高速电镀锌工艺对镀层粗糙度及微观形貌的影响

利用自制的模拟重力高速电镀槽,考察了在硫酸盐镀锌过程中,阴极电流密度、镀液流速、镀层厚度3个主要电镀工艺参数对所得锌层的粗糙度的影响.结果发现:镀层的粗糙度随电流密度(30～70 A/dm2)的增加呈现先下降后增加的趋势,随镀液流速(0.8～2.0 m/s)的增加而单调下降,随镀层厚度(20～90g/m2)的增加而单调增加.在对这些数据进行分析的基础上,讨论了这3组数据之间的关系,解释了其对粗糙度影响的原因.同时考察了这些参数对镀层微观形貌的影响,发现镀层的微观形貌也显著地受这些参数的影响.     

工艺参数对高速电镀锌层形貌和织构的影响

应用模拟重力法高速电镀装置在无间隙原子钢(IF钢)基板上电镀锌,采用场发射扫描电镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)研究电流密度和钢板运动速度对锌层微观形貌和织构的影响。结果表明:高速电镀锌层呈片晶状倾斜于基体表面紧密排列,随着电流密度(20~60 A/dm2)的增大,{10.3}和{10.4}等锥形织构系数降低,{00.2}基面织构系数显著增加,晶粒尺寸减小;当电流密度高于50 A/dm2时,伴有枝晶的出现;钢板运动速度(1~3 m/s)的增大提高镀层的致密度,同时降低{00.2}基面织构系数,对锥形织构的影响较小。     

脉冲电沉积纳米晶体镍镀层热稳定性的研究

采用脉冲电沉积法制备了纳米晶体镍镀层，平均晶粒尺寸约为20nm。采用热分析法、透射电子显微镜(17EM)和X射线衍射方法(XRD)研究了纳米镍镀层的热稳定性。结果表明，纳米晶体镍镀层晶粒开始明显长大温度约为255℃，晶粒长大过程分为两个阶段：低温晶粒异常长大阶段(200～300％)和晶粒正常长大阶段(300～500％)。原始镍镀层的(111)和(200)面双织构在低温晶粒异常长大阶段仍存在，但在正常长大阶段逐渐消失。100％加热后镍镀层显微硬度略有增高，随后随着加热温度的升高不断降低。     

铀表面脉冲电镀纳米镍镀层的组织结构研究

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)技术对铀表面脉冲电镀镍镀层的组织结构进行了研究.结果表明:该镀层晶体结构为面心立方;具有高(200)面择优取向,其相对取向密度为3.44;晶粒大小约45.5nm;镀层细致、具有多晶特性,存在位错、层错、孪晶等缺陷;利用脉冲电镀在铀表面制备纳米镍镀层是可行的.     

原子力显微镜下稀土元素对镍基刷镀层生长形貌影响的研究

利用原子力显微镜对镍基Ｎｉ－Ｐ、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ及Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２刷镀层生长形貌进行了研究。通过对各镀层生长初期形貌和生长后期形貌观察及形貌参数对比。结果发现：刷镀液中稀土元素的存在可以增加金属沉积时形核数目、使核向各方向长大速度接近。     

脉冲电沉积时间对纳米晶镍镀层微观结构和性能的影响

采用脉冲电沉积法制备纳米晶镍镀层,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计对不同电沉积时间下制得的镍镀层的显微组织、微区成分、结构及力学性能进行表征分析。结果表明,不同电沉积时间下制得的镍镀层晶粒尺寸在21 nm小幅波动;随着电沉积时间的延长,纳米晶镍镀层的显微硬度存在先增大后缓慢降低的趋势,最大值为472 HV0.01,对应的电沉积时间为16 m in;纳米晶镍镀层的微观形貌为累积长大的胞状结构,电沉积时间为1~4 m in时,胞状结构表面密布着粒径为90 nm左右的二次纳米镍颗粒;本试验制得的纳米晶镍镀层失稳长大的起始温度为283.7℃,峰值温度为311.4℃。     

脉冲电沉积纳米镍镀层摩擦磨损性能的研究

采用脉冲电沉积的方法制备纳米镍镀层,研究了纳米镍镀层的微观组织结构,考察了脉冲电流密度和外加载荷对纳米镍镀层摩擦磨损性能的影响.结果表明,脉冲电沉积方法制备的纳米镍镀层的晶粒均匀致密;电流密度的增大使得纳米镍镀层晶粒尺寸减小,显微硬度和耐磨性提高;随着晶粒尺寸的减小,纳米镍镀层磨损机制从粘着磨损转变为磨料磨损.     

碱性锌镍镀液组成对镀层性能的影响

目的 获得绿色化、高稳定的碱性锌镍合金工艺,探索碱性代镉电镀锌镍工艺中单一组分参数对锌镍合金镀层性能的影响。方法 在镍离子主络合剂C的碱性镀液中电沉积制备锌镍合金镀层。通过HullCell实验分析、电化学分析、扫描电镜分析等方法,研究碱性锌镍合金体系中,其他条件一定时,镀液中锌离子、镍离子、络合剂C以及氢氧化钠含量分别对镀层厚度、镍含量、耐蚀性和微观结构的影响。结果 实验结果表明,其他条件一定时,镀层镍含量与镀液中镍离子和络合剂C含量成正比,与锌离子和氢氧化钠含量成反比,镀层中镍含量远低于锌含量,在该碱性锌镍工艺体系中表现为异常共沉积;扫描电镜结果和电化学测试结果表明,其他条件一定时,当镍离子和络合剂C含量增加时,镀层的腐蚀电流密度减小,且腐蚀电流密度的最大值和最小值相差1个数量级,镀层越致密,表面形貌越好,锌离子含量和氢氧化钠含量增加时,镀层表面粗糙,结构疏松,其腐蚀电流密度增大,耐蚀性降低。结论 在络合剂C的碱性锌镍工艺中,电沉积锌镍合金是一个异常共沉积的过程,在电流密度为1～5 A/dm²时镀层镍含量较稳定,镀液金属离子（锌、镍离子）变化对镀层镍含量的影响较大,控制镀液中锌镍离子含量,镀层镍含量可稳定在12%～15%（质量分数）。镀液中各组分单一浓度变化,使镀层镍含量、形貌发生变化,对镀层耐蚀性产生影响。当其他条件一定时,镀液镍离子﹑锌离子﹑络合剂C和氢氧化钠含量分别为1.6 g/L、7 g/L、140 mL/L、80 g/L,镀层表面较平整,孔洞和裂纹较少,镀层的耐蚀性最好。     

选区电化学沉积镍镀层的微观形貌及耐磨性

利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比。结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好。     

纳米结构黑镍薄膜的电沉积机理

采用直流电沉积技术在改性的Watt镀镍溶液中获得了纳米晶黑镍薄膜, 采用SEM和XRD对薄膜的表面形貌和相组成进行了表征, 采用循环伏安法和电化学阻抗谱对黑镍薄膜的初始电沉积行为进行了研究. 结果表明, 黑镍薄膜表面平整光亮, 具有纳米晶结构; 黑镍薄膜的电沉积过程遵循3D成核/生长机制; 随着阴极沉积电势(负偏压)的增大, 黄铜电极表面Ni的电沉积反应linebreak 由UPD沉积、异质成核/生长转化为最终的同质成核/生长, 相应的电荷转移电阻R_t的值先增大然后减小; 在较高的阴极沉积电势作用下, 由于吸附H原子(H₂分子)的结晶阻止作用和(镍)羟基化合物的吸附作用, 电沉积EIS图出现低频和超低频感抗弧.     

纯Fe试样中晶粒的三维可视化重建

将经典的三维(3D)晶粒组织系列截面分析方法与EBSD有机结合,以纯Fe为实验材料,基于400幅纯Fe晶粒组织系列截面图像(每个截面图像包括约150个晶粒截面),成功构建了集多重信息于一体的纯Fe材料中一组3D晶粒的数字化可视模型.该类晶粒模型可供在3D空间从任意角度随意观察,可定量反映单个晶粒尺寸、形状及拓扑特征等几...     

深低温条件下1J30的马氏体转变研究及TEM分析

 对1J30升温和降温过程分析得出,深低温条件下1J30的马氏体转变为不可逆转变。同时,对1J30内马氏体衍射斑点分析得出：有许多平行的极薄的马氏体片生成;马氏体与奥氏体的位相关系符合“西山关系”。对软磁材料中的马氏体研究具有一定的意义。     

电镀锌板表面斑状缺陷形成机理分析

采用扫描电镜对电镀锌板表面一类斑状缺陷从微观组织及成分等角度进行了分析,对其形成机理进行了探讨。结果表明:电镀锌板表面缺陷呈被局部碾压形貌,且缺陷部位粘附大量小黑点,小黑点的微区成分主要由C、O、Mg、S、Ca、Si、Mn等组成。通过产线排查及特征元素追溯发现缺陷来自于连续退火基板,导致缺陷产生的根本原因是富集在连续退火线水淬槽及与其相连水管内壁的水垢类异物粘附在板面上。通过清理连续退火线水淬槽及相连水管内壁后,基板表面质量得到控制,缺陷得以消除。     

Hierarchical structures in cold-drawn pearlitic steel wire

The microstructure and crystallography of drawn pearlitic steel wires have been quantified by a number of electron microscopy techniques including scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, electron backscatter diffraction and nanobeam diffraction, with focus on the change in the structure and crystallography when a randomly oriented cementite structure in a patented wire during wire drawing is transformed into a lamellar structure parallel to the drawing axis. Changes in the interlamellar spacing and in the misorientation angle along and across the ferrite lamellae show significant through-diameter variations in wires drawn to large strains ? 1.5. The structural evolution is hierarchical as the structural variations have their cause in a different macroscopic orientation of the cementite in the initial (patented) structure with respect to the wire axis. The through-diameter variations subdivide the lamellar structure into two distinctly different types: one (called A_A) has a smaller interlamellar spacing and smaller dislocation density than the other (called A_BC). During drawing, the thickness of the ferrite and cementite lamellae are reduced to 20 and 2 nm, respectively, and high-angle boundaries form in the A_BC structure parallel to the cementite lamellae. The structural and crystallographic analyses suggest that boundary strengthening and dislocation strengthening are important mechanisms in the cold-drawn wire. However, differences in structural parameters between the A_A and the A_BC structure may affect the relative contributions of the two mechanisms to the total flow stress.     

材料热处理中子散射研究

作为新一代微观结构表征技术,中子散射正广泛应用于材料科学、物质科学、生物科学等诸多学科领域。本文仅就其在钢铁热处理领域的应用作一简要综述,包括热膨胀／收缩特性、扩散转变、马氏体转变、回复与再结晶,还涉及奥氏体预变形对铁素体转变的影响、马氏体BCT晶体结构在回火过程中的轴比变化、热应力与相变残余应力等,指出在新一代中子源建成后中子衍射技术将得到进一步广泛应用和快速发展。     

Microstructural characteristics of as-forged and β-air-cooled Zr–2.5Nb alloy

Multiple characterization and analysis techniques including electron backscatter diffraction (EBSD), electron channeling contrast (ECC) imaging, transmission electron microscopy (TEM) and microhardness test were jointly employed to investigate microstructural characteristics such as local composition, morphology, grain boundary characteristics and interphase orientation relationship of a forged Zr–2.5Nb alloy before and after β-air-cooling. Results show that the as-forged specimen is composed of equiaxed and lamellar α grains and continuous net-like β-Zr films. After the β-air-cooling, the microstructure of the specimen is featured by basket-weave Widmanstätten structure, in which the inter-α-plate second phases are nanoscale β-Zr. Analyses for crystallographic orientations reveal that the Burgers relationship has been strictly followed during the β→α cooling. Compared to the as-forged specimen, the hardness of the β-air-cooled specimen is higher, which could be attributed to the decreased structural sizes of both α and β phases, and the increased fraction of high angle boundaries as well.     

FCC晶体中晶体取向对孔洞长大和聚合的影响

通过编制率相关有限元用户子程序,采用包含一个和两个球形孔洞的单胞探求了FCC晶体中晶体取向对孔洞长大和聚合的影响。计算结果表明：晶体取向对孔洞长大的影响较大,孔洞的形状和长大方向与晶体取向密切相关;由于变形不均匀,孔洞在晶界处产生尖角,易形成裂纹。由于约束较少,孔洞周围和两孔洞间的区域塑性变形较大,晶体的转动和滑移主要集中在孔洞周围以及两孔洞间的区域。     

[112]铝单晶体的疲劳损伤与裂纹萌生

对「１１２」双滑移取向铝单晶体进行了对移压疲劳试验,详细观察和对比研究了正表面和侧表面上的疲劳损伤与裂纹萌生过程,在正表面上两个主滑移系滑移台阶是相互平行行的,呈典型的持滑转移带损伤形貌;     

超低碳贝氏体钢埋弧焊焊接接头韧化机理分析

对超低碳贝氏体钢埋弧焊焊接接头焊缝区显微组织进行分析,发现焊缝区韧性与针状铁素体的含量存在一定的关系。对焊接接头组织进行扫描电子显微镜观察和能谱分析。结果表明,焊缝区针状铁素体以Al₂O₃夹杂物为核心多维形核呈放射状生长;利用EBSD对焊接接头组织进行晶体学取向研究,结果发现,焊缝针状铁素体晶粒取向并不完全随机分布,在某些晶体学方向上存在取向择优;各针状铁素体之间呈大角度晶界;从同一夹杂物上长出的针状铁素体,沿同一方向背向生长的针状铁素体具有相同的取向,可能因为它与奥氏体具有一定的晶体学取向关系。