TiN/ZrN抗冲蚀多层膜制备及其性能研究

采用多靶位真空阴极电弧离子镀技术在1 Cr17 Ni2不锈钢表面沉积抗冲蚀 TiN/ZrN 多层膜,利用扫描电镜、显微硬度计、划痕仪、冲刷试验机和中性盐雾试验机等对多层膜的结构及性能进行研究.结果表明：所制备的TiN/ZrN多层膜厚度为5.24μm,膜层与基体结合力为55 N,显微硬度为HK2026.6;多层膜对不锈钢基体起到了良好的防护作用,耐90°攻角冲刷砂量为50 g,耐中性盐雾腐蚀96 h 无腐蚀,336 h抗腐蚀性能大于9级.     

CrN膜层结构对其性能的影响

为制备厚且结合良好的硬质陶瓷膜层,采用真空阴极电弧离子镀技术,在6Cr13Mo钢表面分别沉积不同膜层结构的CrN膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪和磨擦磨损试验仪分析探讨了膜层结构与性能之间的关系.结果表明:单层结构CrN膜沿(111)择优生长;随膜层厚度的增加,颗粒等缺陷增多及晶粒长粗,致密度下降,结合力及磨损率下降;多层结构Cr-CrN膜沿(200)择优生长,随膜层厚度的增加,晶粒细小,致密性高,结合力及磨损率保持稳定;当厚度在20μm左右时,单层结构Cr-CrN膜硬度(Hv)为1899、结合力为13 N、磨损率为17.30×10-6mm3/m·N,而多层结构Cr-CrN膜硬度(Hv)为2000、结合力为100 N、磨损率为4.25×10-6 mm3/m·N;多层结构Cr-CrN膜的性能明显优于单层结构CrN膜.     

电弧离子镀AlN薄膜的光致发光性能的研究

在电弧离子镀弧靶前加挡板以去除大颗粒污染,分别在Si(100)基底上制备非掺杂的纯AlN薄膜,在石英玻璃基底上制备Cu掺杂的AlN薄膜.用X射线衍射(XRD)分析表明,纯AlN膜为弱(100)多晶织构,而掺Cu的AlN薄膜为非晶结构;X射线光电子能谱(XPS)研究表明,Cu掺杂AlN薄膜中,Cu为+1价,原子百分含量为11%;光致发光谱显示纯AlN薄膜发紫光(～400nm),Cu掺杂的AlN薄膜发蓝光(～450nm).     

TiN/TiCN多层膜薄膜;复合离子镀;调制周期;结构;力学性能

以304不锈钢为基体,利用复合离子镀技术制备了TiN/TiCN多层膜,主要研究了不同调制周期下薄膜组织结构和力学性能的变化规律。结果表明：不同调制周期下得到的TiN/TiCN多层膜表面比较致密、平整,随着调制周期的减小,表面质量有一定改善。多层膜结构主要由fcc-TiN型固溶体构成,不存在a-C结构。随着调制周期的减小,物相分析表明TiN/TiCN多层膜发生了择优生长,出现了（111）晶面生长织构,其纳米硬度和弹性模量逐渐增大,在调制周期λ=0.15 mm时达到最大值分别为35.56 GPa和436.2 GPa。     

电弧离子镀（Ti,Ce）N涂层组织与性能研究

采用电弧离子镀技术在高速钢和轴承钢基片上制备（Ti,Ce）N多元涂层,在不同的偏压作用下研究了稀土元素Ce对Ti-N系涂层的结合强度、显微硬度、磨损性能的影响.实验结果表明,添加稀土Ce有助于涂层物相形成TiN（111）和TiN（222）择优取向,（Ti,Ce）N涂层的结合力和耐磨性能较单一TiN涂层有明显改善.     

电弧离子镀(Ti,Ce)N涂层组织与性能研究

采用电弧离子镀技术在高速钢和轴承钢基片上制备(Ti,Ce)N多元涂层,在不同的偏压作用下研究了稀土元素Ce对Ti-N系涂层的结合强度、显微硬度、磨损性能的影响.实验结果表明,添加稀土Ce有助于涂层物相形成TiN(111)和TiN(222)择优取向,(Ti,Ce)N涂层的结合力和耐磨性能较单一TiN涂层有明显改善.     

纳米多层膜的研究进展

综述了纳米多层膜的研究进展,包括多层膜超硬的原因、多层膜的种类、制备方法及结构和成分的检测手段,并提出纳米多层膜今后的研究方向和应用前景.     

焦炭热性质多层模型

首先将收集到的36组模拟炼焦炉实验数据分为3组,通过第1层模型得到判别其中反应性最大的一组数据的判据,再通过第2层模型建立了关于其他2组数据的焦炭反应性和矿物质催化指数之间的关系.实践表明,多层预测模型形式简单,煤焦背景清楚,对炼焦厂工业生产指导尤其有效.     

复合梯度膜层抗氧化性能研究

通过对梯度Ti0.33Al0.67N膜层与其它膜层的抗高温氧化性性能进行研究与对比,得出Ti0.33Al0.67N膜层具有很高的抗高温氧化性能,是适合在高温环境下采用的抗氧化涂层。     

纳米多层膜的研究进展

综述了纳米多层膜的研究进展,包括多层膜超硬的原因、多层膜的种类、制备方法及结构和成分的检测手段,并提出纳米多层膜今后的研究方向和应用前景.     

TiC添加量对细晶Al2O3-TiC复合陶瓷热震疲劳抗力的影响

热压制备了Al2O3—TiC复合陶瓷。研究了Al2O3—TiC复合陶瓷的热震疲劳机制和TiC的添加量对其热震疲劳抗力的影响。热震过程中的微裂纹,裂纹桥接和偏转,热震裂纹表面的“碎粒”及粗糙性等的共同作用是Al2O3-TiC复合陶瓷热震疲劳产生的主要机制。具有一定微孔洞的材料,热震循环时微裂纹易于孔洞处产生,有益于热震疲劳抗力的提高。A30材料韧性最高且孔隙率最大,从而其热震循环疲劳抗力得到改善。     

气氛保护等离子喷涂成形W/Re合金喷管的抗热震烧蚀性能研究

用包覆法制备W-5%Re复合喷涂粉末, 再采用气氛保护等离子喷涂成形技术结合真空烧结技术制备内径为8 mm、壁厚16.5 mm、长30 mm的某实验型固体火箭发动机W/Re复合喷管, 并测试了喷管在地面点火试车条件下的抗热震烧蚀性能。研究结果表明, 气氛保护等离子喷涂成形W/Re喷管为典型的柱状晶层片结构, 致密度仅为87.5%。经2 300 ℃真空烧结480 min后, W/Re合金喷管由层片结构转化为颗粒状结构, 致密度提高至98.6%, 综合力学性能显著提高。地面试车实验后, W/Re合金喷管整体结构完好, 未出现炸裂和破碎现象, 抗冲刷和耐烧蚀性能良好, 其线烧蚀率仅为0.15 mm/20 s。经SEM、EDS等检测发现, 喉部以机械剥蚀为主、熔化烧蚀及热化学烧蚀为辅, 其烧蚀程度最为严重; 收敛段为机械剥蚀和热化学烧蚀, 其烧蚀程度次之; 而扩散段则主要发生热化学烧蚀, 其烧蚀程度最低。     

C/C复合材料抗氧化复合涂层制备及其性能

设计并制备出了一种C/ C复合材料抗氧化涂层, 其基本结构为浸渍过渡层/ 陶瓷相阻挡层/ 玻璃相封填层。涂覆有复合涂层的C/C 复合材料试样在空气中于900 ℃下氧化10 h的失重率仅为0.034 g/cm², 氧化失重速率为5.67×10^-5 g/(cm²·min);900 ℃ 室温空气中急冷急热10 h循环100次后, 失重率为8.41%, 涂层没有剥落, 说明整个涂层具有良好的高温抗氧化性和抗热震性能。这种复合涂层可在中低温(不大于1 100 ℃)氧化性气氛中长时间工作, 适合作C/C复合材料航空刹车副等部件的抗氧化涂层, 能够大大提高C/ C复合材料的使用寿命和性能。     

镍基高温合金铝硅涂层高速旋转燃气热冲击实验研究

为了提高叶片在恶劣服役环境下的使用性能,用料浆法在DZ417G高温合金表面制备了铝硅涂层,利用涡轮叶片模拟服役环境装置,分别开展了900和1 100℃下的高速旋转燃气热冲击实验,并且用扫描电镜对试样表面和截面进行了形貌观察及成分分析,以及采用XRD分析了涂层的相结构。结果表明:经高速旋转热冲击后,涂层结构保持完整,其对基底有良好的保护作用;热冲击后在涂层外表面形成不连续氧化膜,与静态氧化时呈现的氧化机理不同。     

钛合金表面复合强化后的热疲劳性能

氩气下分别采用YG-8硬质合金和硅青铜电极在Ti17表面形成瞬态电能表面强化层，然后用离子束增强沉积铜合金，形成复合强化层。空气介质中在光辐射热疲劳试验机上进行热疲劳试验，在不同热循环周次下测量试样的电阻，并用SEM观察了热循环前后的组织。结果表明，复合强化后的强化层中存在气孔和微裂纹，强化层和基体界面处的缺陷相对集中。25℃～500℃热疲劳后，强化层中裂纹的数量和尺寸增加，存在氧化痕迹，但没有剥落现象。强化试样热疲劳后电阻表征的损伤量比未强化试样略大，可近似认为复合强化对Ti17的热疲劳性能影响很小。     

Ni对铁基合金粉块氩弧堆焊层组织和性能的影响

通过氩弧焊在基体材料Q235钢板上熔敷铁合金混合粉末压块,研究了压块成分及堆焊工艺对堆焊层组织及性能的影响。结果表明:在固定压块粉末总质量为16 g、镍铁含量为0.64 g、堆焊电流为180 A时,堆焊层的硬度最大,达到HRC48.9;耐磨性最高,相对磨损量为0.013 4 g/(cm2·min)。     

物理气相沉积高熵合金涂层/薄膜性能研究进展

高熵合金多主元素混合会导致高混合熵、严重的晶格畸变、缓慢扩散效应及鸡尾酒效应等,因此表现出迥异的特性,如具有优异的力学性能、热稳定性、耐蚀性、耐磨性、抗氧化性、抗压强度等。将高熵合金的设计理念同表面涂层/薄膜技术相结合制备高熵合金涂层/薄膜,这种薄膜通常展现出同块体高熵合金的相似性能,甚至优于块体高熵合金,在诸多领域具有巨大的应用潜力。重点总结了典型高熵合金涂层/薄膜的的硬度、弹性模量、热稳定性、耐腐蚀性能及耐磨性能的研究进展,并展现了提高高熵合金涂层/薄膜的性能方法及其机理,最后对高熵合金涂层/薄膜的光能吸收涂层、辐射耐受性、生物腐蚀、电子、耐磨性等未来发展方向进行了一定的展望。     

抗冲击钝化乳化炸药的研究

文中从理论上分析了提高乳化炸药抗冲击钝化能力的技术途径,认为通过改性与复合Span-80、采用适当的化学敏化方式可以达到目的。并据此设计了三种抗冲击钝化乳化炸药配方,实测其抗冲击钝化能力是普通乳化炸药的3．0-3．5倍,能够满足延期爆破炸药的抗冲击钝化要求。     

PS-PVD制备YSZ热障涂层抗熔盐腐蚀研究

为提高舰船燃气轮机上热障涂在海洋环境中层的工作寿命,研究了新型热障涂层在模拟海洋环境下的腐蚀性能。采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术,在已喷涂粘结层(NiCoCrAlY)的DZ40M高温合金基体上制备7YSZ陶瓷层,然后用Na₂SO₄(质量分数45%)+V₂O₅(质量分数55%)混合熔盐在1 050℃下对涂层进行腐蚀实验。利用场发射-扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪对涂层表面和截面的组织结构及1 050℃高温熔盐腐蚀后涂层的物相组织和熔盐渗透深度进行了分析。研究结果表明,硫酸盐与钒酸盐的混合盐对涂层中的TGO层破坏显著,t′-ZrO₂相变与TGO的生长是导致涂层脱落的主要原因。