医用CujO-MTanOm多层涂层改善Ti-6Al-4V合金的力学性能、耐蚀及抗菌性能的研究

为了改善Ti-6Al-4V合金的力学性能、耐蚀及抗菌性能,运用磁控溅射技术在医用Ti-6Al-4V合金表面沉积了医用Cu_jO-Ta_nO_m/Ta_nO_m/Ta_nO_m-TiO₂/TiO₂/Ti多层涂层(代号Cu_jO-MTa_nO_m),并采用SEM、AFM、XRD、接触角测试仪、纳米压痕仪、电化学工作站和平板计数法等手段分析沉积涂层的表面形貌、物相组成、润湿性、力学性能、耐腐蚀性能和抗菌性能。研究结果表明,Cu_jO-MTa_nO_m多层涂层结构均匀致密,未发现微孔或微裂纹等结构缺陷,物相表现为非晶态。相比于Ti-6Al-4V合金,Cu_jO-MTa_nO_m多层涂层试样的接触角值增大4°,硬度和弹性模量分别增幅29%...     

化学气相沉积法制备碳化铬薄膜的研究

以三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）化铬为前驱体,采用化学气相沉积（CVD）法在氧化铝（Al₂O₃）陶瓷基板上制备碳化铬（Cr₃C₂）薄膜,其中沉积温度为723 K至923 K,沉积时间为1 200 s。研究了不同沉积温度对Cr₃C₂薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构及电学性能的影响。结果表明,在723 K至923 K下制备得到具有高度（130）择优取向的Cr₃C₂薄膜。随着沉积温度的升高,Cr₃C₂薄膜表面先由光滑变粗糙,后逐渐变光滑;薄膜晶粒呈椭球型生长;薄膜的厚度先增加后减小,从而导致电阻先减小后增大。在798 K时制备得到厚度最大且电阻最小的（130）择优取向的最佳Cr₃C₂薄膜。同时,在实验条件下Cr₃C₂薄膜表面存在少量的碳和Cr₂O₃。     

NiCr-Cr3C2 陶瓷涂层在锌铝腐蚀中的失效分析

运用超音速火焰喷涂技术在304不锈钢沉浸辊上喷涂NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层。将制备后的试样置于600℃铝质量分数为55%的熔融锌铝混合液中,并分析涂层在其中的腐蚀机理和失效过程。采用SEM 观察了原始粉末的形态并对涂层被腐蚀前后的形貌进行对比观察,采用EDS检测了NiCr-Cr₃C₂ 粉末的原始构成以及涂层被腐蚀后其中的元素变化。结果表明,NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层的孔隙率为2.9%,平均结合强度为82.76MPa,显微维氏硬度的平均值为1078.67HV。NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层在被沉浸1d后,在涂层中发现了元素构成的变化且有层次区分,NiCr-Cr3C2 涂层失效原因是Ni-Cr基体被Zn溶解,导致了涂层溃散,涂层中的Cr₃C₂也同时失去保护作用,并漂移到Zn-Al熔体中。     

Na对Fe-Zn催化剂结构及CO2加氢制烯烃的影响

二氧化碳加氢制备烯烃是实现二氧化碳转化的有效途径之一,二氧化碳先后通过逆水煤气反应和费托合成反应生成高附加值产品。铁基催化剂具有很好的逆水煤气以及费托合成活性,然而CO₂加氢制备烯烃过程中存在多种副反应,导致烯烃选择性较低。如何提高铁基催化剂性能成为工业化的重要问题。通过定量浸渍法制备一系列不同Na含量的Fe-Zn催化剂,采用稳态反应速率测定、原位X射线光电子能谱(In-situ XPS)、原位X射线衍射(In-situ XRD)以及原位漫反射红外傅里叶变换光谱(In-situ DRIFTS)技术,探究碱金属Na对铁基催化剂结构及CO₂加氢直接合成烯烃活性的影响。研究发现：在Fe-Zn催化剂CO还原过程与CO₂加氢反应过程中,碱金属Na的引入导致Fe₃O₄含量降低,Fe₅C₂含量提高,表明碱金属Na有利于Fe₅C₂生成,同时XPS结果表明Na与Fe₅C₂     

冷作模具钢激光熔覆Ni基合金组织和性能研究

为提高Cr12MoV模具钢硬度和耐磨性,研究采用激光熔覆技术在其表面制备Ni基合金.研究结果表明,涂层显微组织为异向生长的树枝晶,涂层相结构为γ-(Fe, Ni)、Cr₇C₃、BNi₂以及Ni-Cr-Fe相.由于细晶强化、固溶强化和第二相强化作用,使熔覆层平均硬度比基体硬度提高了175%.涂层摩擦系数为0.2,明显小于基体(0.4),涂层的磨损体积较基体提高1个数量级.     

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。     

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.     

氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料的制备及其对亚甲基蓝的模拟吸附

制备了一种氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料,并运用X射线衍射、扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱、振动样品磁强计对该复合材料进行了表征。研究结果表明,该复合材料具有Fe₃O₄核、氧化石墨烯壳的核壳结构,复合材料中皱纹丝状的氧化石墨烯紧密和磁性纳米粒子相连,Fe₃O₄成单晶状。该复合材料的制备首先在球形的Fe₃O₄纳米粒子表面包覆SiO₂涂层,再在涂层表面赋予-NH₂基,最后和氧化石墨烯反应,最终得到具有核壳结构的复合材料。对复合材料的吸附性能进行了初步模拟测试,以亚甲基蓝为吸附质,对溶液pH值、吸附剂量对吸附量的影响以及吸附等温线进行了研究,结果表明该复合材料能够在吸附后在外加磁场下快速分离,是一种优异的吸附剂。     

TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

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。     

TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能

为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900℃和1 000℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明：纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al₂O₃氧化膜,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.在1 000℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al₂O₃和少量TiO₂组成,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.     

飞秒激光制备可调控铝合金表面微沟槽结构研究

近年来,仿生微沟槽减阻技术逐渐成为当今学者研究的热点。飞秒激光微纳加工技术相比于传统的机械微加工技术在制备可控形貌微结构方面具有一定优势。但在用飞秒激光制备微沟槽的过程中,怎样在保证加工效率的前提下精确地调控微沟槽的形貌尺寸尚待解决。使用飞秒激光在6061型铝合金表面进行了可控形貌尺寸的微沟槽结构的制备,讨论了激光功率、重复频率、扫描速度、扫描次数对微沟槽形貌尺寸的影响规律,从而获得微结构的精确调控策略,制备出了适用于航空减阻的对称V形沟槽结构。该研究对今后飞秒激光制备航空航天材料减阻微纳结构表面具有一定指导意义。     

Fe3O4/CuCo2S4复合物活化过硫酸一氢盐对有机染料的去除作用

采用水热法制备了Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂,利用SEM、XRD、EDS对0.25-Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合材料的表面形貌和结构进行表征,研究了复合催化剂活化PMS降解染料废水的效能。实验结果显示,在室温条件下,加入200 mg/L PMS、125 mg/L催化剂,20 mg/L RhB在40 min内去除率达到99.5%。自由基淬灭实验表明,Fe₃O₄/CuCo₂S₄活化PMS产生的羟基自由基、硫酸根自由基和单线态氧等活性物质均参与了RhB降解过程。回收实验表明,4次循环使用后RhB的降解率仍能达到94.2%,表明Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂具有良好的可重复利用性和优异的催化活性,易于回收。Fe₃     

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     

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°。     

炮钢表面电火花沉积钨合金涂层的摩擦磨损性能

针对火炮身管服役过程中内膛磨损严重的问题,采用电火花沉积技术在炮钢基体表面制备耐磨损的钨合金涂层,提高火炮身管内膛的摩擦磨损性能.使用纳米压痕仪和往复式摩擦实验机分别测试涂层与基体的纳米力学性能和摩擦磨损性能;采用SEM/EDS、XRD表征涂层和基体的微观形貌、成分与相结构.结果表明,钨合金涂层由γ-Fe(W)和α-F...     

不同硫压下Fe3O4合成FeS2薄膜的结构及光吸收

为了提高FeS₂薄膜的性能,研究了硫化压力对FeS₂薄膜组织结构和光吸收性能的影响规律.采用恒流电沉积及氧化处理制备Fe₃O₄先驱体薄膜,再通过400 ℃下的热硫化退火,使Fe₃O₄先驱体薄膜在不同硫压下转变成为多晶FeS₂薄膜.研究结果表明,在5～80 kPa的不同硫化压力下,Fe₃O₄薄膜均能够转变为FeS₂薄膜.随硫化压力增大,FeS₂薄膜的晶粒尺寸和禁带宽度略有减小.较低的硫化压力易导致FeS₂薄膜结晶不充分,较高的硫化压力易导致基底膜层同时被硫化.硫化压力的变化导致相变微观应力、点缺陷数量及面缺陷比例的变化,进而导致FeS₂薄膜光吸收性能的变化.     

AT13/WS2复合涂层的制备及摩擦学性能

采用等离子喷涂技术和水热反应合成法制备Al₂O₃–13%Ti O₂(AT13)陶瓷涂层和AT13/WS₂复合涂层,利用多功能摩擦学试验机和原子力显微镜,研究原位合成的WS₂对AT13陶瓷涂层表面摩擦磨损性能的影响,且利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对AT13/WS₂复合涂层物相组成和微观形貌进行分析,探讨材料的磨损机理。结果表明：通过水热反应,可将WS₂粉末合成在AT13涂层表面微裂纹和孔隙中,制得AT13/WS₂复合涂层;在干摩擦测试条件下复合涂层的摩擦系数(0.2左右)相对AT13涂层(0.7左右)显著降低;在微观尺度下AT13涂层横向摩擦力(0.5 V)明显大于AT13/WS₂复合涂层(0.1 V);严重的磨粒磨损和脆性剥落是AT13涂层磨损的主要原因,WS₂的引入可改善AT13涂层的磨损情况,AT13/WS     

碳含量对粉末冶金非等原子比Fe70Co7.5Cr7.5Ni7.5V7.5中熵合金微观组织、力学性能和耐磨损性能的影响(英文)

本文采用机械球磨、冷压成型和真空烧结法制备了碳含量不同的非等原子比Fe₇₀Co_7.5Cr_7.5Ni_7.5V_7.5中熵合金,并对合金的组织演变、力学性能和耐磨损性能进行了研究。Fe₇₀Co_7.5Cr_7.5Ni_7.5V_7.5合金以体心立方结构(bcc)为基且内部有σ析出相。加入4 at%和8 at%的碳后,合金相组成分别转变成bcc+MC+σ和bcc+MC+M₂₃C₆。合金力学性能和耐磨损性能随基体内碳化物的增加而显著提升。随碳含量的提高,合金的抗弯强度和硬度分别从1520 MPa和HRC 57.2提高到3245 MPa和HRC 61.4。并且,合金的主导磨损机制从黏着磨损转变为磨粒磨损。由于均匀分布的微米级碳化物和析出的纳米级碳化物,Fe_64.4Co_6.9Cr_6.9     

基于壳聚糖的磁性吸附水凝胶微球的制备与表征

通过原位共沉淀法制备了含有Fe₃O₄纳米粒子的埃洛石纳米管（HNTs）/壳聚糖（CS）磁性复合水凝胶微球,并对产物的形貌和结构进行了表征。引入纳米Fe₃O₄后,Fe₃O₄@HNTs/CS微球成型快且球形度好,在溶液中可通过磁场快速分离。扫描电子显微镜表明Fe₃O₄@HNTs/CS微球具有三维多孔结构。以亚甲基蓝（MB）、刚果红（CR）为模型染料,研究了Fe₃O₄@HNTs/CS对带有不同电荷的离子型染料的吸附性能。结果表明Fe₃O₄@HNTs/CS可吸附MB、CR染料分子。Fe₃O₄@HNTs/CS对CR染料的脱色率可达98%;当HNTs含量为CS质量的40%时,MB脱色率是不含HNTs微球的12倍。研究结果表明:吸附机理主要基于微球和染料分子的静电相互作用;Fe₃O₄@HNTs/CS内部电荷分布独特,能吸附阴离子染料和阳离子染料,磁性则使其更易分离回收。