中产生新相Mg2SiO4和Al2SiO5。     

N80钢表面陶瓷涂层的制备及耐酸蚀性研究

采用热化学反应方法在N80钢基体表面制备了陶瓷涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、体视显微镜和划痕仪对涂层的物相结构、组织形貌和膜基界面结合力进行了研究,利用失重法在20%的质量分数盐酸溶液中测试了涂层的耐蚀性能。结果表明:在600℃固化温度下,以SiO2粉体和SiO2、Al2O3、MgO等两类不同骨料制得的陶瓷涂层中,前者无新相生成,涂层与基体界面结合力24 N;后者有新相MgAl2O4生成,且涂层比较致密,涂层与基体界面结合力约40 N。以水玻璃作粘结剂的复合氧化物陶瓷涂层的表面致密度、平整性均优于以磷酸氢铝作粘结剂的涂层。酸腐蚀测试表明,以水玻璃作粘结剂的复合氧化物陶瓷涂层的平均腐蚀速率约为基体的1/2左右。     

三步法评价陶瓷涂层密度

陶瓷涂层密度不仅能够用于评估材料的致密度、孔隙率、吸水率、抗热震性以及弹性模量等性能参数,而且可以用来评价涂层因热应力和热匹配引起的变形和剥离等现象。然而由于陶瓷涂层难以从基体中单独剥离出来,在实际应用中往往难以精确测量。基于传统Archimedes’排水法测量密度的原理,通过构建陶瓷涂层、基体以及涂层-基体复合体三者之间密度的解析关系,采用三步法测量并计算涂层的密度值。该评价方法不仅方便快捷,而且应用范围广,适应于各种陶瓷涂层密度的测量,包括结构陶瓷涂层、传统陶瓷的釉料(涂层)等。     

耐磨陶瓷涂层研究现状与应用

高性能的陶瓷涂层是一种具有较大发展前景的新型材料,它既具有陶瓷材料耐高温、耐腐蚀、耐磨损和质量轻等优良性能,又能够保持原有底材的结构强度,目前已被广泛用做基体表面强化材料,可使基体的表面性能得到极大的改善。笔者综述了耐磨陶瓷涂层概况、国内外耐磨陶瓷涂层研究现状、耐磨陶瓷涂层的应用、耐磨陶瓷涂层的展望等几方面的内容,并对耐磨陶瓷涂层研究现状与应用作了详细介绍。     

CPED制备陶瓷涂层的放电原理及应用研究进展

CPED作为在传统电解技术基础上发展起来的一种新型材料制备技术,不受基体材料的限制,制备的涂层组分与电解液的组成有关。介绍了CPED技术的放电原理,CPED制备陶瓷涂层的放电原理研究进展。从耐磨陶瓷涂层、耐高温陶瓷涂层、耐蚀陶瓷涂层三方面阐述了CPED工艺制备陶瓷涂层的应用。最后展望了CPED制备陶瓷涂层的应用前景。     

陶瓷涂层三明治板的抗热震性

采用解析法研究了第3类边界条件下双面陶瓷涂层三明治板的瞬态温度场及瞬态热应力场.对不同Biot模数的热冲击过程中,Al2O3涂层/硬质合金(WC-8%Co,质量分数)基体/Al2O3涂层三明治板的瞬态热应力进行了数值计算.分析了涂层/基体厚度比、涂层与基体热-物理性能匹配对陶瓷涂层三明治板表面热应力峰值的影响.结果表明:陶瓷涂层三明治板的基体的热导率、线膨胀系数和弹性模量应高于涂层,这样可以降低其表面热应力,获得高抗热震性陶瓷涂层三明治板.此外,涂层厚度应尽可能小,以利于改善涂层的抗热震性.     

在非水溶液体系中电泳沉积Ti6Al4V/BG/HA梯度涂层

本工作的目的是探索制备钛合金表面生物活性梯度涂层的新方法 ,提高涂层的结合强度及稳定性 .通过诱导羟基磷灰石 (HA)在生物玻璃 (BG)颗粒表面的结晶 ,改变了生物玻璃表面的带电特性 ;采用电泳沉积 (EPD)法 ,在非水溶液体系中实现了BG和HA在阴极Ti6Al4V基体上的共沉积 ,经烧结获得了生物活性梯度陶瓷涂层 ,得到了一种制备生物活性梯度陶瓷涂层的新工艺 .用XRD对涂层的相组成进行了定性分析 ,结果表明涂层由HA ,榍石和玻璃组成 ;采用粘结拉伸法测定的涂层与基体结合强度大于 18MPa,用SEM观察涂层表面及断面的形貌 ,可见涂层表面较为平整 ,没有明显的裂纹 ;涂层与基体结合紧密 ,且存在一明显的界面梯度区域 .     

关于逆流冷却塔雨区阻力计算的探讨

在逆流式冷却塔的空气阻力计算中,常常忽略了雨区阻力的计算,包括国标规范与高等教育的教科书等权威文献也未提及,根据工业塔的实测,这部分阻力占全塔空气阻力的1/6左右。本文根据冷却塔设计与运行的实践,并结合国内外学者对此的实验研究成果,经分析总结,给出了一个较为系统可行的计算方法,经验证与工业塔实测基本吻合,可供冷却塔设计中参考使用。     

耐高温尼龙聚邻苯二甲酰胺的研究进展

综述了聚邻苯二甲酰胺(PPA)的特性和应用,对部分PPA新品种制备方法及表征测试作了介绍,还介绍了PPA在耐热性、吸水性、尺寸稳定性、耐焊锡性等方面的研究进展。     

Improving the bending and corrosion resistance of an enamel by the addition of β-Si3N4 whiskers

Enamel–metal composite materials with high strength and corrosion resistance are often used for fabricating enameled pressure vessels for pharmaceutical and chemical production. However, the low bending resistance of the enamel can result in the cracking and delamination of the enamel layer, leading to the loss of corrosion resistance of the enameled pressure vessel, which can result in accidents. Here, based on the goal of increasing the bending resistance of the enamel to prolong its service life, the effect of β-Si₃N₄ whiskers on the mechanical properties of enamel was studied by three-point bending tests. The effect of β-Si₃N₄ whiskers on the acid and alkali corrosion resistance of enamel was studied using aqueous H₂SO₄ and NaOH solutions, respectively. A sudden change in the force of an enameled sample under the three-point bending test was used to evaluate the bending resistance of the enamel–metal samples, and can also be used to evaluate the mechanical properties of other comparable materials. With the addition of 0.5 wt% β-Si₃N₄ whiskers, the bending resistance was significantly improved, along with the acid and alkali corrosion resistance. These findings are expected to provide guidance for the design and production of enamel-metal vessels with improved performance that can significantly lengthen the service life of enameled pressure vessels and reduce the occurrence of accidents.     

电阻器专用涂料(Ⅰ)

介绍了电阻涂料底漆、面漆的种类和各类电阻涂料底漆和面漆的组成、特点及技术规格。同时,还简介了环氧型、油墨型及有机硅型标志涂料的特点和技术指标。     

Effect of partial substitution of alumina–chromium slag for Al2O3 on microstructures and properties of Al2O3–SiC–C trough castables

Alumina–chromium slag (ACS), a cheap and abundant refractory raw material comprising aluminum–chromium oxides and β-Al₂O₃, is a byproduct of ferrochrome smelting. For this reason, we investigated the relationships between composition and mechanical properties, abrasion resistance, oxidation resistance, and resistance to iron slag erosion for Al₂O₃–SiC–C trough castables in which ACS was substituted for alumina. Due to the presence of β-Al₂O₃ in ACS, the aluminum-chromium slag reacted with SiO₂ to form a low-melting phase of albite and promoted the formation of mullite, which filled the pores at high temperatures and reduced the porosity, thereby promoting densification and strengthening of the sample. The cold mechanical properties of the sample and the normal temperature wear resistance were enhanced, but the high-temperature mechanical properties and the resistance to iron slag corrosion of the sample were impaired. According to the results of the anti-oxidation experiment, the presence of β-Al₂O₃ in the ACS reduced the porosity and made the sample more dense, which remarkably improved oxidation resistance of the sample. For industrial production requirements, ACS substitution should not exceed 48?wt% due to of thermomechanical properties and anti-slag corrosion performance in Al₂O₃–SiC–C trough castables.     

Enhancement of thermal shock and slag corrosion resistance of MgO–ZrO2 ceramics by doping CeO2

The purpose of this paper was to develop ceramics materials with high thermal shock resistance and corrosion resistance for preparing gas blowing components. In this paper, MgO-rich MgO–ZrO₂ ceramics were obtained by using MgO powder and ZrO₂ powder as starting materials and CeO₂ as an additive. Changes in the properties in terms of thermal shock resistance, mechanical properties, and slag corrosion-resistance with chemical compositions were examined correlated to microstructure and phase changes. Especially, the effect of doping CeO₂ on phase transition of zirconia in MgO-rich system was discussed. The results showed that doping amount of CeO₂ significantly improved properties of MgO–ZrO₂ ceramics. Especially when doping amount of CeO₂ was 2 wt%, residual strength ratio was enhanced over 100% after thermal shock testing. In samples doped with CeO₂, ZrO₂ was stable in cubic or tetragonal form due to complete solution of CeO₂, which was important reason for the improvement of various properties of MgO–ZrO₂ ceramics.     

氧化镁-尖晶石浇注料的组成与性能的关系

以中档烧结镁砂、矾土基尖晶石和电熔白刚玉为主要原料,制备了不同基质组成的试样,并研究了浇注料的流动性、强度、永久线变化率、抗渣性和抗热震性。结果表明：基质的组成（特别是Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比）对浇注料的抗渣性、线变化率、抗剥落性和热震稳定性有显著影响,通过调整Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比可制得综合性能优良的氧化镁－尖晶石浇注料     

硅树脂及其涂料的研究新进展

综述了近十年来国内外耐热、耐腐蚀、耐候性硅树脂、改性硅树脂及其涂料的研究新进展；指出了硅树脂及其涂料的发展趋势。     

钢骨架塑料复合管的性能和应用

对钢骨架塑料复合管与其他管道的性能进行了比较,对比结果证明:钢骨架塑料复合管具有耐压、耐磨、耐腐蚀、抗蠕变、安装方便以及较高的性价比等特点。     

无醛防皱整理剂的研究进展

传统的防皱整理的发展历程及面临的新问题，阐述了多元羧酸类防皱整理剂作为棉织物理想的无甲醛防皱整理剂的防皱机理及性能，但由于它存在价格贵、织物泛黄色变、耐洗牢度差、含磷催化剂污染环境等问题，需要有效解决。最后，指出了无醛防皱整理今后的发展方向。