蒸发制备锌镁合金镀层中锌镁层的扩散研究

锌镁合金镀层是一种具有优异防腐蚀性能的新型钢板保护镀层,真空镀由于其优良的镀层性能正逐步发展为锌镁合金镀层的重要制备工艺。本文在镀锌钢板表面采用真空热蒸发镀镁,再由快速退火工艺形成锌镁合金镀层。通过X射线衍射、二次离子质谱和扫描电镜分析了在退火过程中锌、镁层的扩散过程,并通过盐雾试验和电化学测试研究扩散过程对锌镁合金镀层腐蚀性能的影响。研究发现:退火过程中镁快速向锌层扩散,并在锌层内一定深度处富集,而锌逐渐向镁层扩散,这种相互扩散形成了锌镁合金。同时铁也会向锌层扩散,形成锌铁合金。镁富集区具有扩散阻挡作用,阻止镁进一步向内扩散的同时也阻止铁向表面的扩散。腐蚀性能测试表明,370℃下退火60～120 s的样品具有较好防腐蚀性能。     

热浸镀锌铝镁钢板镀层组织及腐蚀性能研究

锌铝镁镀层钢板比普通的镀锌钢板具有更加优异的耐腐蚀性能,本研究利用热镀锌模拟器在实验室制备了热浸镀锌铝镁合金镀层钢板,利用扫描电子显微镜SEM观察了镀层表面及截面的微观组织,利用能谱EDS进行了微区成分分析;利用电子探针EPMA对镀层的表面及截面进行了元素分布分析,利用盐雾试验方法对锌铝镁镀层钢板的耐腐蚀性能进行了研究,利用X射线衍射分析了镀层及镀层盐雾试验腐蚀产物的物相组成。结果表明,热浸镀锌铝镁镀层钢板比普通镀锌板具有更加细致的组织,镀层主要由MgZn2与含Al富锌相构成的共晶相和MgZn2组成,另外还存在一些粒状富铝相和块状富锌相,Zn-Al-Mg镀层比普通镀锌板具有更强的耐腐蚀性能,最后分析了锌铝镁镀层钢板的耐盐雾腐蚀机理。     

锌浴中合金元素对热镀锌层上锌花的影响

综述了锌浴中合金元素对热镀锌层上锌花的结构和表面形貌的影响以及合金元素对锌花形成的作用机制,如抑制形核机制、晶体学机制以及表面能和表面张力机制;分析了合金元素对锌花镀层耐腐蚀性能和力学性能的影响.     

AZ31B镁合金表面锌系磷化膜制备工艺及性能研究

采用极化曲线分析方法(Tafel)及扫描电子显微镜(SEM)对AZ31B镁合金在不同磷化时间及不同磷化温度条件下所形成的锌系磷化膜的防腐性能及表面微观形貌进行了研究,并应用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对最佳工艺条件下所形成的磷化膜的相组成以及磷化膜的成分进行了研究.结果表明:磷化时间及磷化温度对AZ31B镁合金磷化膜的防腐性能有较大影响,其最佳磷化时间为5min,最佳磷化温度为50℃;磷化膜的成分为Zn3(PO4)2·4H2O,Zn2Mg(PO4)2以及少量的单质Zn;在锌系磷化液中AZ31B镁合金中的Mg在微阳极发生溶解而Al没有溶解.此外还探讨了AZ31B镁合金表面的磷化反应机理.     

热浸镀铝锌液中Ti添加量对镀层性能的影响

目前,热浸镀铝锌液中Ti含量对镀层锌花尺寸及镀层质量影响的研究还不够深入.向热浸镀锌铝液中添加不同含量的Ti,对DX51D+ AZ冷轧钢板热浸镀铝锌.采用扫描电镜及能谱仪分析镀层形貌及成分;采用盐雾试验分析镀层的耐蚀性;测试了镀液成分、镀层质量及镀层弯曲变形性;研究了Ti含量对Zn-55 ％Al合金镀层性能的影响.结果表明:镀液凝固组织及镀层组织均为富铝相、富锌相、富硅相及Al-Zn-Fe-Si化合物相;Ti含量对铝锌镀层组织结构无明显影响,当钛含量为0.034％,0.046％时镀层组织中含Ti,并且存在于富铝相中;Ti在热镀铝锌的镀层形成过程中提供了更多的异质形核点,有助于减小锌花尺寸;Ti对镀层的成形性无明显影响,但可显著提高镀层的耐腐蚀性.     

钢基表面热镀锌镁合金镀层及其耐蚀性能研究

采用电解活化助镀剂法在A3钢基表面制得了镁含量为0.3%～2.0%(质量分数,下同)的热镀锌镁合金镀层,对各种成分的锌镁合金镀层进行了电化学测试和中性盐雾实验,并通过电子扫描显微镜观察了镀层的表面形貌.结果表明,在镁含量小于2%的范围内,随着镁含量的增大,热镀锌镁合金镀层的耐蚀性能逐渐提高,但提高的幅度逐渐降低;随着镁含量的增大,镀层晶粒不断细化,组织结构趋于均匀;镁元素主要分布于晶界,起到细化晶粒的作用.     

AZ91镁合金表面热浸镀Zn．4％Al-1％Sb合金层的状况及Al，Sb的作用

与其他表面处理方法相比,AZ91镁舍金表面热浸镀Zn-4％Al—1％Sb合金层工艺简单、费用低,且又能提高其耐蚀性。采用扫描电镜观察和能谱分析研究了AZ91镁合金表面热浸镀Zn-4％A1-1％Sb合金镀层。结果表明：AZ91镁合金预热温度为200℃,Zn．4％A1．1％Sb合金液温度为420℃,浸镀时间为6s时,能获得较光滑的镀层;且在AZ91镁合金和Zn-4％Al-1％sb合金中含有Mg,Zn,Sb,Al元素,其主要为Mg2Zn3,Mg3Sb2,Mg17Al12化合物,冶金结合效果良好,镀层的耐腐蚀性能明显提高;Sb元素的加入能在-定程度上减缓锌合金液与基体的反应。     

铝锌硅热浸镀液的侵蚀性及镀层结构与性能研究

为了解热浸镀铝锌硅钢板的耐蚀机制,通过试验考察了普通低碳冷轧钢板在600℃的铝锌硅(55?43.4%Zn1.6%Si)热浸镀液中的失重减薄规律,利用扫描电镜及能谱仪对镀层的微观结构及微区成分进行了分析,并利用X射线物相分析技术对合金层进行了物相分析.结果表明:钢板在镀液中的质量损失与浸镀时间大致呈线性关系;镀层主要由富铝的树枝晶、树枝晶问的铝锌共晶、针状富硅相以及合金层4个部分组成,这种独特的结构决定了铝锌硅镀层钢板具有优良的防腐蚀、耐热性能.     

添加剂对于水溶液中电沉积锌镁合金的影响

考察PEG1000、PEG20000、十八烷基二甲基苄基氯化铵(OC)以及超支化Gemini季铵盐作为添加剂使用时对锌镁合金电镀液极化能力的影响。取4种添加剂各自对于电镀液极化能力影响的最优量,进行复配实验考察。最终发现复配方案为PEG20000 3g/L、十八烷基二甲基苄基氯化铵2g/L时,制备的合金镀层中镁的含量最高,同时相对于纯锌镀层,耐腐蚀性能大为改善。     

消失模铸造工艺表面合金化机理研究

利用消失模铸造工艺,通过正交实验合金化工艺,重点研究了表面合金化的形成机理,建立了消失模铸件表面合金化模型,分析了合金化过程的动力。在不同真空度、金属粒度、温度为780℃的条件下进行浇注,发现在镁合金基体表面形成均匀的合金化层,通过扫描电镜(SEM)分析表层组织变化,对生成的新相进行微区成分和表层线成分分析。研究表明,在表层生成的新相主要是Mg17Al12,并且表层显微硬度明显高于基体。分析了合金化机理和影响形成均匀合金化层的主要因素,得出了合金化颗粒粒度和铸渗动力在合金化过程中起关键作用,随着合金化颗粒粒度和真空度增大,表面合金化效果明显得到了提高。     

涂层组分对磁控溅射制备Ti600合金表面Ti-Al-N涂层组织微观结构的影响

以电弧复合磁控溅射沉积工艺在Ti600合金基体上沉积得到Ti-Al-N涂层,通过控制公转速度的方式来获得不同涂层组分,实验研究涂层组分对涂层组织微观结构的影响。研究结果表明:随着公转速度的增加,涂层内Ti/Al比表现出减小的变化。在涂层表面上形成了许多尺寸较大的颗粒与一些凹坑结构,较小Ti/Al比试样形成了少量的表面大颗粒,并得到致密组织结构。退火态和沉积态涂层形成了相近的表面形貌。涂层厚度发生了先升高后降低,2#试样达到了最大的沉积速率。随着深度的增加,Al,O元素的含量表现出先增加后降低的变化规律,在涂层6μm之后Ti和N元素含量得到明显的增加。当涂层内Ti/Al比例减小后,形成的Ti₂AlN特征峰发生了先增大后降低的变化现象。为了提高Ti₂AlN涂层的纯度与结晶度,应选择2#试样的制备工艺。     

Study on the microstructures and the magnetic properties of precipitates in a Cu75-Fe5-Ni20 alloy

The microstructural evolutions of precipitates formed in a Cu75-Fe5-Ni20 alloy on isothermal annealing at 873 K and 1073 K have been investigated by means of transmission electron microscopy (TEM). Nano-scale magnetic particles were formed randomly in the Cu-rich matrix after receiving a short annealing due to phase decomposition in the alloy. With increasing the isothermal annealing time, however, the striking features that two or more nano-scale particles with a cubic shape and a rod shape were aligned linearly along (100) directions were observed on isothermal annealing at 873 K and 1073 K, respectively. To investigate electro-magnetic properties of precipitates in a Cu-Fe-Ni alloy, the superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer and physical property measurement system (PPMS) were also complemented. The present study revealed significant influences that the magnetic properties of the specimens were closely related to the microstructures in the Cu-Fe-Ni alloy, which microstructures significantly depend on the isothermal annealing temperature.     

热镀锌和锌铝合金镀层的微观组织及盐雾腐蚀行为

采用间歇式中性盐雾加速试验方法研究了Q235钢热镀锌及55Al-Zn合金镀层的腐蚀行为，利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了镀层的微观组织和腐蚀产物的成分。镀层的微观组织分析结果表明热镀锌层由表及里是η相（纯锌），ζ相（FeZn13),δ1相（FeZn7）和α固溶体组成；热镀锌铝合金镀层由两层组成，外层由富锌和富铝两相固溶体组成，内层由单一的η相（Fe2Al5)组成。盐雾试验和腐蚀产物分析结果表明，热镀锌铝合金层的耐腐蚀性能优于热镀锌层。     

A study of hillock formation on Al---Ta alloy films for interconnections of TFT-LCDs

The relationship between hillock formation and microstructure was studied in Al---Ta alloy films for interconnections of thin-film transistor-liquid-crystal displays. In-situ scanning electron microscopy observation of hillock formation, transmission electron microscopy studies of microstructures of both the hillock and film, and in-situ stress measurements during isothermal annealing were carried out on Al-2at.%Ta alloy films deposited on glass substrates by d.c. magnetron sputtering. Hillock size increased with annealing temperature and time during variable temperature and isothermal annealing, respectively. Macroscopic hillock number density saturated soon after the appearance of hillocks. New hillocks were observed on the outer perimeter of old hillocks. The distance between hillocks ranged from 20 μm to 100 μm, an extremely large distance in comparison with the grain size. The relationship between hillock formation and microstructures on Al---Ta alloy films can be explained by a model in which hillock formation due to lateral diffusion, i.e. diffusion in the film plane, results in compressive stress relaxation in a large area around the hillock. The fine-grained film structure caused by the addition of Ta plays an important role in reducing hillock density.     

退火处理对N掺杂Al:ZnO薄膜结构及性能的影响

采用射频磁控溅射方法, 常温条件下以N₂作为N掺杂源, 在玻璃基底制备了N掺杂Al:ZnO薄膜。在真空氛围下对样品进行了不同温度的退火处理15 min。通过X射线衍射、霍尔效应测试、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱 (XPS) 仪分析了退火对样品结构和光电性能的影响。结果表明真空400℃退火15 min时成功制备出性能优异的p型ZnO薄膜, 其空穴载流子浓度为3.738×10²⁰cm^-3, 电阻率为1.299×10^-2Ω·cm, 样品可见光透射率达到了85%以上。XPS分析说明No受主缺陷的含量大于 (N₂)_o施主缺陷导致薄膜实现了p型转变。     

纳米ZnO薄膜制备及液态源掺杂

用真空蒸发法在玻璃和单晶硅片 (10 0 )上制备Zn薄膜 ,然后对Zn薄膜进行氧化、热处理获得纳米ZnO薄膜。对在硅片上制备的Zn薄膜一次性进行高温掺杂、氧化获得纳米ZnO∶P和ZnO∶B薄膜。研究不同氧化、掺杂温度和时间对薄膜结构、电学性能的影响。结果表明 :氧化温度和时间对ZnO薄膜结构影响较大 ,液态源掺P可明显改善纳米ZnO薄膜的导电性能、结构特性和化学组分     

热处理对Zr-B-N纳米复合涂层显微结构的影响

利用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术制备Zr-B-N涂层, 研究沉积过程中的氮气流量和热处理温度对涂层显微结构的影响。采用电子探针显微分析仪、扫描电镜和X射线衍射仪对涂层的成分、断面形貌及结构进行观察和分析。结果表明:热处理温度为600℃时, 涂层表面开始形成氧化膜, 部分锆离子与氧反应生成 (116) 晶面取向的Zr₃O;在N₂流量为6 m L/min (标准状态) 时, 经热处理后涂层结构仍以非晶相为主;当氮气流量为10 m L/min时, 随着热处理温度升高, 涂层结构逐渐变得疏松, 氧化反应加剧。氮分压越高制备的涂层结构越致密, 抗氧化能力越强;当热处理温度达800℃时, 涂层表面开始出现裂纹, 部分涂层脱离基体, 严重失效。     

Al/Mo-C中间层对锆合金表面Zr2Al3C4涂层界面性能影响

锆合金表面涂层研究作为提高核燃料包壳事故容错能力的重要技术手段之一, 能够有效解决失水事故下锆水反应的问题。Zr₂Al₃C₄以其优异的抗氧化性能和适用于核环境的化学组分而成为锆合金包壳的候选涂层材料之一。由于Zr₂Al₃C₄涂层与锆合金基底之间的元素扩散以及热膨胀系数不匹配等问题, 在其上制备Zr₂Al₃C₄涂层的相关研究较少。本研究通过磁控溅射结合后续热处理工艺, 以Al/Mo-C作为扩散屏障层, 在锆合金基底上制备Zr₂Al₃C₄涂层。结合X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段, 研究了Al/Mo-C中间层对涂层的相和微观结构的影响。结果表明, 在800 ℃退火3 h后, 未添加中间层的涂层开裂, 同时由于Zr-Al-C涂层与基底之间存在明显的元素扩散, 导致Zr₂Al₃C₄无法成相。Al/Mo-C中间层作为扩散屏障, 能够有效阻止退火过程中Zr-Al-C涂层和基底之间的元素扩散, 从而大大降低Zr-Al-C涂层与标准化学量比的偏差, 有利于最终涂层中Zr₂Al₃C₄相的形成。此外, 该扩散屏障层能够抑制Zr₂Al₃C₄涂层在退火过程中产生裂纹, 同时将退火态涂层与锆合金基底的结合力提高30 N。     

热浸镀锌合金的研究现状以及发展趋势

热浸镀锌液中添加合金元素,将对镀层厚度、显微组织、耐蚀性和外观质量等产生重要的影响.本文重点介绍了含有Ni、Mg、Ti、Mn、Bi 5种合金镀层技术,探讨了这几种合金元素对热浸镀层组织、性能的影响,并展望了其发展趋势.     

Zn掺杂SnS薄膜的表征及光学特性

真空共蒸发制备掺Zn(2%,4%(质量比))的SnS薄膜。研究热处理对Zn掺杂SnS薄膜的结构、表面形貌、化学组分及光学特性的影响。实验给出2%掺Zn薄膜经300℃,40 min热处理后,得到正交晶系的SnS多晶薄膜。掺Zn可一定程度抑制薄膜中S的损失,使薄膜体内Sn∶S元素化学计量得到改善,从未掺Zn的Sn∶S比为1.90∶1降到1.38∶1(2%)及1.36∶1(4%)。掺Zn后SnS薄膜的吸收边都发生红移,光吸收系数高达105cm-1。未掺Zn薄膜的直接光学带隙1.95 eV,掺Zn是1.375 eV(2%)和1.379 eV(4%)。Sn和S在薄膜中分别呈+2和-2价态,Zn以间隙和替位两种状态存在。