磁控溅射制备Al-Cu合金薄膜的纳米压痕力学性能与强化机制

采用磁控溅射方法在不锈钢表面制备了铜原子分数在0～11.8%的Al-Cu合金薄膜,研究了铜含量对薄膜微观结构、纳米压痕力学性能和强化机制的影响。结果表明：纯铝薄膜呈现面心立方结构,铜原子分数在2.2%～6.5%时Al-Cu合金薄膜均形成过饱和固溶体相,当铜原子分数超过6.5%后,薄膜中生成了AlCu化合物。随铜含量的增加,薄膜的晶粒尺寸减小,硬度和弹性模量增加,当铜原子分数增至11.8%时,晶粒尺寸为34.7 nm,硬度和弹性模量分别比纯铝薄膜提高了212.5%,2.2%;当铜原子分数在0～6.5%时薄膜的强化主要来自于细晶强化和固溶强化,当铜原子分数超过6.5%后,薄膜的强化是细晶强化、固溶强化和第二相强化共同作用的结果。     

钨掺杂量对剪羊毛机刀片表面非晶碳基薄膜性能的影响

为了解决国产电动羊毛剪刀的刀片基体寿命不足及其表面制备DLC薄膜质量可靠性差等问题,采用非平衡磁控溅射技术在剪羊毛机刀片常用材料GCr15轴承钢表面制备不同钨含量的非晶碳基薄膜。采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损试验机和三维形貌仪对不同钨含量的非晶碳基薄膜的硬度、弹性模量、膜基结合力和摩擦磨损性能进行表征。结果表明,当薄膜中钨含量为9.4%~23.56%时,薄膜的硬度、弹性模量、平均摩擦因数和磨损量都增大。4种钨含量碳基薄膜的膜基结合力都60N,其中钨含量为21.06%的碳基薄膜的膜基结合力最高,达到74.5N。在整个摩擦过程中,钨含量为12.63%薄膜的摩擦因数最稳定。当钨含量为21.06%和23.56%时,薄膜磨痕形貌呈现典型的磨粒不均匀研磨的形貌特点。     

掺杂钨类金刚石膜的显微结构与性能

利用非平衡磁控溅射与离子源复合沉积技术,以高纯甲烷和氮气作反应气体,钨为溅射靶,在40Cr、Si(100)基片和不锈钢基体上分别制备了厚度约为2μm的掺杂钨类金刚石膜,并在类金刚石膜与基体间沉积了过渡层;应用X射线衍射、拉曼光谱、俄歇电子能谱等手段分析了掺杂钨类金刚石膜的显微结构和表面成分;应用球盘摩擦磨损试验机以及纳米硬度计等测试了膜的硬度、摩擦性能及结合强度。结果表明:所制备的膜表面均匀、致密、光滑,具有典型的类金刚石结构特征;掺杂的钨弥散分布在无定型的碳中,一部分形成W2C微晶相;当膜中钨原子分数约为20%时,膜的硬度最高,摩擦因数也相对较小,膜基结合力在70 N以上。     

钨含量对钴-铝-钨合金中γ′强化相的影响

为了解元素钨含量对新型钴-铝-钨合金中γ′强化相的影响,用燃烧合成法制备了不同钨含量的合金,通过SEM、XRD、EPMA、DSC等方法分析了钨含量对合金中γ′强化相形貌、数量以及稳定性的影响。结果表明:钴-铝-钨合金显微组织是由富钴基体及其γ′-Co3(Al,W)强化相和少量碳化物组成;γ′-Co3(Al,W)强化相比Co3Al具有更好的稳定性,随着钨含量的增加,合金的液相线温度升高,强化相的数量也增加;当钨质量分数为26.36%时合金中γ′强化相的稳定性最好。     

铜钨合金

在电火花加工中,电极材料的合理选择将直接影响被加工工件的质量和生产效率。通常,选用的电极材料有铸铁和紫铜等。用这些材料来加工深孔、盲孔、斜孔以及精度要求高或形状复杂的模具,效率低、精度差。实践表明,铜钨合金是电火花加工的优质电极材料。一、铜钨合金的生产工艺     

钨含量对WC/DLC复合薄膜摩擦学性能的影响

利用等离子体辅助化学气相沉积技术复合非平衡磁控溅射技术制备具有不同钨含量的WC/DLC复合薄膜。通过调节WC靶功率实现薄膜中钨含量的控制,用EDS能谱仪测量薄膜中的钨含量,采用SEM分析薄膜的表面形貌和结构,采用Raman光谱分析不同钨含量对薄膜结构的影响,采用纳米硬度测试仪测试薄膜的纳米硬度,在球-盘摩擦试验机上测试薄膜在大气环境中的摩擦学性能,研究薄膜的力学性能、摩擦学性能与薄膜中钨含量之间的关系。结果表明:薄膜中的钨含量随着WC靶功率的增加而增加;制备的薄膜具有典型的类金刚石碳膜结构,并且薄膜中的sp3键含量以及薄膜硬度都随着钨含量的增加而增大;摩擦因数和耐磨寿命随着钨含量的增加呈先减小后增加的趋势,薄膜的摩擦因数在钨原子质量分数为41.67%时最小,在此参数下的耐磨寿命也最优异。     

热压烧结制备高密度钨铜合金

以用机械合金化法制备的超细W-15Cu复合粉末为原料,采用热压烧结工艺制备了高密度的W-15Cu合金,用扫描电镜、硬度仪、密度测试仪等研究了烧结工艺对合金组织和性能的影响.结果表明:采用高能球磨可以制备出钨晶粒镶嵌铜相中的复合粉末;采用热压烧结,在30MPa、1 500 ℃×2 h的条件下,可以制备出相对密度99.8%、断裂强度1290.6 MPa、硬度44.8HRC的高密度钨铜合金.     

钨、钼、镝等离子共渗时镝的扩散行为及机理

采用辉光等离子渗金属技术在碳钢表面制备了钨钼合金渗层和钨钼镝合金渗层,利用菲克第二定律计算了钨原子和钼原子的扩散激活能,分析了稀土镝可能存在的两种扩散模型。结果表明:在离子轰击和非平衡条件下,基体表面的空位浓度升高,合金元素的扩散激活能下降,使稀土镝的原子扩散速率增加,且对钨、钼原子的扩散产生促进作用;在扩散初期,稀土镝的扩散模型为"空位交换扩散"模型,在扩散进行到一定程度时为"稀土-空位复合体"模型。     

钨对锌基合金ZA27力学性能的影响

与钛在ＺＡ２７合金中的作用相对比,分析了钨对锌基合金ＺＡ２７力学性能的影响。结果表明,钨可溶于ＺＡ２７合金组织中,产生一定的固溶强化作用;此外,钨在ＺＡ２７合金中可形成含钨化合物Ａｌ１５Ｚｎ５Ｗ,该经合物可作为初生α相结晶的核心,细化ＺＡ２７合金组强,大大改善合金的塑性。     

钨镍共掺杂V2O5薄膜的光电特性研究

利用溶胶–凝胶旋涂法和后退火工艺在FTO导电玻璃上制备了钨镍共掺杂V₂O₅薄膜,研究了薄膜在不同温度和不同偏压下的光电特性和相变特性。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM） 和X射线光电子能谱仪（XPS） 测试了钨镍共掺杂V₂O₅薄膜的晶体结构、表面形貌和组分,分析了不同钨镍共掺杂浓度对V₂O₅薄膜相变光电特性的影响。结果表明,当钨和镍的掺杂质量分数分别为3 %和1.5 %时,钨镍共掺杂的V₂O₅薄膜的相变温度为218.5 ℃,在可见光范围内有较高的透过率,在近红外1310 nm波长处的光学透过率达48.83%,与未掺杂V₂O₅薄膜的光学透过率相比提高了10.29%,薄膜电阻降低了30.53%,热致回线宽度收窄为15 ℃,说明钨镍共掺杂的V₂O₅薄膜具有良好的可逆相变光电特性,有望在新型光电器件领域得到较好的应用。     

铜含量对304不锈钢在Al-12Si-xCu合金熔体中腐蚀行为的影响及其机理

将304不锈钢在620℃的Al-12Si-xCu(x分别为0,5,10,15,质量分数/%)合金熔体中腐蚀120h,研究了铜含量对不锈钢腐蚀行为的影响及其机理。结果表明:随铜含量的增加,304不锈钢的腐蚀速率和腐蚀层厚度减小;表面腐蚀层可分为内腐蚀层和外腐蚀层,外腐蚀层的显微硬度随铜含量的增加而增大,而内腐蚀层的硬度则降低;腐蚀反应主要在不锈钢中的铁、铬原子和合金熔体中的铝、硅原子之间进行,铜原子没有参与腐蚀反应,但铜的添加降低了腐蚀反应扩散激活能,从而降低了合金熔体的腐蚀能力。     

无钨硬质合金

苏联和西方的工程师们都在担心不久的将来钨会更加缺乏,因此,目前有几个国家都在继续研制无钨硬质合金刀具。其中苏联最近发展的有如下无钨硬质合金:TM-1细颗粒硬质合金:含90%复杂碳化物(TiC—NbC),5%钼和5%(?),MNT—A2硬质合金:含79%碳化钛,16%镍和5%钼.KNT—16硬质合金:含74%氮碳化钛,19.5%镍和6.5%钼。这几种硬质合     

用富勒烯碳管作形核剂在铜／钨钽中间层的铁基材料上沉积金刚石

研究了用富勒烯族碳纳米管作金刚石核剂,在沉积了铜／钨钽中间层的铁基材料上的用热丝法化学气相沉积金刚石膜的规律。用扫描电子显微镜、拉曼光谱、Ｘ射线衍射仪检测金刚石膜的质量和中间层的结构变化,结果表明当中间怪只有钨层时不能沉积出金人有当中间上镀镀铜层和钨钽层或钨层时可以沉积出金刚石膜。     

钨铜复合材料的研究进展

钨铜复合材料具有高的强度、良好的导电导热性、低的热膨胀系数、良好的高温抗氧化性等诸多的优良性能;重点介绍了钨铜复合材料的应用、传统制备方法及国内外钨铜复合材料制备新工艺的研究发展。     

轴承表面钨掺杂类金刚石薄膜性能研究

利用物理气相沉积技术在圆柱滚子轴承表面制备钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜,通过试验考核了Cr4Mo4V高温轴承表面W-DLC薄膜的均匀性和断油条件下的减摩耐磨特性。结果表明:薄膜层间以及膜层与基体之间结合力不小于55 N;与未镀膜的基体表面相比,镀膜后表面的摩擦因数降低了70%,磨损量减少了约80%;经过30 min断油试验后镀膜轴承表面W-DLC薄膜仍保持完整,可继续使用,未镀膜轴承滚道表面出现烧蚀斑块、点状剥落,滚子表面出现较大的剥落坑与划痕等缺陷。     

铜、钛元素对镍基耐蚀合金高温氧化行为的影响

采用增重法测出了含铜和钛元素的镍基耐蚀合金在800℃空气中的高温氧化动力学曲线,并用扫描电镜及能谱仪对氧化膜的形貌和成分进行了分析,研究了铜和钛元素对合金高温氧化行为的影响。结果表明:随着铜元素含量的增多,合金的抗高温氧化能力逐渐变弱;在合金中加入一定量的钛元素可以使合金表面的氧化膜更加致密,增强合金的抗高温氧化能力。     

钨含量对全片层结构TiAl合金蠕变性能的影响

在1000h、700℃条件下,研究了0 at.%(原子百分比)、1 at. %、1.4at. %W含量的全片层铸态TiAl合金的蠕变性能.研究发现:1at. %W含量的TiAl合金具有最好的蠕变性能,不含W的居中,而1.4at.%W含量的TiAl合金的蠕变性能最差.相比于含W量对蠕变性能的影响,片层晶团尺度对TiAl合金的蠕变性能有着更关键的作用:细化晶粒能明显降低合金的蠕变性能.研究还发现,当晶团尺寸相当时,含W合金的蠕变性能则优于不含W的合金.     

钨合金叶片表面处理工艺研究

介绍了精密金属零件镀层种类及特点,分析了精密金属零件镀膜工艺,在此基础上,对钨合金叶片的表面处理工艺进行了研究.在研究中,对比了类金刚石镀层与碳化钨镀层在钨合金叶片上的应用效果,确认类金刚石镀层更适用于钨合金叶片的表面处理.     

钨极氩弧焊设备的新发展

钨极氩弧焊是广泛使用的重要焊接工艺方法,它的焊接质量高,对工件的加热容易控制,通常主要用于高强钢、不锈钢、超级合金、钛以及铝和铝合金的焊接。使用钨极氩弧焊焊铝时要使用交流电源,在这种情况下,当铝工件为阴极的半周时,电弧对工件表面的清理作用可以破坏铝表面总是存在的难熔氧化膜。虽然使用直流反接时这个清理作用更加强烈,但由于钨极的过分热负荷与工件较小的熔深,使其应用受到了限制,直流反接的钨极氩弧焊只是用     

自生成钨基高密度合金中间层的钨/钢真空扩散连接

采用90W-6Mn-4Ni(质量分数)混合粉末/镍箔复合中间层,在加压5 MPa、连接温度1 100℃、保温10 min、30 min、60 min及120 min的工艺条件下,对纯钨(W)和0Cr13钢进行真空扩散连接。利用扫描电镜、能谱仪和电子万能试验机等手段研究接头的微观组织、成分分布、力学性能及断口特征。结果表明,连接接头均由钨母材/钨基高密度合金层/镍/钢母材组成。接头中的钨基高密度合金层由90W-6Mn-4Ni混合粉末液相烧结生成,其富Mn-Ni黏结相和钨颗粒相冶金结合且分布均匀,保温时间对该层的组织形态无明显影响。钨基高密度合金层与钨母材以加压钎焊机制实现了良好结合。接头抗剪强度为202～217 MPa时,断裂均发生在连接界面两侧的钨母材和钨基高密度合金层中,前者断口为典型的解理脆断,后者断口为钨颗粒相的W-W界面分离断裂及黏结相的韧性断裂。