ZrO_2－Ni功能梯度材料界面结构的研究

利用透射电镜和高分辩电子显微术研究了ＺｒＯ_２－Ｎｉ功能梯度材料（ＦＧＭ）的界面形态与精细结构。结果表明，组元Ｎｉ和ＺｒＯ_２，以直接结合为主，无明显界面反应。ＺｒＯ_２中ｔ／ｍ相界完全共格，存在大量界面结构台阶。此外，在Ｎｉ孪晶界附近存在较多生长缺陷──Ｆｒａｎｋ位错。     

缓冲层化学成分对钎焊连接强度的影响

在ＺｒＯ２和４０Ｃｒ钢之间分别加入缓冲层Ｎｉ,４Ｊ３３,Ｔｉ和Ｃｕ进行钎焊连接。结果发现：缓冲层４Ｊ３３和纯Ｎｉ的化学元素会破坏钎料对陶瓷的浸润性,从而影响了钎料与ＺｒＯ２的界面反应,导致ＺｒＯ２／４０Ｃｒ钢连接失败而缓冲层Ｃｕ和Ｔｉdisplay structure     

等离子喷涂ZrO2-NiCoCrAlY梯度涂层的界面强化热处理工艺

在大气条件下经高温长时间保温后,ＺｒＯ２ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 梯度涂层中的ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 组元发生严重氧化, 形成大量的ＮｉＯ, Ａｌ２Ｏ３ 和Ｃｒ２Ｏ３ 等氧化物, 导致ＺｒＯ２ 表面层中产生粗大网状裂纹, 并最终导致ＺｒＯ２ 表面层碎裂而失效。对梯度涂层进行（９００ ℃） 保温（８ ｈ） 的真空热处理后, 涂层完好无损, ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 底层与ＴＣ４ 基体发生了冶金化学反应, 在涂层与基体界面形成了含ＮｉＴｉ, ＮｉＴｉ２ 和ＴｉＡｌ３ 等化合物的反应层, 涂层的抗热震性能得以显著地提高     

ZrO2对Ni—P化学镀层抗高温氧化性影响

研究了Ｎｉ－Ｐ－ＺｒＯ２化学复合镀层的抗氧化性，结果表明：加入ＺｒＯ２粒子可显著提高Ｎｉ－Ｐ合金基体的抗氧化性能。     

钛箔活性金属法连接氧化锆陶瓷和不锈钢时ZrO2／Ti结合界面的反应行为

用ＸＤ，ＥＰＭＡ，ＩＭＡ，ＸＰＳ，ＡＥＳ等测试手段，对觎太箔活性金属法连接氧化锆陶瓷和不锈钢时结合界面的反应行为进行了研究。结果表明：ＺｒＯ２中的Ｏ同界面附近的Ｔｉ发生反应生成ＴｉＯ反应相。同时，结合界面附近的ＺｒＯ２引起变质现象，其变质层中Ｏ的含量降低，部分Ｚｒ的化学结合状态从Ｚｒ＾４＋向Ｚｒ＾３＋变化。     

梯度功能材料制件和应用

梯度功能材料制件和应用１９８２年日本提出了具有优异热应力松弛特性的梯度功能材料（ＦＧＭ），现已用于生产能量转换设备、电子器件以及工程结构物上使用的先进构件。日本和瑞士采用粉末冶金法首先制成了ＺｒＯ２／ＳＵＳ３０４不锈钢、ＺｒＯ２／Ｎｉ以及ＺｒＯ２／Ｎ...     

复合氧化物喷涂金属型铸造纯钛的界面反应研究

应用等离子喷涂的方法，在板状碳素钢基底上喷涂了分别添加ＳｉＯ２和ＴｉＯ２的ＺｒＯ２、不同含量Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２复合耐火氧化物涂层，组成金属型后，进行了铸造工业纯钛的试验研究，借以考察复合耐火氧化物涂层对纯钛试样的表面污染情况。分析结果表明，复合涂层中，ＳｉＯ２的添加，加剧了界面反应；ＴｉＯ２的添加，使界面反应性有所减弱。     

EB-PVD梯度热障涂层的制备及其热疲劳性能

采用ＥＢ－ＰＶＤ的方法,连续蒸发按一一分比混合的Ａｌ＋Ａ１２Ｏ３＋ＺｒＯ２混合源,在Ｎｉ基高温合金基体上制备了一种新型结构的热障涂层,ＳＥＭ和ＥＤＳ的观察、分析表明,这作层实现了由金属粘结层向陶资顶层的微观结构的梯度过渡和化学成分的连续变化。涂层的基本结构为ＮｉＣｏＣｒＡ１Ｙ／Ｎｉ３Ａｌ＋Ａ１２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３ＺｒＯ２／ＺｒＯ２。这北度热障涂层在１０５０℃的抗高温氧化性能优于传统的二层结构的热障涂     

晶粒尺寸对含Zr的Ni_3Al合金氧化行为的影响

研究了Ｎｉ－１１，８２Ａｌ－１．０３Ｚｒ－０．１Ｂ（ｗｔ－％）合金晶粒尺寸为３０和１８０μｍ两种组织结构试样，在９００和１１００℃静态空气中的等温氧化行为．发现，当氧化温度为９００℃时，氧化速率随晶粒尺寸减小而减小，而在１１００℃，二者氧化速率几乎没有区别．利用ＥＰＭＡ，ＸＲＤ分析了氧化产物，证明两种试样的氧化膜相成分与结构，均由ＮｉＯ外层和Ａｌ_２Ｏ_３，ＮｉＡｌ_２Ｏ_４内层组成．但氧化膜／合金界面形貌显著不同．９００℃氧化膜与合金界面呈平滑的波浪型，而１１００℃界面出现树根状突出氧化物伸入到合金表层内部．对上述实验结果作了理论分析，认为前一结果为合金晶界快速短路扩散传质所致、而后一现象与合金晶粒尺寸关系较小，起决定作用的为活性元素Ｚｒ的“反应元素效应（ＲＥＥ）”．     

Ni_3Al－Mo复合材料氧化层的结构分析

分析了Ｎｉ_３Ａｌ－Ｍｏ复合材料７００～１０００℃氧化后的氧化层结构。结果发现，氧化层主要由ＮｉＯ、ＭＯＯ２、ＮｉＡｌ２Ｏ４等组成，１０００℃氧化后的氧化层表面仅生成ＮｉＯ薄膜，Ｍｏ纤维对Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ复合材料的氧化层结构影响很大，ＭｏＯ２被氧化成挥发性很强的ＭｏＯ_３．破坏了氧化膜的连续性，加快了氧化速度，７００℃氧化后，氧化层与基体的界面较光滑，而１０００℃氧化后的氧化层与基体间呈非光滑界面特征。     

MICROSTRUCTURE AND THERMAL STRESS RELAXATION OF ZrO_2－Ni FUNCTIONALLY GRADED MATERIAL

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＴＨＥＲＭＡＬＳＴＲＥＳＳＲＥＬＡＸＡＴＩＯＮＯＦＺｒＯ_２－ＮｉＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬＬＹＧＲＡＤＥＤＭＡＴＥＲＩＡＬ￥ＺｈｕＪｉｎｇｃｈｕａｎ；ＹｉｎＺｈｏｎｇｄａ；ＬａｉＺｈｏｎｇｈｏｎｇ；ＬｉＪｉａｎ（Ｓｃｈｏ?..     

ZrO2／NiFGM中微观残余热应力分析

陶瓷—金属FGM成分沿厚度方向变化，微观残余热应力分析对确定FGM材料体系极为重要。按球对称模型采用弹性理论进行分析，确定了微观残余热应力与陶瓷和金属相的弹性性能、在FGM中的位置的关系。结果表明，微观应力具有短程分布特点，并且在同一梯度层内最大微观应力处于相界面处。同时，通过对ZrO2／Ni FGM制备过程中的陶瓷—金属界面应力的分析表明，FGM制备过程中可能在基体中产生大量微裂纹。     

热解还原法制备镀镍ZrO2增强低银SnAgCu系复合钎料及其钎焊

本文采用热分解-还原法制备镀镍ZrO2增强相,粉末冶金法制备镀镍ZrO2增强Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料,研究了ZrO2纳米颗粒表面金属化以及其对Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料的微观结构、材料性能及钎焊接头的影响。结果表明:经机械预处理的ZrO2粒径减小、团聚降低;采用热分解-还原法成功地制备出了镀镍ZrO2增强相,Ni粒子以8-11 nm间距均匀附着于ZrO2表面,ZrO2(02)和Ni(11)界面呈半共格关系;添加适量镀镍ZrO2对Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合材料的熔点、电阻率影响不大,提高了润湿性和抗拉强度,在镀镍ZrO2增强相添加量为0.7 wt.%时Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料抗拉强度、钎焊接头剪切强度均达峰值,较基体材料的相比提高了43.3%、40%。随着Ni-ZrO2增强相的添加,复合钎料钎焊接头的断裂位置由界面IMC层向过渡区的近钎缝侧移动,断裂机制由韧-脆混合断裂逐渐转为韧窝为主的韧性断裂。     

The effect of composition and thickness of buffer on joining strength of brazing

ZrO2 and 40Cr steel were brazed by inserting buffer Ni,4J33,Ti and Cu separately. The chemical composition of 4J33 and Ni will damage the wetting property of Ag66Cu30Ti4 filler metal to ceramic and hinder the interface reaction between the active filler metal and Zr O2, so ZrO2/40Cr steel can not be bonded. Cu and Ti can efficiently release the residual stresses in the ceramic without injuring the wettabilty of filler metal, so the high joining strength can be obtained by inserting Cu and Ti.     

Formation mechanism of laser-clad gradient thermal barrier coatings

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＺｒＯ2 ｃｅｒａｍｉｃｓｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｏｆｔｈｅｒｍａｌｂａｒｒｉｅｒｃｏａｔｉｎｇｓ (ＴＢＣｓ)ｆｏｒｉｔｓｈｉｇｈｍｅｌｔ ｉｎｇ ｐｏｉｎｔａｎｄｈｉｇｈｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ[1].ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅＴＢＣｓｗａｓｕｓｕａｌｌｙｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ.Ｔｈｅｐｏｒｏｓｉｔｙｉｎｔｈｅｃｏａｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｐｏｏｒａｄｈｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｏａｔｉｎｇａｎｄｓ…     

化学镀法制备Ni包覆ZrO_2微粉

采用共沉淀t-ZrO2(10%MgO,以摩尔计)微粉为基体原料,用化学镀法制备了不同Ni含量的Ni包覆ZrO2复合微粉.由于采用了合适的络合剂和稳定剂,反应速度易于控制,且粉末不需活化处理即可施镀.运用XRD、SEM、EPAX等分析检测技术研究了粉体.结果表明,镀覆后颗粒均由Ni和ZrO2两种成份复合而成,达到了均匀分散金属相和陶瓷相的目的     

Pt(100)/ZrO2(100)界面性质的第一性原理

采用密度泛函理论的平面波赝势法,分别研究在ZrO2(100)面上以氧为键桥和以锆为键桥的Pt(100)/ZrO2(100)界面模型的结合能、电子结构以及等电荷差分密度分布图。结果发现:在以氧为键桥的Pt(100)/ZrO2(100)-bridgeO界面结合能为1.978J/m2,而以锆为键桥的Pt(100)/ZrO2(100)-bridgeZr界面结合能为10.035J/m2,前者的界面结合能低于后者的界面结合能,即以锆为键桥的ZrO2(100)更容易与Pt(100)面结合。通过电子结构和等电荷差分密度分布图分析可知,以氧为键桥的Pt(100)/ZrO2(100)-bridgeO时,主要是锆氧之间存在电子转移,而以锆为键桥的Pt(100)/ZrO2(100)-bridgeZr时,不仅锆氧之间、而且铂锆之间也存在电子转移,铂锆之间主要是锆的4d电子轨道和铂的5d以及部分6s、5p电子轨道上的电子发生了转移并且成键结合,这说明在铂基材料中以锆为键桥的界面结合能有效提高铂基材料的强度。     

钛合金表面等离子喷涂制备ZrO2─Ti系功能梯度涂层

研究了等离子喷涂法制备ＺｒＯ２Ｔｉ系功能梯度涂层。结果表明，采用等离子喷涂工艺制备功能梯度涂层是可行的，涂层与基体除以机械咬合方式结合外，还存在着少量冶金化学反应结合，添加Ｎｉ／Ａｌ和ＳｉＯ２有助于提高涂层的结合强度     

EB-PVD热障涂层热循环过程中粘结层的氧化和相结构

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积Ni-30Cr-12Al-0.3Y（质量分数，％）粘结层，采用电子束物理气相沉积方法（EB－VPD）沉积7％Y2O3（质量分数）－ZrO2陶瓷顶层，结果表明，在热循环过程中，非平衡相t′-ZrO2中的Y2O3含量逐渐减少，t′－ZrO2相逐渐分解成平衡相t-ZrO2（冷却时变转变成斜相）和立方组ZrO2,1050℃循环200次，粘结层氧化物（Al2O3)厚度约为3μm，表明Ni-Cr-Al-Y达宜作粘结层，继续热循环，陶瓷层中出现单斜阳，粘结层中Al贫化，氧化层中出现NiO及尖晶石等，引起应力集中，导致涂层失效。