HfC陶瓷涂层的制备与性能分析

用等离子喷涂法在不锈钢基体上制备了HfC陶瓷涂层,用X射线衍射分析仪和扫描电镜对所制备的HfC涂层分别进行了组织结构和外表形貌的分析,并对涂层试样进行了烧蚀试验.试验结果表明,可以用等离子喷涂法制备较为致密的HfC涂层,HfC涂层的线烧蚀率为0.019 mm/s.     

等离子喷涂碳化钛-硅化钛涂层的组织结构与性能

研究直接喷涂和反应喷涂合成的两种碳化钛-硅化钛复合涂层的组织结构与性能.通过等离子喷涂技术将两种不同复合粉(TiC-TiSi₂和Ti-SiC)分别喷涂在TC4钛合金表面制备成碳化钛-硅化钛复合涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、显微维式硬度计、划痕仪对所得涂层进行表征及测试.结果表明:等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得涂层中含TiC为58%,Ti₅Si₃为21%,TiSi₂为7%,Si为9%和SiO₂为5%,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层含有TiC(47%),Ti₅Si₃(40%)和SiC(13%);在等离子喷涂过程中Ti-SiC复合粉中的Ti与SiC发生了明显的化学反应,反应生成了TiC和Ti₅Si₃;等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层,具有更薄的层片和更小的晶粒尺寸.与等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层相比,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层具有更高的结合强度、更高的显微硬度(提高了18.7%)、更好的韧性及更好的耐划痕性能,这主要在于等离子喷涂Ti-SiC复合粉反应合成的碳化钛-硅化钛涂层中硬质相的相对含量更高且反应合成的碳化钛、硅化钛晶粒更细小.     

等离子喷涂Al2O3涂层的介电性能

采用大气等离子喷涂制备厚度大于1.0mm的氯化铝涂层,分别对涂层的显微结构、相组成及氧化铝涂层的介电性能进行了表征,并对氧化铝涂层的击穿失效机理进行了探讨.结果表明,等离子喷涂氧化铝涂层为层状结构,以多孔的γ-Al2O3为主晶相,其体积电阻率、击穿电压均明显低于烧结氯化铝块材,涂层的介电失效是由电晕放电击穿和热击穿共同作用而致.     

Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层的组织与性能

本文采用真空电弧熔炼技术与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层,采用XRD、SEM、显微硬度计、磨料磨损试验机对高熵合金及涂层的相结构、微观组织以及耐磨损等性能进行测试分析。研究结果表明:真空电弧熔炼技术制备的Fe0.5CrMnAlCu高熵合金的相结构为FCC和BCC相固溶体结构,其组织形貌主要由枝晶和枝晶间组织构成,冷喷涂辅助感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层的相结构为单一的BCC 结构,其组织形貌由枝晶和枝晶间组织构成。由于感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层较电弧熔炼制备的高熵合金有更大的晶粒尺寸,同时涂层的原子尺寸差δ大于合金的原子尺寸差,这导致感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层的硬度是真空电弧熔炼高熵合金的1.37倍,其磨损率比真空电弧熔炼制备的高熵合金磨损率降低18%。真空电弧熔炼与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层的磨损机制主要是粘着磨损、磨粒磨损。     

低压等离子喷涂钨涂层性能的研究

用低压等离子喷涂技术在铜基体上制备出厚度大于1 mm的铜钨梯度钨涂层,对钨涂层性能研究结果表明,采用铜钨梯度方法可以使热膨胀系数不匹配的影响降低,梯度涂层呈层状结构,不易形成贯穿的裂纹;梯度涂层具有良好的导热性和耐热冲击性能,能承受9.6 MW/m2和200 s的脉冲,而铜基体温度低于200℃.真空等离子喷涂梯度涂层是制备核聚变面对等离子体材料的一种有效方法.     

Ti/Al合金在放电等离子场作用下的原位反应

为了得到延展性高和可加工性好的适用于煤矿机械的材料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制备得到了Ti/Al合金,对所制备Ti/Al合金的微观组织形貌和力学特性开展了表征研究,并分析了其原位反应机理。结果表明,使用SPS工艺可以获得晶粒尺寸10μm的细晶Ti/Al金属间化合物,合金整体弯曲强度大、塑性高,可以作为煤矿机械材料使用。     

纳米AgSnO_2触头合金的电弧侵蚀特性

采用化学共沉淀、高能球磨、常压烧结等方法制备了纳米AgSnO_2触头合金,对合金的密度、硬度、电阻率等物理性能及其组织结构进行了分析研究,利用高速摄像机对纳米AgSnO_2和商用AgSnO_2In2O3触头合金的燃弧过程进行了跟踪拍摄,对比研究了电弧侵蚀前后合金的表面形貌。结果表明,纳米AgSnO_2触头合金内部的纳米氧化物颗粒均匀弥散地分布于银基体内。与商用AgSnO_2In2O3合金相比,纳米AgSnO_2触头合金具有较高的硬度及电阻率,而密度偏低。在燃弧试验过程中,纳米AgSnO_2触头合金电弧等离子云颜色浅、体积大,电弧弧根对应的阴极斑点数量多、区域大,具有较强的分散电弧能力以及优良的耐电弧侵蚀性能。燃弧后,合金表面烧蚀轻微,电弧烧蚀率明显小于AgSnO_2In2O3合金。     

制备工艺对CNTs/Pb复合阳极 的电催化性能影响

研究了粉末冶金技术制备CNTs/Pb复合阳极,讨论了碳纳米管浓度、烧结气氛、成形压力对锌电积用复合阳极电化学性能的影响。研究表明：复合阳极电催化活性随着电解液中碳纳米管含量的增加呈现先增后减的趋势,随着成形压力的上升也呈现出先增后减的趋势。在1 g/L CNTs,成形压力410MPa,真空环境烧结的较优工艺条件下,制得的CNTs/Pb复合阳极在500 A/m2的电流密度下阳极电位稳定在1.4468 V,较传统铅银阳极低了59.1 mV, 较纯铅阳极低了 173.2 mV。     

烧结工艺参数对金属注射成形In713C合金力学性能的影响

对采用水气联合雾化制备的In713C高温合金粉末进行注射成形,系统研究了烧结温度及保温时间对合金的密度、硬度及抗拉强度等性能的影响.结果表明:随着烧结温度的提高和烧结时间的延长,试样的密度、硬度及抗拉强度先升高后降低;在烧结温度为1290℃、保温时间3h的最佳烧结条件下,注射成形In713C合金试样的密度为7.82g/cm3、硬度43.6HRC、抗拉强度1056 MPa、屈服强度775 MPa、延伸率7.6%.     

烧结工艺对原位生成Mo_2C/Cu基复合材料力学与导电性能的影响

针对常规烧结方法难以实现强化相与基体相界面良好结合的特点,采用常压烧结、热压烧结、等离子活化烧结(PAS)3种不同烧结方式制备原位生成Mo2C强化铜基复合材料.利用X射线衍射仪对Cu-Mo-C机械合金化粉末进行了研究,Cu-Mo-C合金粉末在900 ℃以上温度条件下,原位反应生成Mo2C;对3组试样扫描电子显微镜及光学显微镜研究结果表明,PAS能够实现合金粉末与基体的良好结合,试样性能优于其他烧结方法试样.对复合材料进行了性能测试,等离子活化烧结铜基复合材料强度为452MPa,电导率为84%IACS.     

添加CeO2对W-6Ni-4Co合金组织与性能的影响研究

采用冷压烧结法,以W、Ni、Co为原料,添加微量CeO2,制备W-6Ni-4Co合金。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪等分析测试合金相组成、组织结构和力学性能,研究CeO2添加量对合金组织、性能的影响,并探讨CeO2对合金烧结致密化、相组成及分布、相长大和力学性能的作用机制。结果表明,W-6Ni-4Co合金主要由W、Co7W6、CeO2、Ni和Co相组成,增加CeO2添加量,抑制局部烧结合金化及W相长大,使Co7W6相减少、W相细化以及孔隙增加;添加0.1%CeO2合金组织细小、黏结相分布均匀,减弱了孔隙的性能弱化效应,使其力学性能最优。     

双辊快淬制备镁合金薄带的工艺研究

采用双辊快淬熔体旋铸法制备了AZ31镁合金薄带, 介绍了其基本原理、工艺参数的确定、熔体喷射速度的计算以及界面传热系数的估算。分析了薄带厚度和宽度与两辊线速度、喷嘴孔径的关系, 以及热处理对薄带力学性能的影响。结果表明, 薄带的厚度随辊面线速度V_r的增大而减小, 随喷嘴孔径的增大而增大, 薄带的宽度随辊面线速度增大而减小, 随金属熔体喷射流量的增大而增大。薄带的微观组织为过饱和的单相α-Mg固溶体组织, 其晶粒细小, 力学性能显著提高。     

铜镍合金/NiFe2O4-10NiO复合陶瓷惰性阳极的制备及其性能研究*

以NiO、Fe2O3和铜、镍为主要原料,采用高能球磨—固相烧结法,制备出Cu-Ni-NiFe2O4-10NiO和(Cu-Ni合金)/NiFe2O4-10NiO金属陶瓷试样,研究了试样的物相组成、显微结构以及其体积密度、静态热腐蚀率、抗热震性和电导率。研究表明,合金粉的添加能够改善金属相的溢出现象并提高材料的物化性质。与Cu-Ni-NiFe2O4-10NiO金属陶瓷相比,合金粉均匀的弥散于陶瓷相中,减小了晶界间的势垒作用,使载流子更易通过晶界从而提高了试样的导电率,850℃时试样的电导率为60.7 S/cm;增大了材料的致密度;耐高温和抗冰晶石熔盐静态腐蚀率较低,平均腐蚀率降为12.62 mm/a;较大提高了试样的抗热震性。     

固体冷料占比对双零铝箔用铸轧板组织性能的影响

为了优化电解铝液中固体冷料占比,获得稳定高品质铝合金熔体,以8079铝合金为研究对象,利用ABB测氢仪检测了铸轧生产时不同固体冷料占比(0%、20%、30%、40%、60%、70%)铝合金熔体含氢量,借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等分析手段对双零铝箔用铸轧板微观组织进行了表征,利用电子万能拉伸试验机测试了其力学性能。结果表明,电解铝液中未添加固体冷料时,铝合金熔体含氢量高,每100 g Al约为0.162 mL,铸轧板局部晶粒粗大,并且产生局部严重偏析现象,力学性能差;随着固体冷料占比增加,铝合金熔体含氢量逐渐降低,铸轧板偏析逐渐减弱,铸轧板晶粒尺寸减小,分布趋于更均匀,力学性能逐渐改善;当固体冷料占比为30%～70%时,铝合金熔体平均含氢量每100 g Al低于0.108 mL,铸轧板晶粒细小均匀,未发现明显偏析现象,其抗拉强度不低于128.3 MPa,断后伸长率不低于38.0%,铝合金铸轧板组织性能达到较佳匹配。     

稀土La添加量对预合金铁基胎体性能的影响

通过分析不同稀土La添加量对铁基胎体烧结性能的影响,指出在本试验使用预合金粉末和烧结条件下,当La添加量为0.1%时,胎体材料的综合力学性能最好。此外,适量的稀土La加入铁基胎体粉末后可以改善粉末分布的均匀性,提高金属胎体对金刚石的包镶能力。     

粉末冶金Fe-2Cu-xC合金的性能研究

采用还原铁粉、雾化铁粉、电解铜粉和石墨作为原材料,用预混合法和直接机械混合法对粉末进行混合,得到Fe-2Cu-xC混合粉末后压制和烧结.同时探索了混合工艺对混合粉末性能的影响,并研究了碳含量对Fe-2Cu-xC合金材料的烧结性能和组织的影响.研究结果表明:预混合法比直接机械混合法的混合粉末压制性能更好,碳含量提高了铁铜碳合金材料的综合力学性能和烧结尺寸精度.     

Ta-W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层组织结构与氧化行为

采用料浆烧结法在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-Zr涂层,利用内热法在大气环境下测试了涂层在1 400 ℃的抗氧化性能,通过扫描电镜、电子探针和波谱分析等手段分析了Ta-10W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层氧化前后的微观形貌与组织结构。结果表明：原始涂层呈3层结构,从表面到基体的组织依次为(Zr,Cr,Ti)Si₂→(Ta,W)Si₂→(Ta,W)₅Si₃→Ta合金; 1 400 ℃高温下保持10 h,涂层仍可有效防护钽合金基体不失效; 涂层高温抗氧化机理在于形成了致密的(Si,Zr,Cr,Ti)O₂复合氧化膜,有效减缓了氧元素向内扩散的速率。     

W—Ni—Fe高密度合金的烧结

ＷＮｉＦｅ高密度合金的致密化过程可分为固相烧结阶段和液相烧结阶段。在固相烧结时，发生孔隙扩散、颗粒接触而引起缺陷增生与扩散、缺陷的相互作用以及合金固溶体的形成，已使合金产生大部分致密化。在液相生成后，产生毛细管力、液相渗入和孔隙充填等，合金达到全致密化。     

烧结工艺对Cu基金刚石磨头组织和摩擦性能影响

本文用真空热压烧结方法制备Cu基金刚石锯片磨头。采用XRD、SEM、布氏硬度仪、力学试验机和摩擦试验机研究分析烧结工艺与磨头的组织结构、机械性能和摩擦磨损性能的关系。结果表明：升高烧结温度或增大压力,Cu基金刚石磨头的界面和机械性能提高。胎体的主要摩擦形式为磨粒磨损和粘着磨损,金刚石的磨损形式为磨粒磨损,升高烧结温度或增大烧结压力,可提高摩擦性能。     

金刚石复合片(PDC)的缺陷分析及优化制备

针对高温高压(HPHT)合成金刚石复合片(PDC)常出现的缺陷问题, 对PDC腔体组装及制备工艺进行了优化。结果表明, 稳定均一的温度、压力场以及适量的烧结助剂是合成优质PDC的关键。在HPHT条件下(5.2～5.6 GPa, 1 400 ℃, 5 min), 通过选用传压保温效果好的绝缘坩埚及屏蔽材料作为腔体组装, 采用Ni、Fe基合金高压熔渗法及保压慢降温工艺, 成功制备了Φ8、Φ15 mm的PDC, 其具有致密的组织结构, 缺陷几率明显降低; PDC磨耗比为10⁴数量级, 热稳定温度约为800 ℃, 金刚石层具有较低的残余压应力(低于0.16 GPa)。最后选用优质PDC样品进行了刀具试制, 刀具的实际使用效果良好。