反应烧结制备CF/Si_3N_4复合材料的研究

本文简要地回顾了纤维/陶瓷复合材料的发展。介绍了CF/Si_3N_4复合材料反应烧结的制备工艺。采用本工艺,由于基体材料的多孔性和反应烧结的低温制度,较好地解决了纤维和基体间的物理及化学相容性。本试验制得的CF/Si_3N_4复合材料比反应烧结氮化硅陶瓷具有更高的韧性(K_(IC)值提高约1倍,α_K值提高约60％),而强度、硬度等力学性能并没有明显地下降。     

铸铁件的镍-磷合金化学镀工艺及性能研究

对铸铁件进行镍-磷化学镀以提高其耐蚀性能。对镀层的成分分布、表面形貌、镀层硬度及硬度随回火温度的变化、镀层与基体的结合强度及镀层的耐蚀性进行了研究。结果表明:镀层磷含量为6%～8%,属中磷镀层;镀后,试样表面硬度得到大的提高,热处理可进一步提高表面硬度。镀层均匀、致密、孔隙率低且与基体结合牢固;划痕试验中当施加的法向力超过60N时,涂层与基体间才有裂纹产生:电化学极化试验结果表明,化学镀后,铸铁的抗腐蚀能力获得很大的提高,腐蚀率从6.337E-2mm/a减少到1.914E-2mm/a。     

A3钢表面浸镀扩散渗铝复合渗硼研究初探

对A3钢表面热浸镀扩散渗铝复合渗硼进行了初步的探讨。通过光学显微镜和扫描电镜对渗层组织进行了观察。试验表明 :A3钢表面浸镀扩散渗铝复合渗硼工艺可行 ,渗层与基体形成了连续的扩散层 ,并且具有良好的硬度梯度。     

共沉积晶态Ni-P-W-Nb2O5复合镀层的性能研究

利用晶态镀液在钕铁硼磁性材料基体表面共沉积Ni-P-W-Nb_2O_5复合镀层,对镀层的电化学性能、共沉积镀层与基体的结合性能及镀层的显微硬度进行测试。结果表明:当晶态镀液中Nb_2O_5颗粒的质量浓度为5~15 kg/m3时,共沉积Ni-P-W-Nb_2O_5复合镀层的电化学性能及其与基体间的结合强度随镀液中Nb_2O_5颗粒浓度的增加而增加;当镀液中Nb_2O_5颗粒的质量浓度由15 kg/m3增加到20 kg/m3时,镀层的电化学性能及其与基体间的结合强度有所下降。显微硬度测试结果表明,共沉积Ni-P-W-Nb_2O_5复合镀层的硬度随着镀液中Nb_2O_5颗粒浓度的增加呈单调增加趋势。     

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。     

Cu-SiC纳米复合镀层制备工艺研究

采用机械搅拌-电沉积方法,在45钢基体表面制备Cu-SiC纳米复合镀层。利用扫描电镜和摩擦磨损试验机研究机械搅拌速率、电流密度、SiC粒子质量浓度以及pH值等因素对Cu-SiC纳米复合镀层耐磨性能的影响及规律。结果表明,Cu-SiC纳米复合镀层的最佳制备工艺参数为:搅拌速率300 r/min,阴极电流密度4 A/dm2,镀液中SiC粒子的浓度4 g/L,pH值3.5~4.5。     

钛基化学复合镀Ni-P-石墨晶化行为与性能研究

利用化学复合镀技术在钛基表面制备了含有石墨微粒的复合镀层。通过 SEM、XRD、EDS、显微硬度仪和磨损测试等方法对镀后组织性能进行分析,讨论石墨微粒的加入对镀层结构、晶化过程及镀层性能的影响,并与 Ni-P 合金镀层进行对比。结果表明:镀态下镀层是胞粒状堆积形式、属非晶结构,石墨嵌入镀层胞状颗粒中,表面呈现鲜花团集状态;石墨微粒的加入使复合镀层晶化温度升高。晶化完成周期缩短;含有层状石墨微粒的复合镀层大大地提高了钛基表面的耐磨性,热处理后镀层中出现大量的 TiC 硬质增强相,提高了镀层硬度。400℃热处理后硬度达到1239HV0.2,是钛基体的5倍,也高于 Ni-P 合金镀层。     

火箭喷管材料的热震试验及其分析

本文介绍了采用电炉加热、氧乙炔焰喷吹、等离子体喷吹以及发动机试车等四种试验方法对热解石墨、石墨渗硅、石墨沉积钨、钼、钼渗硅、Si_3N_4-SiC陶瓷及TiC基金属陶瓷等七种高温材料进行的热震性对比鉴定。试验表明,氧乙炔焰喷吹比较接近发动机试车的结果,它可作为筛选喷管材料的一种简易有效的方法。本文还提出了热震试验的技术规范以及热震等级的标准。讨论了影响材料热震性的各种因素以及改进喷管材料的主要技术途径。     

陶瓷与复合材料的新发展

<正> 借助一种射频等离子体系统合成了β-SiC与Si_3N_4陶瓷粉末,从而使人们认识到金属与金属间化合物的合成是可以实现的。美国国际Rockwell科学中心发展的一种以转变韧化处理为基础的新工艺,可降低高强度陶瓷的生产成本。用有汽车燃气涡轮发动机的陶瓷件可望采用热等静压工艺,陶瓷材料包括Si_3N_4、SiC、B_4C、Sailon和Al_2O_3。一     

NdFeB磁性材料表面化学镀Ni-Cu-P实验研究

为提高Ni-Cu-P合金镀层的耐腐蚀性,采用正交试验法对NdFeB磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金的镀液配方和施镀工艺进行优化,获得NdFeB磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金的最佳成分配方为:硫酸镍25g/L,硫酸铜0.4g/L,次亚磷酸钠35g/L,络合剂48g/L,缓冲剂50g/L,pH值9。分析镀液pH值和镀液中CuSO4·5H2O浓度对沉积速度和镀层成分的影响。结果表明:随镀液pH值增加,沉积速度提高,镀层中Cu和Ni含量略升高,P含量逐渐降低;随镀液中CuSO4·5H2O浓度的增加,镀层中Cu含量升高,P含量先升高后降低,Ni含量降低。     

一种新型氮化铝基复合材料的弹击损伤特征研究

无压反应浸渗制备的Si3N4/AIN-Al复合材料是一种新型的氮化铝基复合材料,本文采用压缩空气炮发射钨合金球垂直侵彻复合材料／铝复合靶,对侵彻后的复合材料的宏、微观损伤形貌进行了观察,并对复合材料的失效机制进行了分析。结果表明：弹击损伤后复合材料断口中存在压缩摩擦损伤、高速剪切失效和动态拉伸断裂三种形貌;破碎区陶瓷碎块间的压缩摩擦过程,涉及复合材料内陶瓷骨架的破碎、骨架内的铝合金局部高速变形并摩擦发热的复杂作用,在抵抗钨球侵彻的过程中起到特有的耗能作用。     

6061铝合金自修复MAO膜的制备与腐蚀行为研究

用硅酸盐体系电解液在6061铝合金表面制备自修复微弧氧化膜。用SEM、EDS分析氧化膜表面形貌和元素分布;用X射线衍射仪研究氧化膜的相组成;用盐雾试验研究膜层的腐蚀行为。结果表明:随反应总时间延长,氧化膜厚度逐渐增大,硬度先增后减;XRD和EDS显示氧化膜致密部位和裂纹修复部位的物相组成相同,主要以Al₂O₃和SiO₂为主的莫来石相;盐雾试验和试样腐蚀后的微观形貌表明基体腐蚀最先出现在裂纹处,而非放电孔洞位置。氧化30 min,再在质量分数为5%的NaCl中性盐雾腐蚀306 h,试样表面无明显腐蚀。     

陶瓷/玻纤复合防护结构层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律研究

为研究陶瓷/玻纤复合防护结构的层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律,文中采用145 mm弹道枪加载方法进行了30 g破片对18 mm厚陶瓷(含有3 mm厚玻纤包裹层)/20 mm厚玻纤复合板的侵彻试验,并获得了破片的最小贯穿速度.同时,通过数值仿真进一步研究了复合板层间位置对抗破片侵彻性能的影响.结果表明,当靶板总厚度为38 mm左右,30 g破片以1 300 m/s的初始速度侵彻陶瓷/玻纤复合结构时,陶瓷板与玻纤板的厚度比在0.9.~1.7之间时其抗破片侵彻能力较好.     

镁合金热喷涂Al_2O_3纳米陶瓷涂层性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂技术,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3纳米陶瓷涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合陶瓷涂层的组成及组织形貌,并对其热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性进行测试。结果表明,热喷涂纳米陶瓷涂层中有AlTi3、Al2TiO5等新相生成,组织更为致密,颗粒熔化程度较高,涂层热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性明显优于热喷涂微米陶瓷涂层。热喷涂纳米陶瓷涂层热震次数可达40次,说明涂层结合强度较高,清漆封孔后,孔隙率为0,致密性和耐蚀性都达到最好。     

电刷镀镍基Ni包纳米Al_2O_3粉复合镀层的组织性能

应用电刷镀技术制备了含有 Ni包纳米 Al2 O3粉的镍基复合镀层。采用对纳米粉粒进行裹镍处理解决了粉粒在镀层中共沉积并均匀分布的问题。对该复合镀层的显微硬度进行了测试 ,讨论了裹镍比例对其的影响规律。文中还采用光学显微分析 ( OM)和扫描电子显微镜( SEM)研究了该复合镀层的表面形貌和组织特点 ,在此基础上提出了镍包纳米 Al2 O3粉与镍共沉积的机理。     

钛合金表面化学气相沉积钼复合涂层制备工艺

在钛基体表面制备结合良好的钼涂层,提高钛合金耐蚀、耐磨性能,为进一步制备二硫化钼、二硅化钼涂层提供基础。采用磁控溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在钛上制备出钼复合涂层;测试分析磁控溅射、CVD等方法制备钼复合涂层与钛基体的结合力;对钼复合涂层的结构、成分、组织形貌、硬度、耐磨性等进行分析。研究结果表明： 钛基体上磁控溅射铜后CVD钨进而CVD钼,复合涂层临界载荷提升至168.5 N,表面硬度提升至649.3 HV,磨损率从0.035%降到0.007 3%;在钛合金表面利用磁控溅射铜与CVD钨相结合的方式制备的铜/钨复合过渡层可有效防止沉积钼过程中钛基体表面发生氢脆和侵蚀,使钼涂层与钛基体的结合力显著提高,钛基表面硬度和耐磨性明显增强。     

陶瓷/钛合金靶抗圆柱体弹侵彻的仿真研究

为研究7.5 g圆柱体弹侵彻下,不同厚度配比的陶瓷/钛合金靶板的弹道极限速度及靶板的破坏模式,利用有限元软件ANLYSYS/LS-DYNA,对高速圆柱体弹侵彻陶瓷/钛合金结构进行数值模拟仿真,得到了弹道极限速度随陶瓷厚度和钛合金厚度变化的拟合公式,探讨了陶瓷和钛合金厚度比对结构抗弹性能的影响规律。结果表明:陶瓷/钛合金结构的破坏变形程度基本随着结构弹道极限速度的增大而增大,与增加陶瓷厚度相比,增加钛合金厚度对弹体侵蚀程度及靶板变形程度产生的影响更大; 结构的单位面密度吸能基本随陶瓷/钛合金厚度比的增大呈先增大后减小的趋势,当陶瓷/钛合金厚度比在1～2之间时,结构抗弹性能较好。     

基于硬度-弹性模量实测关系的镀层硬度数值模拟与优化

采用ANSAYS有限元法对材料的硬度进行直接数值模拟,输入参数中无硬度参量。利用纳米显微力学探针技术确定Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和弹性模量之间的定量关系,用材料弹性模量的变化来反应硬度的变化,以镀镍层在受压状态下的应力分布分析为例,实现ANSYS软件对材料硬度的有限元数值模拟,对Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和厚度进行优化设计。结果表明,对于钛合金表面电镀纳米镍工艺,镀镍层硬度不宜超过448HV0.05;当镀镍层的硬度为439HV0.05时,合适的镀镍层厚度为1.5mm左右。     

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。