蒸镀Al和Al-Mn薄膜的组织与耐蚀性研究

利用真空蒸镀技术在碳钢基体上制备出纯Al和Al-Mn合金薄膜,并对不同厚度、蒸发速率下Al和Al-Mn薄膜的表面形貌、结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:纯Al和Al-Mn合金薄膜表面光滑均匀;铝薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随膜层厚度和蒸发速率的增加而升高;薄膜与基体的结合力随薄膜厚度的增加缓慢下降,但结合力均高于60N。退火处理使铝薄膜的粗糙度增大,但薄膜与基体的结合力基本保持不变。Al-Mn合金薄膜中的Mn以Al-Mn固溶体形式存在,其耐蚀性明显优于相同厚度下的纯铝薄膜。     

电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

采用微弧氧化技术在Al-Si合金表面制备氧化物陶瓷膜层,利用激光共聚焦显微镜、SEM、EDS、XRD、极化曲线等测试方法研究电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜层的生长过程、微观结构、元素成分、相组成和耐蚀性的影响规律。结果表明:随电流密度的增大,起弧所需时间减短,膜层厚度和粗糙度均增加,膜层生长速率先增大后减小。电流密度较小时,氧化膜生成相为γ-Al_2O_3,当电流密度达到13.3 A/dm~2时,氧化物生成相出现α-Al_2O_3和莫来石相。当电流密度小于16.6 A/dm~2时,氧化膜的耐蚀性随电流密度增大而增强;当电流密度大于16.6 A/dm~2时,氧化膜耐蚀性能降低,相对于合金基体,氧化膜始钝电位降低,维钝电流密度降低两个数量级。     

脉冲电镀Ni-SiC镀层及其表征

采用脉冲电镀的方法制得Ni-SiC镀层,研究电参数和热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度及结合力的影响。结果表明：在适宜的脉冲电流作用下,镀层组织得到进一步细化,镀层中的SiC颗粒含量增加,从而获得细密、平整的镀层;热处理温度对Ni-SiC镀层的显微硬度和结合力有较大影响,当热处理温度为300 ℃,脉冲电镀制备的3种镀层显微硬度达到最大值,分别为880HV,903HV,896HV;镀层的结合力达到最大值,分别为76,78,77 N。     

微型电机换向器(PCB)镀金工艺优化设计

采用正交试验方法对影响镀金层性能的电镀工艺参数进行了优化设计,并讨论了工艺条件对镀金层厚度及显微 硬度的影响。结果表明,在镀液温度40℃、时间10 min、电流密度1．5 A/dm2条件下可以得到综合性能优异的镀金层。利用优 化后的工艺在微型电机换向器PCB表面电镀了性能良好的镀金层,装机试验显示电机寿命提高了10％以上。     

带铅和铅合金镀层保持架的内径40毫米滚珠轴承在液氢中以120万DN值运转的特性

本文研究了在不同金属基体材料上镀上铅和铅合金的镀层,供在液氢中运转的高速滚珠轴承保持架使用。内径为40毫米的轴承在30000转/分、推力负荷为1780牛顿(400磅)的条件下进行了试验。通过轴承的液氢流量大约为0.0076米~3/分(2加仑/分)。用离子镀把铅、铅锑合金和铅铟合金的镀层镀到金属基体材料上。还采用了电镀的铅锡铜合金镀层。四种金属基体材料用的是铝青铜合金、硬铝青铜合金、铅青铜合金以及AISI(美国钢铁学会)的440C不锈钢。有五套轴承超过了运转10小时的指标。其中有四套轴承是采用铅锡铜合金电镀的保持架。采用50微米(0.002英寸)厚的镀层运转时间达到了22.5小时。试验了七套用离子镀把纯铅镀层镀到保持架上的轴承,镀层的厚度从10.2到40.6微米(0.0004到0.0016英寸)。这七套轴承只有一套镀层厚度为36微米(0.0014英寸)的轴承超过了10小时的运转时间。在铅中添加1％和3％的锑可改善镀层的耐磨性,即使是3％的合金对轴承外环也要磨蚀。     

镁及镁合金的化学镀镍

研究了镁及镁合金的化学镀镍工艺，并对镀层的结构性能进行了测试，所得镍磷非晶态镀层、结合力好，并具有良好的耐蚀和耐磨性能。     

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。     

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。     

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。     

ZK60镁合金表面化学镀镍

为提高ZK60镁合金的耐腐蚀性能,对其表面化学镀镍工艺进行研究。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究预处理层和镀镍层的形貌、成分及镀层结构。镀层的耐蚀性能通过极化曲线测试分析。研究结果表明:在镀镍过程中,Ni-P镀层优先在酸洗产生的腐蚀坑处形核;镀镍1 h后可获得均匀致密、无明显缺陷的非晶态Ni-P镀层,镀层厚为17.64μm,磷的质量分数达12.32%;在质量分数为3.5%Na Cl溶液中,镀层的自腐蚀电位为-0.43 V,腐蚀电流密度约为基体的1/20,具有良好的耐腐蚀性能。     

封孔铝涂层的抗高温氧化性能及其灰色预测

采用电弧喷涂在Q235基体上制备了铝涂层,对涂层进行封孔处理,测试了封孔铝涂层在500℃空气中的抗高温氧化性能,并与Q235基体试样的抗高温氧化性能进行了对比。结果表明,电弧喷涂铝涂层经封孔后,涂层的密封程度大大提高了,可以更好地阻挡或减缓氧化气氛向涂层内部的渗透,提高了涂层对基体的保护效果。封孔铝涂层在高温气氛中氧化速度大约是Q235钢试样的1/3,可以为低碳钢基体在高温空气环境下提供较好的保护。采用灰色预测理论建立模型对封孔铝涂层的抗高温氧化性能进行了灰色预测,结果表明模型预测值和实测值间的误差较小,该模型可以用于封孔铝涂层抗高温氧化性能的预测,根据短期的试验数据即可预测涂层经过更长时间后的抗高温氧化性能。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

钴基合金激光熔覆组织及其耐磨耐蚀性研究

利用CO2 激光器在Q235低碳钢基体表面熔覆Co基合金,并利用电子显微镜技术观察和分析了激光熔覆层的显微组织特征.耐磨性、抗擦伤性和耐腐蚀性等性能实验表明,与等离子喷涂层相比,激光熔覆层具有较好的抗擦伤性能和耐腐蚀性能.     

典型泡沫铝夹芯材料的枪弹侵彻仿真与实验

为考察枪弹打击下三明治型泡沫铝夹芯材料的防护性能,采用仿真分析与实弹打击试验相结合的方法,研究7.62 mm枪弹对不同面板配置泡沫铝夹芯材料的打击效果.结果表明:增加泡沫铝芯层后,金属层合材料的抗侵彻性能有大幅提升;入射、出射面板总厚度一致情况下,增大入射面板厚度能改善材料整体抗侵彻能力;入射和出射面板为Q235钢且芯层为均质泡沫铝时,在面板总厚度8 mm、芯层厚50 mm的结构配置下能够有效防护以735 m/s速度入射的7.62 mm步枪弹.该研究可为泡沫铝夹芯材料在军用装备抗弹防护中的应用提供参考.     

石墨烯对7050高强铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织性能的影响

为解决7050高强铝合金在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,设计了涂层结构以延长其使用寿命。采用微弧氧化（MAO）技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入不同浓度的石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备含石墨烯的陶瓷膜层。利用扫描电镜（SEM）、体视显微镜、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、涂层附着力自动划痕仪以及电化学工作站,研究含石墨烯的MAO陶瓷膜层形貌、粗糙度、相组成和元素分布、结合力以及耐蚀性。结果表明：石墨烯添加剂的加入使得陶瓷膜层表面微孔尺寸降低、结构致密,且主要是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃组成;当石墨烯添加剂浓度为10 g/L时,MAO陶瓷膜层粗糙度最低,为857.835 nm,且结合力最好,达到46 N;膜 层的腐蚀电位最大,腐蚀电流最小,耐腐蚀性最好。     

铝合金微弧氧化技术研究概况

综述了铝合金微弧氧化技术的原理及陶瓷膜的特点。着重分析总结电流密度、电压与频率、占空比等电参量因素对陶瓷膜性能的影响,介绍铝合金微弧氧化中常用的电解液组成,简要描述微弧氧化陶瓷膜的硬度、耐磨、断裂、耐腐蚀等性能。     

碳化硅陶瓷的熔盐腐蚀

系统总结了碳化硅陶瓷的高温熔盐腐蚀行为,包括熔盐的化学性、腐蚀动力学、材料在腐蚀过程中的性能变化,并提出了今后提高碳化硅陶瓷耐熔盐腐蚀的研究方向.     

FeCoNiCuCrMn高熵合金涂层性能研究

利用钨极气体保护焊的方法,在Q235基片上成功制备了FeCoNiCuCrMn高熵合金涂层。XRD结果显示,该涂层形成了简单的FCC结构。室温条件下该涂层的显微硬度达到了435HV0.5,经过850℃退火,涂层的硬度几乎没有变化,表现出良好的高温稳定性。FeCoNiCuCrMn涂层的磨损体积和摩擦系数优于S50C钢。     

固相反应型SiO_2基陶瓷涂层耐磨性研究

为了改善Q235钢的耐磨性能,实验以SiO2和Al为主要骨料,运用固相反应法制备性能优异的SiO2基陶瓷涂层。运用DSC、XRD和SEM对涂层进行分析,并进行耐磨性测试,其磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别提高2.23和3.6倍。