占空比对脉冲电沉积Ni-AlN镀层摩擦学性能的影响

采用脉冲电沉积方法在45#钢表面制备Ni-Al N镀层。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及摩擦因数测定仪研究Ni-Al N镀层显微硬度、磨损量及摩擦因数,并利用扫描电镜(SEM)观察Ni-Al N镀层磨损表面形貌。结果表明,当脉冲占空比为50%,Ni-Al N镀层显微硬度达到最大值808HV,磨损率达到最小值0.104%,摩擦因数达到最小值0.33。镀层表面划痕较浅,且黏着磨损现象较轻。     

40Cr钢化学镀Ni-W-P/PTFE自润滑镀层的耐磨性能

为改善40Cr钢的耐磨性,采用化学镀工艺在40Cr钢表面制备Ni-W-P/PTFE自润滑镀层.研究PTFE乳液含量对镀层中PTFE微粒含量及镀层厚度、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性的影响,分析了40Cr钢和镀层的磨损机制.结果表明:随PTFE乳液质量浓度从15 g/L增至75 g/L,镀层中PTFE微粒的质量分数从1.92％升至3.88％,镀层厚度和表面粗糙度相差不大,显微硬度总体下降,耐磨性改善.随PTFE乳液质量浓度从75 g/L增至105 g/L,镀层中PTFE微粒含量下降,镀层表面平整度变差,显微硬度降低,耐磨性下降.40Cr钢的磨损机制主要为磨粒磨损、轻度黏着磨损和较严重氧化磨损,而Ni-W-P/PTFE自润滑镀层的磨损机制主要为磨粒磨损和轻度氧化磨损.PTFE乳液质量浓度为75 g/L制备的Ni-W-P/PTFE自润滑镀层耐磨性优于其它Ni-W-P/PTFE自润滑镀层,可有效改善40Cr钢的耐磨性.     

两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。     

工艺参数对磁力搅拌-化学沉积Ni-P-SiC镀层的影响

用磁力搅拌-化学沉积的方法,在45钢表面沉积Ni-P-SiC镀层。研究了SiC微粒添加量、搅拌速率以及镀液温度等对镀层硬度和表面形貌的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)对镀层进行观察。结果表明:当SiC的质量浓度为10 g/L时,镀层显微硬度最大(615.2HV);当磁力搅拌速率为300 r/min时,镀层的显微硬度最大(632.8HV)。磁力搅拌-化学沉积Ni-P-SiC镀层的最佳工艺参数为:SiC添加的质量浓度10 g/L,搅拌速率300 r/min,温度85℃。     

喷射电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及其仿真研究

采用喷射电沉积法,以不同喷射参数在Q235钢表面制备Ni-TiN纳米镀层,并综合正交试验、Fluent软件对镀液喷射过程仿真模拟结果,得到制备Ni-TiN纳米镀层的最佳喷射参数组合.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、摩擦磨损试验机等设备,观察分析镀层显微组织结构、测试镀层耐腐蚀与耐磨性,通过与仿真结果进行比对,验证仿真结果的准确性.结果表明:5#试样制备参数最佳,其参数是喷嘴出口直径为6 mm,喷嘴收缩角为45°,喷射压力为8 MPa;试样表面平整光滑、镀层结构致密,几乎无空隙,耐磨及耐腐蚀性能皆较强.     

电流密度对Ni-SiC镀层组织结构及性能影响

在T8钢表面脉冲电沉积Ni-SiC镀层,用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、X射线衍射仪(XRD)等研究电流密度对Ni-SiC镀层的表面粗糙度、内应力、显微硬度和组织结构的影响。结果表明:电流密度为6 A/dm~2时,Ni-SiC镀层表面粗糙度达到最小值(0.66μm),内应力达到最小值(120 MPa),显微硬度达到最大值(828HV);电流密度为6 A/dm~2时,Ni-SiC镀层表面颗粒尺寸较小,粗糙度较低,镀层致密性较好;Ni-SiC镀层为面心立方结构,且电流密度为6 A/dm~2时,镀层(111)晶面衍射强度较高。     

磁力搅拌-脉冲电沉积Ni-P-SiC镀层制备工艺研究

采用磁力搅拌-脉冲电沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层。采用正交试验法优化Ni-P-SiC镀层的制备工艺,利用扫描电镜（SEM）和磨损试验机进行Ni-P-SiC镀层表面形貌及耐磨性能分析。结果表明,磁力搅拌-脉冲电沉积复合制备Ni-P-SiC镀层的最佳工艺为：磁力搅拌速率200 r/min,脉冲占空比2∶1,脉冲电流密度4 A/dm2,SiC粒子的质量浓度6 g/L。1号试样的磨损较严重,磨损量为5.1 mg;6号试样的磨损则较轻,磨损量为2.7 mg。     

脉冲电沉积工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌。结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响。当SiC质量浓度为8 g/L、电流密度为4 A/dm2、占空比为10%时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子。     

电流密度对铜基自润滑材料电摩擦性能的影响

对热压烧结法制得的铜-石墨-二硫化钼-二硫化钨纳米管自润滑复合材料进行电摩擦磨损试验,研究带电摩擦磨损过程中复合材料的摩擦因数、磨损率和接触电压降的变化。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等方法对复合材料的显微组织、磨损表面形貌、物相等进行表征。结果表明:电流密度对材料的摩擦与磨损特性影响很大,随电流密度增大,复合材料的摩擦因数及磨损率显著提高。接触电压降在磨损初始阶段较小,随试验进行其值逐渐增大并趋向稳态。接触电压降与电流密度呈非线性变化关系。     

Cu-SiC复合镀层制备工艺及表征研究

用超声波-机械搅拌-电沉积法制备Cu-SiC复合镀层。利用正交试验对Cu-SiC复合镀层的制备工艺进行优化,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及磨损试验机对Cu-SiC镀层的表面形貌、组分及耐磨性能进行分析。结果表明:采用超声波-机械搅拌-电沉积法,可获得表面致密、晶粒细小的Cu-SiC复合镀层,且复合镀液稳定,没有出现自分解现象;最佳工艺为超声波功率200 W,机械搅拌速率300 r/min,SiC粒子浓度8 g/L,电流密度5 A/dm2。该工艺制备的Cu-SiC复合镀层耐磨性能较好。     

热处理对Ni-SiC镀层表面形貌和性能的影响

采用直流电镀、脉冲电镀和超声波-脉冲电镀方法制备Ni-SiC镀层,研究热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度以及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：经过200 ℃的热处理后,超声波-脉冲电镀法获得的镀层,其金属晶粒最细密,镀层表面更加光滑;热处理温度在300 ℃,直流电镀法、脉冲电镀法和超声波-脉冲电镀法制备的镀层显微硬度达到最大值,分别为884HV,902HV,915HV;超声波-脉冲电镀法制备的Ni-SiC镀层耐腐蚀性能最好,而直流电镀法制备的镀层耐腐蚀性能最差。     

Al-Pb新型复合电极材料的制备及其性能研究

寻求一种好的电极材料一直是蓄电池工业和湿法冶金工业竞相发展的重要课题。实验以Bi作为Al、Pb之间的结合介质,制备出Al-Bi-Pb的复合电极材料。该Al-Bi-Pb复合电极材料与传统Pb合金电极材料相比,具有抗弯强度提高,极化电位降低,电阻小等特点。     

冷却介质对搅拌摩擦焊接铝合金焊核区组织性能影响

分别在空气和循环水冷条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦焊接,研究水冷介质对FSW接头焊核区组织性能的影响。结果表明,循环水冷具有明显的瞬时快冷作用,水冷介质下FSW可以显著细化晶粒,焊核区的平均晶粒尺寸达到700 nm。沉淀强化对焊核区显微硬度起到主要作用,细晶强化作用较弱。水冷介质减弱了FSW接头的热软化效应,细化晶粒,抑制析出相的聚集长大,从而改善接头的组织性能。     

焊速对水下搅拌摩擦焊接铝合金组织性能的影响

采用水下搅拌摩擦焊接技术(SFSW)对2024-T4铝合金板材进行连接,研究焊接速度对SFSW接头焊核区析出相形貌和显微硬度的影响。结果表明,循环水冷介质具有明显的瞬时快冷作用。SFSW接头焊核区S-Al2CuMg相在焊接热循环的作用下发生析出长大。随着焊接速度的增加,析出相的数量先增多后减少,尺寸先减小后增大。沉淀强化和细晶强化作用促使焊核区硬度随焊接速度的增加而增大。     

热处理对Fe-W-ZrO2纳米复合镀层结构和性能的影响

采用复合电沉积方法,在碳钢表面制备质量分数为Fe38.3%、W52.7%、ZrO29%的Fe-W-ZrO2纳米复合镀层,研究热处理对镀层结构和性能的影响。结果表明,镀态下Fe-W-ZrO2纳米复合镀层内部结构致密无裂纹,呈明显非晶态结构特征,具有较高的硬度和耐磨性;复合镀层经500℃热处理后开始晶化,随温度升高,镀层晶化析出α-Fe相,硬度、耐磨性继续提高;700℃时复合镀层晶化完成,M6C型复合碳化物Fe3W3C析出,与α-Fe相两相并存,镀层硬度、耐磨性急剧增大,到800℃时,Fe3W3C硬质相逐渐成为主相,硬度达到最高点1270HV,耐磨性是镀态下的5～7倍;而且纳米微粒ZrO2的引入不会在Fe-W非晶合金镀层中形成新相,在适当的热处理下能有效提高Fe-W-ZrO2纳米颗粒复合镀层的硬度、耐磨性。     

“固-油-纳”一体化耐磨润滑涂层技术及其应用

提出并设计了一种将油润滑、纳米润滑和固体润滑一体化的方案.制备了具有微纳孔结构的FeS固体润滑层,利用真空浸油技术,在微纳孔结构中储存润滑油和纳米粒子,制备了纳米粒子、油、FeS固体润滑一体化涂层.在6 600 m in的试验范围内,摩擦系数保持在0.03~0.07之间,显示了该涂层具有低摩擦、耐磨损和长寿命,并给出了其应用范围.     

不同界面形状及结构的涂层残余热应力的有限元分析

为了提高大厚度耐磨涂层的结合强度,运用 ANSYS 软件对不同界面形状及结构的耐磨涂层中残余热应力进行有限元分析。分析表明:界面形状为齿形的涂层比界面形状为平面的涂层残余热应力值略大,但不存在局部的应力集中且应力分布较均匀;随着过渡层的增加,涂层热膨胀系数过渡越好,残余热应力越小。同时应用盲孔法获得残余应力实际值,用CMT4105型微机电子万能试验机测试涂层与基材的剪切结合强度,验证应力分布的正确性。     

一种新型柔性相变材料薄膜的制备及性能

利用复合乳化工艺配制出了性能稳定的十八烷/天然胶乳液,并采用浸渍成型工艺制备出了复杂形状的相变材料柔性薄膜,实现了室温相变材料的有效定型。实验研究表明,该工艺制备的相变薄膜材料具有良好的力学(扯断伸长率1135%)、热学(相变潜热237.1 kJ·kg-1)及密封性能(透气系数为3.71×10-17m2·Pa-1·s-1),相变温度为27.4℃,在低温环境中降温缓慢,可以用于特殊的储能和控温目的。     

低碳钢表面合金强化层组织及性能的研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Q235钢表面进行Mo- Cr共渗，随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理。表面合金化层厚度达100 μm以上，表面Mo含量20%以上，Cr含量10%左右。超饱和渗碳表面含碳量在2.0%以上。在M-200磨损试验机上试验，摩擦因数平均为0.1，平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.25倍。在箱式炉中690℃回火4h，表面平均硬度595 HVo．025，有较好的抗高温软化能力。     

Al/Mo/PMF复合粉末的制备及其热氧化和增压性能

为了获得具有燃烧增压效应的金属合金复合燃料,通过真空悬浮熔炼、超高温气雾化法、机械合金化等方法联用制备了Al/Mo/PMF(氟化石墨)复合粉末.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重?差热分析(TG/DTA)等表征手段分析复合粉末的物相、颗粒形貌、热性能,用氧弹量热仪、定容等热燃烧实验测试复合粉末的燃烧焓及增压性能.结果表明,经机械球磨后,PMF在复合粉末颗粒中分布均匀,有助于提高粉末的热反应活性,起始反应温度前移,且由燃烧产生的低沸点AlF3、MoO3等产物造成的额外增压效应较为明显,Al/Mo/PMF 64/16/20复合粉末燃烧产生的额外增压比纯Al粉高4.49％.但随着PMF含量增加,复合粉末的燃烧焓及燃烧完全程度有所降低,Al/Mo/PMF 76/19/5复合粉末的实测燃烧焓为22541.8 J?g-1,而Al/Mo/PMF 64/16/20复合粉末的实测燃烧焓为16788.5 J?g-1.当PMF含量为5％时,既能保证复合粉末的燃烧完全,又能兼顾到气态产物的额外增压,其对应最大压力值为3.430 MPa.同时还研究了Al/Mo/PMF 76/19/5复合粉末的氧化过程及机理.