纳米金属陶瓷Ni-AlN复合层的超声-电沉积制备

采用超声-电沉积方法制备纳米金属陶瓷N i-A lN复合层.研究了超声波机械扰动效用对电解液传质过程的作用,超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用,脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用.采用优选工艺参数,在常用金属表面获得了由镍晶(20~60 nm)和纳米粒子A lN构成的纳米级N i-A lN复合镀层.镀层与基体结合比较牢固,结合力达到89 N,厚度11~12μm,平均表面硬度达到HV606.     

纳米金属陶瓷Ni-AIN复合层的超声-电沉积制备

采用超声-电沉积方法制备纳米金属陶瓷Ni-AlN复合层.研究了超声波机械扰动效用对电解液传质过程的作用,超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用,脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用.采用优选工艺参数,在常用金属表面获得了由镍晶(20～60nm)和纳米粒子AlN构成的纳米级Ni-AlN复合镀层.镀层与基体结合比较牢固,结合力达到89 N,厚度11～12μm,平均表面硬度达到HV606.     

纳米金属陶瓷Ni—AlN复合层的超声-电沉积制备

采用超声-电沉积方法制备纳米金属陶瓷Ni—AlN复合层．研究了超声波机械扰动效用对电解液传质过程的作用，超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用，脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用．采用优选工艺参数，在常用金属表面获得了由镍晶（20～60nm）和纳米粒子AlN构成的纳米级Ni—AlN复合镀层．镀层与基体结合比较牢固，结合力达到89N，厚度11～12μm，平均表面硬度达到HV606．     

超声辅助脉冲电沉积Ni-TiN复合镀层的结合力和耐蚀性

超声辅助脉冲电沉积综合了超声波空化效应的解团聚和搅拌作用以及脉冲电流瞬时电流密度高、电流参数可控等特点,是制备纳米复合镀层的有效方法.采用超声辅助脉冲电沉积技术制备了Ni-TiN纳米复合镀层,并用扫描电镜及能谱分析系统、显微硬度计、划痕仪和电化学工作站研究了Ni-TiN复合镀层的微观结构、结合力和耐蚀性.结果 表明:电...     

超声电沉积在制备纳米复合镀层中的研究进展

介绍了超声波在纳米复合电沉积技术中的应用,阐述了超声波对镀层的表面形貌、显微硬度、磨损量、耐腐蚀性能等的影响,并总结了该领域的研究现状。超声波在电沉积过程中能够有效缓解纳米粒子在镀液中存在的问题,细化金属晶粒,增加纳米粒子在复合镀层中的复合量,改善纳米复合镀层性能,因此在纳米复合镀层领域中具有广阔的发展前景。     

纳米Ni-SiC非晶态复合镀层的制备工艺及性能研究

采用超声-电沉积法,在45钢表面制备纳米Ni-SiC非晶态复合镀层.研究镀液中纳米SiC粒子的悬浮量、超声功率和电沉积条件对复合镀层的影响.利用扫描电镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机等对复合镀层的形貌、组织结构及性能进行分析研究.结果表明,采用适当的超声-电沉积工艺(SiC粒子的悬浮量4 g/L,超声功率200 W),可以制备性能较好的纳米Ni-SiC复合镀层,其磨损量约为镍镀层的1/5,显微硬度是镍镀层的3倍左右.     

三价铬超声-脉冲电沉积Cr/SiC纳米复合镀层

利用超声-脉冲电沉积法,在三价铬镀液中,添加羧酸盐-尿素配合剂和SiC纳米颗粒,制备了Cr/SiC复合镀层。研究了超声-脉冲工艺参数对纳米SiC复合量、镀层厚度的影响。利用电化学法分析了超声波对三价铬电沉积Cr/SiC复合镀层的电化学行为。结果表明,超声-脉冲作用均有利于基质金属铬的电沉积,从而提高镀层厚度及SiC复合量。利用SEM、XRD、和EDS分别对Cr/SiC复合镀层的表面形貌、微观结构和组成等进行表征。结果表明,采用该技术可制备厚度为13.5μm、SiC含量为5.5%的Cr/SiC纳米复合镀层。     

纳米Ni-Al2O3复合层的超声-电沉积制备

采用起声-电沉积方法在常用金属表面制备纳米Ni-Al2O3复合层,在试验的基础上．研究了超声波机械扰动效应对电解液传质过程的作用．超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用,脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用。获得了由镍晶(20～60nm)和纳米Al2O3粒子构成的纳米级复合层。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层中粒子复合量的影响

采用超声-脉冲电沉积法制备了Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层,研究了工艺参数对镀层中CeO2及TiN粒子复合量的影响,并对镀层的表面形貌及成分进行了测试和分析。结果表明,超声-脉冲电沉积Ni-TiN-CeO2纳米复合镀层的最佳工艺参数为阴极电流密度4A/dm2,TiN粒子添加量15g/L,CeO2粒子添加量40g/L,正向脉冲占空比20%,超声波功率180W。在该工艺条件下,可获得CeO2质量分数为3.3%、TiN质量分数为4.4%的Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层。同时,TiN与CeO2二元纳米粒子的加入,充分发挥了两种纳米粒子复合的协同效应,优化了粒子与基质金属的共沉积方式,大大改善了镀层质量。     

汽车缸套表面磁场辅助电沉积Ni-SiC纳米复合镀层研究

在汽车缸套表面使用磁场辅助电沉积法制备Ni-SiC纳米复合镀层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)对Ni-SiC纳米复合镀层的表面结构及成分进行研究。当镀液中SiC含量为6 g/L时,SiC纳米粒子团聚倾向最小,Ni-SiC纳米复合镀层表面平整、紧密。当SiC纳米颗粒含量为6 g/L时,Ni-SiC纳米复合镀层表面颗粒粒径进一步减小,并均匀分布于镀层表面。XRD分析可知,在汽车缸套表面镀层中存在Ni晶粒和SiC粒子。当镀液中SiC纳米颗粒含量为6 g/L时,Ni-SiC镀层中Ni晶粒和SiC粒子的平均晶粒尺寸分别为50.62 nm和39.32 nm。     

TiN/Si3N4纳米多层膜的生长结构与超硬效应

采用磁控溅射方法制备了一系列不同Si3N4和TiN层厚的TiN/Si3N4纳米多层膜,采用X射线衍射、高分辨电子显微分析和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能,研究了Si3N4和TiN层厚对多层膜生长结构和力学性能的影响.结果表明:当Si3N4层厚小于0.7 nm时,原为非晶的Si3N4在TiN的模板作用下晶化并与之形成共格外延生长的柱状晶,使TiN/Si3N4多层膜产生硬度和弹性模量异常升高的超硬效应.最高硬度和弹性模量分别为34.0 GPa和353.5 GPa.当其厚度大于1.3 nm时,Si3N4呈现非晶态,阻断了TiN的外延生长,多层膜的力学性能明显降低.此外,TiN层厚的增加也会对TiN/Si3N4多层膜的生长结构和力学性能造成影响,随着TiN层厚的增加,多层膜的硬度和弹性模量缓慢下降.     

双马来酰亚胺复合材料摩擦学性能的研究

采用浇铸成型法制备了两类双马来酰亚胺复合材料,分别考察了石墨、纳米Si3N4的添加量对复合材料摩擦学性能和力学性能的影响,用扫描电镜对复合材料的磨损表面形貌进行了分析.结果表明:纳米Si3N4对改善双马来酰亚胺的摩擦磨损性能方面比石墨更有效,尤其是当纳米Si3N4的添加量为1.5%(质量分数)时,复合材料的摩擦磨损性能最佳,摩擦系数降为0.25,磨损率下降72%.     

Si_3N_4 和 SiC 陶瓷材料的压痕断裂行为和断裂韧性测量

本文以热压 Si_3N_4和反应烧结 Si_3N_4为对象,研究其在 Vickers 钻石压头的作用下,相应于压痕断裂行为而发出的声发射特征。发现,除了与压痕特征参数的发展相应的准静态声发射之外,尚有三个以上突然增强的发射讯号,分别与径向裂纹的成核、径向裂纹突发至试样表面和裂纹分岔,以及侧向裂纹的萌生等效应相关。与一般力学测试法相比,据据 Evans 表达式(7),以 Vickers 压痕裂纹技术测得的 K_(IC)值具有的负偏差是,热压 Si_3N_4:-25.1%;反应烧结 Si_3M_4:-21.6%;热压 SiC:-29.2%。以含有弹性模量项的 Evans 表达式(8)取代式(7),从而得到上述材料的 K_(IC)值偏差分别从-25.1%降至-13.9%;从-21.6%降至-12.3%和从-29.2%降至-17.9%。作为从终点烧结温度淬冷至室温的必然结果,在热压陶瓷材料中存在的热残余应力似乎助长了热压 Si_3N_4和热压 SiC 陶瓷的 K_(IC)值偏差。     

不同纳米粒子填充PA6/GF复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及不同纳米粒子与玻璃纤维混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米Si3N4与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的耐磨性最佳;纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的摩擦性能最佳。     

硅粉在高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化硅的反应机理

本文对Ｓｉ粉在高压氮气中自蔓延燃烧合成（ＳＨＳ）Ｓｉ３Ｎ４的反应机理进行了研究。燃烧反应中Ｓｉ以蒸汽形式与Ｎ２在Ｓｉ３Ｎ４晶种表面反应，反应分为两个主要阶段：（１）动力学反应阶段：Ｓｉ蒸汽不需经过扩散直接与Ｎ２进行反应，反应速度快；（２）扩散控制反应阶段：Ｓｉ蒸汽经过Ｎ２气层扩散到Ｓｉ３Ｎ４晶种表面与Ｎ２反应，反应受扩散控制，速度较慢。     

Si_3N_4颗粒和纳米SiC晶须强韧化MoSi_2基复合材料

用真空热压法制备了Si3N4颗粒和纳米SiC晶须强韧化MoSi2基复合材料。采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜分析了该材料的物相、微观组织结构和断口形貌,测算了其致密度、晶粒尺寸、抗弯强度和断裂韧性。结果表明:复合材料致密性好;添加的Si3N4和SiC与基体有着很好的化学相容性;与纯MoSi2相比,复合材料晶粒明显细化,抗弯强度和断裂韧性明显增加。其中MoSi2+20%Si3N4+10%SiC抗弯强度达400MPa,比纯MoSi2提高了58.7%;断裂韧性达6.1MPa.m1/2,比纯MoSi2提高了108.9%。复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化;韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转和裂纹微桥接。     

ICVI法制备Si3N4P/ Si3N4 复合材料致密化行为数值模拟

根据Si₃N₄ 颗粒增强体的结构特点及等温化学气相法( ICVI) 的工艺特点, 对Si₃N₄ 颗粒增强Si₃N₄ 复合材料的致密化过程进行了数值模拟。用球形孔隙模型表征Si₃N₄ 颗粒增强体的结构特征, 用传质连续方程表征先驱体在预制体中的浓度分布。为了检验模型的准确性和适用性, 进行了相应的实验验证。模拟结果与实验结果具有相似的致密化规律, 预测的渗透时间和孔隙率与实验结果均十分接近, 表明本文中建立的数学模型可以较好地表征Si₃N₄P / Si₃N₄ 复合材料的ICVI 过程。