SiO2/含硅氟苯丙乳液超疏水涂层制备与热稳定性研究

用乳液聚合方法合成了含硅氟苯丙乳液,用sol-gel法制备出不同尺寸的纳米、微米SiO₂,并用氨基硅烷偶联剂(KH550)对SiO₂粒子进行表面改性,改性后的SiO₂粒子加入含硅氟苯丙乳液中制得复合涂层。使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角(WCA)测试,研究了含硅氟苯丙乳液合成和SiO₂表面改性的机理,考察了涂层表面的微观形貌与润湿状态的关系,结果表明涂层水接触角153°,为超疏水表面,而且能在-10～90℃的冷、热处理后保持超疏水性能。热重分析(TGA)显示,复合涂层热稳定性良好。     

镁合金表面二氧化铈/硬脂酸超疏水涂层的制备及其耐蚀性

镁和镁合金的高化学活性以及氧化膜的疏松多孔导致镁合金的耐腐蚀性能较差。以AZ31B镁合金为基体,采用水热法在镁合金表面制备出二氧化铈/硬脂酸超疏水涂层,重点研究了水热反应温度和时间对涂层形貌及耐腐蚀性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)对镁合金表面涂层的相组成、微观形貌及元素组成进行测试,通过电化学测试来表征二氧化铈/硬脂酸超疏水涂层的耐腐蚀性能,利用超疏水测试检验涂层的疏水性。结果表明：当水热反应温度为120℃,反应时间为6 h时,可以在镁合金表面制备出均匀的涂层,该涂层由大量细小球形颗粒紧密连接而成,涂层致密完整,厚度约为13μm,涂层主要组成相为CeO₂。电化学测试结果表明：与空白镁合金基体相比,二氧化铈/硬脂酸复合涂层的腐蚀电流密度为5.36×10^-6 A·cm^-2,降低了一个数量级,且其电化学容抗弧直径明显增大,说明该涂层可以显著提高镁合金基体的耐腐蚀性能。同时,该涂层还具有较好的超疏水性,水滴静态接触角达161°。     

真空熔覆原位自生WC/Ni基复合涂层的组织及耐磨性能x

为了提高煤油泵的使用寿命,利用真空熔覆技术在316L不锈钢表面原位合成了W_{C/Ni基复合涂层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了复合涂层的显微组织和相组成,并对其进行了硬度测量和摩擦性能试验.结果表明,复合涂层组织细密且与基材呈冶金结合.复合涂层主要由γ-Ni固溶体、原位生成的WC、(Cr,Fe)7C3和Cr7C3相组成,且WC相弥散分布在γ-Ni固溶体中.复合涂层的硬度约为316L不锈钢基材的4倍,相对耐磨性约为基材的37倍.xx}x     

POB改性Nano–SiO2/PTFE复合材料的摩擦转移特性研究

为了研究填充聚苯酯(POB)对Nano–SiO₂改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料转移膜演化及摩擦性能的影响,采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备Nano–SiO₂/POB–PTFE和Nano–SiO₂/PTFE两种复合材料;采用间歇称重法和原位观察法,在LSR–2M型往复摩擦磨损试验机上进行干摩擦试验;利用AXIO Imager.A2m光学显微镜、QUANTA FEG 450热场发射扫描电镜和MicroXAM–800非接触式3维表面轮廓仪分别表征转移膜的表面形貌、微观结构和3维形貌,从微观角度分析摩擦转移机理。试验结果表明,Nano–SiO₂/PTFE复合材料的转移膜在对偶表面上形貌变化较快,不断重复“生成–脱落”过程,并伴随严重磨损,且没有形成较完整的转移膜。此外,生成的转移膜分层明显,且脱落痕迹显著,并有大量米粒状的磨屑附在对偶面上,导致反光性较差。而用POB填充Nano–SiO₂/PTFE复合材料不仅增强了转移膜在对偶表面上的黏附力,还促进了均匀、连续转移膜的更好形成,对...     

Al2O3抗热震陶瓷的研究进展

为了增进对Al₂O₃抗热震陶瓷发展动态的了解,为Al₂O₃抗热震陶瓷的制备提供设计依据,针对Al₂O₃抗热震陶瓷的常用抗热震性测试方法,Al₂O₃陶瓷微观结构、表面条件、尺寸对抗热震性的影响,利用第二相法提高Al₂O₃陶瓷抗热震性的可行性,以及多孔Al₂O₃抗热震陶瓷的研究进展等方面进行了评述.在Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂、稀土化合物、低热膨胀系数组元或高热导率组元等可以改善Al₂O₃陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量等力学性能和(或)热膨胀系数、热导率等热学性能,从而起到提高Al₂O₃陶瓷抗热震性能的作用.叠层Al₂O₃复合抗热震陶瓷将成为今后的一个研究方向.     

等离子喷涂LaH2掺杂钨基复合涂层的制备与研究

利用空气等离子喷涂制备纯钨涂层和LaH₂掺杂钨基(W/LaH₂)复合涂层对比,分析了涂层的微观形貌、密度、孔隙率、氧含量、热导率和机械性能。结果表明LaH₂加入后涂层的氧化和孔隙问题显著减少,硬度和弹性模量略有降低,塑性稍有改善,导热性能变化不大。     

石墨表面(HfTa)B2-SiC-Si复合涂层抗烧蚀性能研究

为了提高石墨的抗烧蚀性能,采用料浆法结合反应熔渗Si在石墨表面制备抗烧蚀超高温(HfTa)B₂-SiC-Si复合涂层,运用XRD、SEM和EDS研究复合涂层的相组成、微观形貌和元素分布,考察涂层在等离子火焰下的长时抗烧蚀性能.结果表明：(HfTa)B₂-SiC-Si涂层结构致密,表面无裂纹,(HfTa)B₂固溶体均匀分散在涂层中;该涂层在2350℃等离子火焰下烧蚀2280 s后,厚度无明显变化,质量烧蚀率仅为6.14μg/s.(HfTa)B₂-SiC-Si涂层优异的抗烧蚀性能主要归因于复相涂层的致密结构及其表面生成了含有HfO₂、Ta₂O₅高温氧化物的Hf-Ta-Si-O复相玻璃层,有效阻碍了高温氧的扩散与腐蚀.     

铝合金表面油胺/微弧氧化复合膜层的耐磨性

为提高铝合金表面耐磨性能,采用微弧氧化(MAO)技术在硅酸盐电解液中对2024铝合金进行表面处理,制备微弧氧化陶瓷层;然后通过浸泡法在陶瓷层表面覆盖一层油性涂层,形成复合膜层,以期提高铝合金表面耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别观察复合膜层的表面形貌及物相组成;利用原子力显微镜AFM测试复合膜层的表面粗糙度;利用摩擦磨损试验仪分析复合膜层的摩擦系数。在SEM的观察下复合膜层比微弧氧化陶瓷层更为平整。另外,AFM的结果显示复合膜层的表面粗糙度比微弧氧化陶瓷层降低了73%左右;摩擦磨损检测显示复合膜层的摩擦系数在0.1左右,波动幅度较小,而微弧氧化陶瓷层和铝合金的摩擦系数达0.4左右,波动幅度较大。     

溅射功率对Ag-TiN涂层微观组织、耐磨性能影响研究

采用直流磁控溅射技术,研究不同功率(60、110、150 W)下,在钛合金基材上制备的Ag-Ti N陶瓷涂层的微观结构及性能。分别利用扫描电子显微镜、X射线能谱分析和X射线衍射分析涂层表面、截面的形貌与组织成分。采用往复摩擦磨损试验机测试涂层的耐磨损能力。结果表明,在3组功率下试样涂层厚度分别为2.941、3.625、5.023μm,表面Ag的质量分数分别为50.97%、70.42%、91.25%,表面主要物相是Ag、Ti N与TiO₂;随着功率的增大,涂层表面晶粒体积减小,涂层更加均匀致密;Ag颗粒从涂层中扩散到表面,充当润滑物,降低涂层的摩擦系数,110 W制备的样品摩擦系数降低31%;在载荷10 N和20 N下磨损试验中,涂层表面磨损量减少33%,耐磨损性能比基体材料分别提高了41%和31%。制备的Ag-TiN涂层有效改善了钛合金表面微观结构,提高了涂层耐磨性能。在110 W溅射功率下制备的涂层微观组织良好,摩擦系数较低,耐磨性最佳。     

CeO2对等离子喷涂AT13涂层微观组织与性能影响

利用XRD、SEM、显微硬度weibull统计分析以及摩擦磨损试验手段对比研究了等离子喷涂添加ω（TiO2）=13％的TiO2的AlO3涂层（以下简称AT13涂层）和添加不同含量CeO2的AT13涂层的微观组织和性能。研究表明,CeO2以铺展良好的薄片状分布于涂层中,有效改善了涂层中层片之间结合。稀土CeO2的添加不改变AT13相变规律。涂层显微硬度的Weibull统计分析表明,添加CeO2对AT13涂层的显微硬度影响不大,显微硬度分布的分散性降低。当ω（CeO2）=4％时,涂层显微硬度分布的分散性最小。AT13材料中添加CeO2可显著提高涂层的耐磨性,当ω（CeO2）=8％时,涂层的耐磨性最好。添加CeO2不改变涂层的磨损机制,但显著降低涂层的磨损剥落程度。     

GF/MoS2改性PTFE密封唇片材料的力学及摩擦学性能

采用玻璃纤维(GF)微粉与MoS₂复合改性聚四氟乙烯(PTFE)密封唇片材料,考察复合材料的力学、干摩擦磨损性能及其磨损机理。结果表明:当GF质量分数为15%时,PTFE/GF试样的回弹率达到最大值92.5%,摩擦因数为0.29,相比纯PTFE有所增加,而磨损率大大降低,仅为1.8×10?6mm3/(N·m);在此基础上,当MoS₂添加量为5%时,PTFE/GF/MoS₂试样的回弹率略有降低,但仍然保持在90%以上,其摩擦因数为0.31,体积磨损率进一步降低到1.25×10?6mm3/(N·m)。磨损面SEM分析表明:纯PTFE呈现出严重的塑性变形和粘着磨损特征,而PTFE/GF主要表现为磨粒磨损行为;适当MoS₂含量的PTFE/GF/MoS₂试样在摩擦过程中磨粒磨损特征消失,仅有非常轻微的粘着磨损行为。     

等离子喷涂氧化铝涂层的制备及微观结构研究

为提高20钢表面的性能,采用大气等离子喷涂的方式在20钢表面制备了氧化铝绝缘陶瓷涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计测试等方法分析了涂层的物相组成、微观组织结构和显微硬度等,对涂层截面图像进行了处理,计算平均孔隙率,并考察了显微硬度。结果表明：大气等离子喷涂Al₂O₃粉末的过程中,发生了相变,制备的涂层中出现了γ-Al₂O₃这一新相。样品由基体、黏结层和涂层组成,各层直接界面清晰,致密性良好,涂层截面呈片层状的重叠结构,因Al₂O₃粉末自身特点造成涂层表面有少量微裂纹,属正常现象。涂层的平均孔隙率为7.36%,显微硬度为708 HV,具有良好力学性能,符合产品使用标准。     

激光原位生成TiC增强钛基耐磨涂层及其摩擦学性能

为增强钛合金的耐磨性能,扩大钛合金的使用范围,以Ti及Cr₃C₂混合粉末为成形材料,采用CO₂激光器进行激光快速成形制备以原位生成TiC为强化相的耐磨涂层.利用光学显微镜和扫描电子显微镜和能谱分析仪等分析手段对涂层的微观组织和相结构进行分析.利用SRV3型摩擦磨损测试仪测试样件在常温时的滑动摩擦磨损性能,用GW/ML MS型高温销盘摩擦磨损试验机测试涂层在500℃下的高温滑动摩擦磨损性能,并分析了磨损机制.结果表明：在常温和500℃条件下涂层与钛合金TC4磨损体积比分别为1/46.6和1/2.86.     

水热合成纳米片状SnS2及其电化学贮放锂性能

用四氯化锡(SnCl₄)和L-半胱氨酸(L-Cys)的水热反应合成纳米片状的SnS₂,用X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其微观结构和形貌进行表征.讨论了SnCl₄与L-Cys物质的量比对产物及其形貌的影响.结果显示,当SnCl₄与L-Cys的物质的量比为1∶2,得到的产物是SnS₂和SnO₂纳米粒子的混合物;当SnCl₄与L-Cys的物质的量比为1∶4～1∶6,得到的产物是纳米片状的SnS₂.电化学测试结果显示,纳米片状SnS₂作为锂离子电池负极材料具有较高的可逆容量和良好的循环稳定性,其初始容量为480 mAh/g,80次循环后其容量为407 mAh/g.     

硫粉气化温度对制备WS2薄膜的影响

采用熔融盐辅助化学气相沉积（CVD）法在蓝宝石（Al₂O₃）衬底上制备WS2薄膜,改变硫粉的气化温度（750~800 ℃）,探寻其对WS₂薄膜生长的影响,为制备出大面积WS₂薄膜提供理论依据。采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和拉曼（Raman）光谱对WS₂薄膜的形貌、结晶性和厚度进行分析。800 ℃时,WS₂薄膜平均边长可达310 μm,Raman特征峰的波数差为64.60 cm^-1（单层）。随着硫粉气化温度的升高,WS₂薄膜的生长经历了形貌及尺寸的转变,这表明在沉积过程中,硫粉引入时机对WS₂薄膜的形核、生长至关重要,适当的气化温度可以制备出尺寸较大、结晶性能良好的WS₂薄膜。     

添加明胶优化仿贝壳TiB2/Al-Cu复合材料的组织和力学性能(英文)

采用冷冻铸造及压力浸渗制备了TiB₂/Al-Cu层状复合材料。研究了明胶含量对复合材料组织和力学性能的影响。同时,分析了其组织、断裂和磨损机理。结果表明,随着明胶添加量的增加,TiB₂/Al-Cu复合材料的抗压、抗弯强度和韧性均有所提高。当明胶含量为1.0 wt%时,复合材料具有最佳的力学性能,其抗压强度、抗弯强度、裂纹萌生韧性(K_IC)和裂纹扩展韧性(K_JC)分别为(625±13) MPa,(626±4) MPa,(22.23±0.2)MPa·m^1/2和(54.43±2.4) MPa·m^1/2。此外,明胶的加入提高了TiB₂/Al-Cu层状复合材料的耐磨性能。力学性能和耐磨性能提高均归因于添加明胶后,陶瓷片层开始弯曲且桥接增多,TiB₂/Al-Cu层状复合材料微观结构得到优化。当复合材料受到外部载荷时,增加了形成多裂纹可能性,同时弯曲的陶瓷片层和陶瓷桥接有效地阻碍了金属片层间的剪切流动并抑制了金属的塑性变形,最...     

MoS2表面镀铜对青铜-石墨-MoS2自润滑摩擦性能的影响(英文)

采用粉末冶金法制备了含镀铜MoS₂和不镀铜MoS₂两种青铜-石墨-MoS₂自润滑材料,并在4 N和10 N载荷下分别进行摩擦磨损实验,研究MoS₂表面镀铜对材料摩擦性能的影响。研究结果表明,在MoS₂表面镀铜可以增强MoS₂与基体的结合性,同时抑制材料中硬质相MoO₂的形成。此外,两种材料在摩擦过程中均在表面形成了一层MoS₂润滑膜,但是在MoS₂表面镀铜后形成的润滑膜更厚,并且具有凹凸不平的形貌,更有利于改善材料的摩擦性能。与常规材料相比,在4 N和10 N载荷下进行滑动摩擦时,镀铜材料的磨损率均降低了一个数量级,摩擦因数也分别降低了22.44%和22.53%,表明在MoS₂表面镀铜可以进一步改善青铜-石墨-MoS₂自润滑材料的摩擦性能。     

爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的摩擦磨损性能

爆炸喷涂是提高材料表面性能的表面喷涂技术之一.本文旨在通过表面喷涂提高45钢基体表面的耐磨性、耐冲击性等性能.采用爆炸喷涂方法在45钢基体材料上喷涂Al2O3陶瓷和团聚陶瓷涂层,在摩擦磨损试验机上进行Al2O3陶瓷涂层的磨损试验,X衍射仪测试涂层表面结构,JB/T7509—94铁试剂方法测试涂层的孔隙率.通过分析和比较45钢基材与爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的摩擦磨损性能,实验结果表明,喷涂Al2O3陶瓷涂层可以改善基材45钢的耐磨损性能,延长其使用寿命.此外,研究发现,团聚Al2O3陶瓷涂层比Al2O3陶瓷涂层要更耐磨;而爆炸喷涂Al2O3涂层的质量要好于等离子喷涂和火焰喷涂Al2O3陶瓷涂层.     

等离子喷涂NiCr/Cr_2C_3、Ni/C及其复合涂层的耐磨性能

为了加强车辆机械零件的表面防护,采用等离子喷涂工艺在304N不锈钢表面分别制备了NiCr/Cr_2C_3涂层、Ni/C涂层以及NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层,观察了涂层组织形貌,测试了涂层硬度和耐磨性,分析了涂层的摩擦磨损机理.结果表明,3种涂层中NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层的耐磨性能最好.金属粘结相NiCr可以起到足够的支撑作用,从而防止涂层剥离与黏着磨损的产生.Ni/C作为固体润滑剂,通过自润滑作用降低了涂层的整体摩擦系数.     

SiO2-Al2O3复合气凝胶自清洁隔热涂层织物的制备及性能

为了满足纺织品在使用过程中防污和隔热的需求,制备了一种自清洁隔热涂层织物。以正硅酸乙酯(TEOS)和六水合氯化铝(AlCl₃·6H₂O)为前驱体,使用溶胶-凝胶法制备了SiO₂-Al₂O₃复合气凝胶,并将其均匀分散于聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液中,得到整理工作液;进一步以工作液浸渍整理涤纶织物,制备得到SiO₂-Al₂O₃复合气凝胶整理的涤纶织物;采用场发射电子扫描显微镜、水接触角仪、导热系数仪和自清洁性能测试等技术,对整理后的涤纶织物进行结构和性能分析。结果表明：当整理工作液中PDMS和复合气凝胶的质量分数均为10%时,复合气凝胶在织物表面形成了多级粗糙结构,水接触角达到了153°,织物表现出良好的自清洁性能;同时,由于复合气凝胶在织物表面及纤维空隙内部的均匀负载,使得整理后织物的导热系数降低到了0.0411 W/(m·K),在40.0℃条件下织物上下表面的温差达到了(5.0±0.4)℃,具有优异的保温隔热效...