机械镀锌层的结合强度分析

通过机械镀方法制备了镀层试样,采用冲击试验和拉伸试验研究了镀层的抗冲击性能及镀层-基体间的结合强度.研究结果表明,镀层的冲击载荷失效为镀层与基体间的剥离失效,随着镀层厚度的增加,镀层的抗冲击性能增强;镀层的拉伸破坏发生在镀层-基体界面,20 μm、30 μm、60 μm镀层的结合强度分别为3.18 MPa、2.18 MPa、3.84 MPa;薄镀层时,拉伸失效主要发生于镀层-基体的界面;厚镀层时,拉伸失效发生于在镀层-基体界面和镀层内.     

热成形钢镀层研究进展

汽车用热压成形钢镀层成为近年来的研究热点之一。本文概述了正在研究的Al-Si镀层、锌基镀层、Zn-Ni合金镀层及其它镀层。重点对Al-Si镀层和锌基镀层进行了评述,比较了这些镀层的优缺点,并总结了一些改进方法和思路。     

Zn-Fe-SiO2复合镀层的耐蚀性研究

采用电沉积的方法，制备了Zn-Fe-SiO2复合镀层，对比了该镀层与Zn-Fe合金镀层及Zn镀层的耐蚀性，并研究了镀层成分对镀层耐蚀性的影响，发现该复合镀层无需钝化处理即具有很高的耐蚀性，而且镀层在酸性溶液中的耐蚀性随着镀层中Fe含量的增大而提高，在中性溶液中的耐蚀性随着镀层中SiO2含量的增大而提高.      

高耐蚀性Zn-10%Al-Mg镀层钢丝的组织及耐蚀性

采用双镀法制备了Zn-10%Al-Mg镀层钢丝,用ICP-AES分析了镀层的化学成分,用SEM观察了镀层的组织结构,采用中性盐雾试验评价了镀层钢丝的耐蚀性,并与锌镀层钢丝进行了比较。结果表明:Zn-10%Al-Mg镀层钢丝的腐蚀质量损失率约为锌镀层钢丝的六分之一,Zn-10%Al-Mg镀层钢丝的耐蚀性远远优于锌镀层钢丝的。     

碳纤维表面化学复合镀Ni-P-SiC镀层的形貌及性能

为了同时改善碳纤维与金属铝基体之间的润湿性和分散性,采用化学复合镀的方法在碳纤维上制备Ni-P-SiC复合镀层。通过扫描电子显微镜观察镀层表面和截面形貌,通过单纤维电子强力测试仪分析Ni-P镀层和Ni-P-SiC镀层力学性能,采用同步热分析仪分析Ni-P镀层和Ni-P-SiC镀层的氧化性能。结果表明:Ni-P-SiC镀层的抗拉强度比Ni-P镀层的抗拉强度稍低,但Ni-P-SiC镀层的形状参数m对比Ni-P的形状参数m提高了8.45%,材料的可靠性提高;对比出现最大放热峰的温度,Ni-P-SiC镀层比Ni-P镀层的出现温度高130℃,Ni-P-SiC镀层的抗氧化性明显提高;通过Ni-P-SiC镀层改性后的碳纤维在铝基中分散性明显提高,减少了碳纤维的聚集。Ni-P-SiC镀层有效解决了高温条件下碳纤维与铝基复合的难题。     

铀表面Al/Ti复合镀层热应力的有限元分析

对铀表面Al/Ti复合镀层的热应力进行了热弹塑性有限元分析,表明Ti镀层内为压应力,Al镀层内为拉应力,并达到铝的屈服强度,靠近试样侧边,存在边缘效应引起的应力分布不均匀性,离试样侧边2倍镀层厚度处,不均匀性逐渐消失,试样侧边U-Al界面剪切应力大于中部区域.对沉积温度、镀层厚度及镀层力学性能对镀层热应力和塑性应变的研究表明,随着沉积温度升高,镀层内热应力和塑性应变明显增大,减薄Al镀层和增厚Ti镀层可降低镀层内热应力和塑性应变,Al镀层屈服强度及Ti镀层弹性模量对镀层热应力和塑性应变有重要影响.     

A356合金表面Ni-P-B4C化学复合镀层的组织与性能

为提高A356铝合金的表面防护性能,在A356铝合金基体上制备了Ni-P-B4C复合镀层。采用SEM和XRD分别对镀层进行形貌观察和物相表征,利用显微硬度计和电化学工作站对镀层硬度和耐蚀性进行研究。结果表明：Ni-P镀层和Ni-P-B4C复合镀层都较致密和平整,B4C颗粒均匀弥散分布于复合镀层上;物相分析表明,B4C的加入没有改变原二元镀层的非晶结构;B4C加入使得复合镀层硬度显著提高,Ni-P-B4C镀层硬度约为基体的8倍,Ni-P镀层的2倍;在3.5%NaCl溶液中的塔菲尔极化曲线结果表明,Ni-P镀层和Ni-P-B4C复合镀层都表现出良好的保护基体作用,二元镀层耐蚀性略优于复合镀层。     

钢板奥氏体化加热后Al-10wt%Si镀层的相及硬度变化

用FE-SEM及EDS对Al-10wt%Si镀层相构成进行了研究,并测量了镀层的显微硬度。结果表明,常规奥氏体化加热后,Al-10wt%Si镀层形成Fe-Al相和Fe-Al-Si相。随加热温度升高,镀层中的Si富集于基体/镀层界面、镀层表面和镀层中间;1050℃加热后镀层中无Si的富集,Kirkendall漏洞将镀层分为内外两层,外层为FeAl,内层为Fe3Al;镀层厚度随着加热温度的升高大幅增加;常规温度加热后镀层硬度较高,超高温1050℃加热后镀层硬度大幅降低。     

机械研磨对镁合金化学镀Ni-P镀层结构及性能的影响

通过在镀液中加入介质小球,进行搅拌,对镁合金化学镀Ni-P过程施加机械研磨作用。结果表明,机械研磨改变了镀层的生长方式,获得的镀层表面光滑、平整,镀层颗粒明显细化,没有孔隙;在机械研磨作用下,镀层发生了由非晶向晶态的转变,形成固溶P的晶态Ni镀层,镀层硬度显著提高。机械研磨化学镀Ni-P镀层在400℃热处理1h,镀层中析出Ni3P相,镀层硬度进一步提高,而且镀层中没有传统化学镀Ni-P镀层热处理后产生的裂纹。镁合金机械研磨化学镀Ni-P镀层的耐磨和耐蚀性能获得显著提高。     

飞机结构铝合金PPy/rGO复合镀层及其防腐蚀性能

为研究氧化石墨烯（GO）与聚吡咯（PPy）复合镀层的防腐性能,采用恒电位法在铝合金片上电化学聚合吡咯单体,形成PPy镀层,再在PPy镀层表面电镀GO形成聚吡咯/还原氧化石墨烯（PPy/rGO）复合镀层。采用SEM、Raman以及FTIR对镀层的微观形貌与结构成分进行表征,采用接触角测量仪测试镀层的疏水性能,通过极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）分析镀层的防腐蚀性能。结果表明：PPy/rGO复合镀层表面的rGO镀层覆盖PPy镀层表面的针孔、凹槽等缺陷,使复合镀层表面光滑、平整,屏蔽性能增强;疏水性能也得到提高。PPy/rGO复合镀层腐蚀电流密度比PPy镀层、铝合金小,表明其腐蚀速率低。PPy/rGO复合镀层比PPy镀层与铝合金拥有更大的阻抗弧,说明PPy/rGO复合镀层对溶液中电解质离子有更强的阻碍作用。铝合金和PPy镀层出现不同程度的腐蚀现象,而PPy/rGO复合镀层并未发生明显的腐蚀现象,说明PPy/rGO复合镀层防腐蚀性能更好。     

PVD纳米涂层致硬机理研究现状及发展

从纳米多层涂层和纳米复合涂层两个角度总结了PVD纳米涂层的强化机制和涂层设计准则,提出了现有的涂层强化机制及涂层设计准则主要存在涂层强化机制适用性不足和理论性问题缺乏实验手段论证两个问题,并合理分析了问题存在的原因。从纳米多层涂层和纳米复合涂层两个角度,综述了PVD纳米涂层致硬机理的国内外研究现状。研究现状表明,涂层强化机制和一些涂层表征实验在涂层致硬机理研究中扮演着重要的角色,研究者们根据涂层强化机制和必要的实验手段对涂层的致硬机理进行了分析。但是涂层强化机制并非涂层致硬机理研究中必不可少的工具,既存在用一种或多种涂层强化机制解释涂层致硬机理的情况,又存在未使用涂层强化机制去解释涂层致硬机理的情况。针对这种现象,分析了其存在的内因和外因。外因为涂层材料组合方式和实验研究变量不同;内因为涂层强化机制及设计准则不完善。最后结合PVD纳米涂层致硬机理研究现状存在的问题,本着完善涂层强化机制和设计准则的目的,对未来研究方向进行了展望。     

微裂纹缺陷对CVD金刚石涂层微刀具损伤失效的影响研究

目的 研究微裂纹缺陷在CVD金刚石涂层中的扩展规律,揭示CVD金刚石涂层微刀具的涂层脱落机理.方法 基于ABAQUS开展预置涂层内部竖直微裂纹和涂层基底界面水平微裂纹的CVD金刚石涂层单向拉伸有限元仿真,分析单裂纹和多裂纹扩展过程中裂纹尖端的应力分布和应力强度因子变化规律.开展CVD金刚石涂层刀具微铣削Ti6Al4V实...     

温度和厚度对纳米金刚石涂层残余应力的影响

目的通过改善液相等离子喷涂制备纳米金刚石涂层的工艺参数,提高纳米金刚石涂层的显微硬度与结合强度。方法利用Ansys有限元软件对纳米金刚石涂层中的残余应力进行数值模拟。建立纳米金刚石涂层的有限元分析模型与热传导方程,探讨了涂层的厚度与降温速度对纳米金刚石涂层残余应力的影响。通过扫描电子显微镜对制备的纳米金刚石涂层表面进行分析,并且利用显微硬度计和表面划痕仪测定纳米金刚石涂层的显微硬度和结合强度。结果纳米金刚石涂层的主应力为拉应力,涂层的最大主应力随着厚度的增大而具有先增大、后减小、再增加的特点。随着涂层厚度的增加,涂层的最大剪应力由涂层表面转移到涂层界面,其值先减少,后保持稳定。涂层整体、涂层界面和涂层表面的最大主应力与最大剪应力,随涂层温度的升高而呈线性递减的趋势。纳米金刚石涂层的主应力集中在涂层的四周,而涂层的剪应力分布在涂层表面。纳米金刚石涂层表面较光滑,由大量纳米级的细小扁平颗粒紧密排布而形成。结论采用适当的工艺参数制备出厚度为0.1 mm的纳米金刚石涂层,其显微硬度和结合强度分别约为150HV和9 N。     

The evaluation of coating performance by the variations of phase angles in middle and high frequency domains of EIS

Electrochemical impedance spectra (EIS) of six coating systems in 3.5% NaCl solution were measured and the relations between coating resistances and phase angles at different frequencies were analyzed. The results indicated that in middle frequency range, the phase angle and the coating resistance show similar decreasing tendencies. For the coating systems studied, the variation of phase angles at 10 Hz with immersion time was very close to the variation of coating resistance, hence may qualitatively reflect the coating performance. For the studied coating systems, the phase angle at 10 Hz decreased continuously from the beginning, indicating the permeation of the coating system by the electrolytes. When the phase angle reached a relatively stable stage, for different coating systems which was below 40°–20°, meaning the coating has been permeated through and electrochemical reactions under the coatings occurred. In addition, the phase angle at 15 kHz may reflect the state of coating in later stage. These phase angle parameters may be used as quick measurements to evaluate coating performance.     

铝型材的电泳涂装工艺

针对我国铝型材电泳涂装的发展现状,着重介绍了用于铝型材的电泳涂装工艺.还介绍了阳极电泳涂装的原理,电泳涂料和涂装工艺及阳极电泳的设备,分析了影响电泳涂装的主要因素.此外还提出了发展铝型材电泳涂装的一些建议.     

纳米金刚石的加入对镁合金Ni-P镀层组织和性能的影响

目的提高镁合金化学镀层的力学性能。方法选择出一组优良镁合金化学镀Ni-P工艺参数,在Ni-P镀液中加入不同的纳米金刚石浓度。通过观察所得镀层的微观组织形貌,对比镀层形貌组织;通过对复合镀层进行热处理,分析镀层组织结构的变化;通过测定金刚石加入前后镀层的摩擦系数,检测了复合镀层的耐磨损性能;通过查看镀层腐蚀斑点数目,检测复合镀层的耐腐蚀性能。结果随着纳米金刚石浓度的增加,复合镀层的形貌越好,当纳米金刚石加入量达到6 g/L时,所得复合镀层的微观形貌均匀、致密。热处理使镀层结构由非晶态变为结晶态,显微硬度明显提高。金刚石的加入致使镀层的摩擦系数降低且稳定,相比化学镀Ni-P镀层,加入金刚石后的复合镀层的腐蚀斑点数较少。结论纳米金刚石的加入大大提高了镀层的力学性能。     

热腐蚀和盐雾腐蚀影响氮化物涂层冲蚀行为的机制

金属氮化物涂层是目前重点关注的航空发动机压气机抗冲蚀涂层体系。为了兼顾热物理化学环境和应力环境的影响,进行涂层的腐蚀-冲蚀耦合行为研究十分重要。本研究对比了TiN/Ti涂层与TiN/ZrN涂层的原始状态、热腐蚀后和盐雾腐蚀后的冲蚀行为。结果表明,对于TiN/Ti涂层,在涂层的缺陷处盐雾腐蚀时形成点蚀坑,这是发生冲蚀的薄弱环节,盐雾腐蚀后TiN/Ti涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和热腐蚀后的涂层。对于TiN/ZrN涂层,热腐蚀过程中液滴表面形成疏松的腐蚀产物和氧化物,使其在冲蚀时更容易脱落,热腐蚀过程中产生的层间热应力削弱了涂层的结合力。热腐蚀涂层冲蚀后呈现严重的螺旋状剥落,热腐蚀后TiN/ZrN涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和盐雾腐蚀后涂层。     

锆合金包壳表面涂层研究进展

耐事故燃料是一种满足反应堆更多安全裕量设计要求的新型燃料元件。锆合金表面涂层研究是耐事故燃料包壳发展的一个主要方向,致力于解决高温条件下锆水严重反应的问题。该包壳具有经济性好,易于实现商业化等优点。重点阐述了锆合金包壳表面涂层制备技术和一些应用性能的研究进展,制备技术包括涂层方法、涂层厚度和涂层成分等,应用性能主要包括高温氧化和辐照性能。详细分析了锆合金表面涂层研究需要考虑的四个关键问题,即涂层材料选择、涂层工艺选择、涂层质量表征以及涂层锆包壳关键应用性能研究。涂层材料既要满足耐高温氧化性能,又要满足堆内正常运行的相关性能要求;涂层工艺应能制备出结合力好且致密的薄膜,并考虑锆包壳管涂层过程的可实现性;针对锆包壳特殊的应用环境,涂层质量表征重点关注涂层的附着力和膜致密度;涂层包壳关键应用性能主要考虑高温氧化、腐蚀、抗热冲击和腐蚀性能。综合已有研究结果,指出MAX相和金属Cr是两种有应用前景的锆包壳涂层材料,电弧离子镀技术作为锆包壳涂层工艺有一定的发展潜力。     

TiAlSiN纳米复合涂层的改性研究现状及发展

随着切削技术向高速、高效、高精、绿色、智能方向发展,切削加工对刀具及涂层性能提出了更高的要求,以TiAlSiN涂层为代表的四元硬质涂层发展迅速。综述了单层TiAlSiN纳米复合涂层的制备工艺、结构与性能特点,根据TiAlSiN单层涂层存在低韧性和低结合强度的问题,提出了对TiAlSiN涂层改性研究的必要性。综述了结构改性、成分改性以及二者相结合改性TiAlSiN涂层的制备工艺、结构与性能特点,指出了纳米多层结构的TiAlSiN涂层中存在的横向层间界面对原子的扩散具有良好的阻碍作用,涂层的抗氧化性由此被提高,涂层硬度等力学性能受多层结构的调制层成分、调制周期等因素影响而被提高或降低。介绍了C、Cu、Cr、V等合金化元素在TiAlSiN涂层中的作用效果,C元素在涂层中具有减摩作用,Cu元素的主要作用是增强涂层与基体的结合,Cu、Cr、V元素在涂层中均使涂层硬度不同程度降低,提出了最大限度发挥添加元素与层间界面结构的协同作用来获取最佳性能的纳米多层结构TiAlSiN基多元涂层是今后研究的重要方向之一。此外,还提出了通过基体前处理和涂层后处理增强TiAlSiN涂层韧性和层基结合强度的发展方向。     

锌铬膜的结构和性能研究

通过X射线衍射和扫描电镜分析研究了锌铬膜的结构,并和Dacromet膜层的结构进行了比较,测试了锌铬膜的耐蚀性。结果表明,锌铬膜是由锌及铬的无机膜组成;获得与基体结合良好、耐蚀性优良膜层的关键是应用片状锌作为处理液的主要成分。