镁合金表面含纳米金刚石的溶胶凝胶耐腐蚀涂层（英文）

在镁合金表面涂覆含不同比例羟基化纳米金刚石(HND)颗粒的溶胶凝胶防腐蚀涂层。加入0.01%、0.02%和0.05%(质量分数)HND颗粒后溶胶凝胶涂层中的微缺陷完全消失。AFM分析表明,加入0.005%和0.02%的HND颗粒后,溶胶凝胶层的平均粗糙度从约6.7 nm分别增加到16.1 nm和20.2 nm。在Harrison溶液中分别浸泡15、30、60和120 min后,用电化学阻抗谱(EIS)技术测试涂层的耐蚀性。加入不同浓度的HND颗粒可显著提高溶胶凝胶涂层的耐蚀性,并在0.01%时获得最佳结果。通过动电位极化试验验证电化学阻抗谱实验的结果。耐腐蚀性的增强是由于涂层的致密性(由于基体与HND颗粒产生化学作用)、腐蚀溶液曲折扩散路径的形成以及纳米颗粒对缺陷的填充。然而,随着纳米颗粒含量的增加,HND对耐腐蚀性的有利影响逐渐减弱。最后,对腐蚀实验后的溶胶凝胶纳米复合涂层的显微形貌进行研究。     

金属表面溶胶-凝胶防腐蚀涂层的研究进展

在各种防腐蚀的方法中,溶胶-凝胶法是一种操作简单、环境友好、成本低廉的表面涂层制备技术,被广泛应用于许多金属材料表面的腐蚀防护上。简单地介绍了溶胶-凝胶法的基本原理以及易改性、易控温、无污染的优点,重点阐述了影响涂层耐腐蚀性能的相关工艺参数,包括水解温度、p H值、陈化时间、反应物浓度、热处理温度等。详细综述了溶胶-凝胶法制备防腐蚀涂层工艺的特点与研究现状,经过单一无机氧化涂层到多元复合涂层的发展,涂层的性能得到提升,应用范围更加广泛。介绍了溶胶-凝胶涂层的3个防腐蚀机理,包括屏蔽作用、缓蚀钝化作用、牺牲阳极保护作用,阐述了涂层的防腐蚀机制,为研究新的防腐蚀工艺提供理论基础。最后,总结了目前防腐蚀涂层研究过程中所遇到的困难,并展望了可能的解决方法,为未来的研究提供了发展方向。     

AM60B镁合金的MgCO3晶粒细化技术（英文）

研究以MgCO3作为AM60B镁合金晶粒细化剂的细化工艺参数对微观组织的影响,从而开发一种细化工艺,同时,讨论其相应的细化机理。结果表明,升高MgCO3的添加温度或升高浇铸温度有利于获得细晶组织;在790°C时添加,最佳的加入量为1.2%,延长在此温度的保温时间使晶粒尺寸增大;在790°C时加入1.2%MgCO3,随后保温10min浇铸,可使晶粒尺寸从未细化的348μm减小到69μm;MgCO3与熔体中的合金元素反应所形成的Al4C3颗粒是异质形核的基底;除异质形核机理外,聚集在生长前沿的Al4C3颗粒对晶体生长的阻碍是晶粒细化的另一原因。     

溶胶-凝胶法制备SiO_2/PMMA玻璃增强涂层（英文）

采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅/PMMA涂层,研究复合涂层对玻璃强度的影响。以正硅酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯、γ甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,制备出SiO_2/PMMA复合溶胶。将有机-无机复合溶胶采用提拉法涂覆在玻璃片上,经120℃热处理2 h制备了复合涂层。采用傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜和扫描电镜表征了涂层的结构和形貌,同时采用双环强度测试仪和分光光度计对涂层前后玻璃的性能进行了测试。结果表明溶胶-凝胶法制备的二氧化硅/PMMA复合涂层中,PMMA含量在40%~70%之间时,二氧化硅粒子和PMMA形成了均匀的网络结构,两相相容性良好,形成了纳米级厚度的复合膜:玻璃的断裂强度提高了64.11%~97.85%:涂层后玻璃的透光率均在93%以上,高于末涂层玻璃。     

两步溶胶-凝胶方法制备复合羰基铁粉（英文）

采用两步溶胶-凝胶方法对微米碳基铁粉进行了包覆和接枝的复合处理,以提高其在水性体系的抗氧化性能和稳定性。研究了复合处理对羰基铁粉的微州组织、晶体结构、磁学性能及其在水性体系中的抗氧化和抗沉降性能等的影响。研究表1明,制备的复合羰基铁粉颗粒表面具非晶态S1O_2膜层和采水性基团,其磁学性能基本不变。复合羰基铁粉在室温水性体系和高温空气中的抗氧化性能得到显著提高,其在水性体系中的抗沉降性能也得到一定程度的提高。复合处理可有效著改善羰基铁粉在水性体系中的稳定性,从而推动其应用。     

氧化锆溶胶-凝胶涂层对化学钢化玻璃强度的影响（英文）

以氧氯化锆为前驱物,双氧水为催化剂,在乙醇中水解得到稳定的氧化锆溶胶。通过提拉法在化学钢化玻璃表面制备了0.1-0.3μm厚度的均匀无裂纹、孔洞的致密氧化锆涂层。三点抗弯强度测试结果表明:涂膜钢化玻璃的抗弯强度比相应的末涂膜样品高。这是由于化学钢化玻璃表面裂纹尖端被涂层有效地填充,减少了表断裂纹有效长度。此外,当热处理温度在:400℃至5(0(0℃区间范围内时,随着温度的升高,所有样品的抗弯强度均有下降趋势,处理温度越高,下降得越严重。研究认为这主要是由于在此较高温度下钢化层中钾离子向玻璃内部迁移而引起的表面压应力松弛所致。     

溶胶凝胶法制备光学透明的含氟超疏水复合涂层（英文）

以正硅酸乙酯(TEOS)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)为前驱体,通过溶胶凝胶法分别独立制备3种特性不同的溶胶。然后,通过逐次浸涂,依次构筑涂层的基底层、结构层和修饰层。最后,经过一次热处理工艺制备出复合超疏水涂层。采用扫描电镜,原子力显微镜对涂层的表观形貌进行表征,紫外-可见光谱和水接触角测量仪表征涂层的可见光透过率和疏水性能,同时测试了涂层的硬度,附着力等机械性能。结果表明,涂层对水接触角可达155°,可见光透过率高于70%。     

T6热处理对AM60B镁合金断裂强度影响的Weibull分析（英文）

研究T6热处理对AM60B合金断裂强度和可靠性的影响。在浇铸温度分别为670、685和700?C,保温时间为5、10和15 min条件下,制备拉伸试样。用流动性试验测试了合金在不同浇铸温度和保温时间条件下的流动长度。结果表明,最佳的浇铸温度和保温时间分别为685?C和10 min。拉伸试样的SEM断口形貌分析结果显示夹杂的氧化物和与氧化物相关的孔隙是非优化浇铸条件下断裂强度降低的主要因素。将最佳铸造条件下制备的样品采用T6热处理制度进行热处理,然后用Weibull统计法确定浇铸和热处理条件下断裂强度的分散性。结果表明,T6热处理制度尽管对平均断裂强度影响较小,但是提高了铸件的可靠性,其Weibull模量提高了75%。显微结构和断口形貌的观察结果显示,热处理后样品的显微组织更加均匀,且消除了粗大的脆性β相颗粒,从而提高了铸件的性能。     

Ni基合金NiCrAlY/YSZ涂层表面混杂溶胶-凝胶法制备高辐射率SiO_2-SiC涂层（英文）

采用混杂溶胶-凝胶法在GH4099合金的NiCrAlY/YSZ涂层表面制备高辐射率SiO_2:F-SiC涂层。NiCrAlY层和YSZ层采用大气等离子喷涂法制备,高辐射涂层采用浸涂和烧结的方法制备。涂层的组织采用扫描电子显微镜和激光其聚焦显微镜观察,相组成采用XRD分析。采用傅里叶红外辐射测试仪测量500℃下全法向发射率,并计算辐射系数。结果表明,涂层经700、800以及900℃烧结后,SiO_2:F呈非晶态,经10次浸涂后烧结得到的SiO_2:F-SiC层厚度不均匀,为5~30μm,而且10次浸涂层问没有出现不连续现象。在SiO_2:F-SiC层中有贯穿型裂纹存在,但没有出现剥落现象,表明外涂层和YSZ层间具有合适的结合。涂层在500℃其有较高的辐射系数,8~22μm波段平均辐射系数达到0.85。     

AM60B镁合金铸造过程的遗传性

试验研究了不同厂家用原料生产的AM60B镁合金及用废料生产AM60B镁合金重熔前后的组织和性能变化规律。结果表明,AM60B镁合金在铸造过程中具有明显的遗传性。     

溶胶-凝胶层晶界扩散对柱状晶YSZ涂层电导行为的影响（英文）

借助晶界调控和修饰可以提高和改善氧离子导体YSZ的电导率。本文采用射频磁控溅射工艺在单晶Al2O3(0001)衬底上制备了厚度约为2μm具有柱状晶结构特征的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层,利用溶胶涂覆工艺在涂层表面涂覆含Fe、Co、Si等元素的扩散源,在一定温度下进行热扩散处理使上述离子沿晶界扩散,研究不同离子的引入对YSZ涂层电导率的影响。溶胶前驱体粉末的TG-DSC分析确定了涂覆处理后的热扩散处理工艺,采用XRD、SEM以及TEM对涂层以及溶胶的形貌、结构和物相进行了测试,采用直流四探针法和交流阻抗谱法对涂层热扩散处理前后的电导率进行了测试。结果表明制备态以及溶胶扩散后的YSZ涂层均具有立方萤石型结构,晶粒大小在50~100nm之间。电导率测试结果表明单独引入Si4+的样品电导率相比于制备态降低了3倍,在此基础上再引入Fe~(3+)的样品电导率相比于制备态提高了3倍,单独引入Co2+的样品电导率变化不大。Fe溶胶扩散后YSZ涂层电导率提高的原因可推断为Fe2O3对晶界处SiO_2的清除作用。     

生物医用TiNi记忆合金的溶胶-凝胶法SiO_2涂层表面改性（英文）

采用差示扫描量热分析法(DSC)研究热处理对Ti-52.2%Ni(摩尔分数)合金相变温度的影响。通过热处理手段可有效调整合金的相变温度。采用优化的溶胶-凝胶工艺在预氧化的TiNi合金表面制备一层致密、稳定的SiO_2涂层,膜基结合强度为(65.9±1.5)N。电化学试验结果表明:经表面SiO_2涂层改性处理的TiNi合金在模拟体液中具有优异的耐蚀性能。经表面SiO_2涂层改性处理和无表面改性TiNi合金样品分别植入豚鼠听泡,通过扫描电镜观察和能谱分析发现TiNi合金表面致密稳定的SiO_2涂层能有效阻止镍离子从合金基质中溶出。     

溶胶-凝胶法低温制备氧化钒晶体（英文）

采用溶胶-凝胶法在大水体系下制备了V_2O5纳米晶体。利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)时样品的结构与形貌进行了分析。结果表明:当pH3时,随着pH值减小,产物的结晶度越高,晶粒尺寸越大;当人(水:丙酮酸钒摩尔比)大于200时,W越大,产物结晶度越高,晶粒尺寸越大。当pH≤1和W≥200时,在低温50℃下,通过溶胶-凝胶法制备了V_2O_5·1.6H_2O晶体,在400℃热处理后得到了较纯的V2O5晶体,该晶粒平均尺寸约为8 nm。     

AM60B镁合金激光熔凝工艺研究

采用横流CO2激光器,对AM60B镁合金进行激光熔凝处理,同时改变激光加工工艺参数,得到不同的熔凝组织.讨论了各工艺参数对熔凝区尺寸的影响规律,并分析了熔凝区组织性能之间的关系.结果表明,激光熔凝后,晶粒得到细化,硬度提高约50％,耐磨性提高约60％.     

AM60B镁合金的MgCO_3晶粒细化技术(英文)

研究以MgCO3作为AM60B镁合金晶粒细化剂的细化工艺参数对微观组织的影响,从而开发一种细化工艺,同时,讨论其相应的细化机理。结果表明,升高MgCO3的添加温度或升高浇铸温度有利于获得细晶组织;在790°C时添加,最佳的加入量为1.2%,延长在此温度的保温时间使晶粒尺寸增大;在790°C时加入1.2%MgCO3,随后保温10 min浇铸,可使晶粒尺寸从未细化的348μm减小到69μm;MgCO3与熔体中的合金元素反应所形成的Al4C3颗粒是异质形核的基底;除异质形核机理外,聚集在生长前沿的Al4C3颗粒对晶体生长的阻碍是晶粒细化的另一原因。     

先进的溶胶-凝胶涂层的实际应用

溶胶-凝胶技术的特点之一是密切结合工业应用。另一个特点是所得材料有块状、纤维状、薄膜涂层和粉末等各种形状。作者集中研究了能实际应用的在各种基体上的溶胶一凝胶涂层,以及结合工业应用的基础研究。在此评述中将提供此项研究的结果。包括：（1）在金属板材上的防护涂层;     

片层蒙脱土对溶胶-凝胶涂层防腐蚀性能的影响

为改善无机涂层脆性大、成膜性差的问题,以正硅酸四乙酯为原料,片层蒙脱土为填料,采用溶胶凝胶法在AA2024铝合金表面制备了蒙脱土溶胶-凝胶涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和傅里叶红外光谱仪((FT-IR))分析了涂层的微观形貌和聚合原理。通过动电位极化和电化学阻抗谱测试,研究了所制备的涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并与纯硅溶胶涂层和基体进行比较。结果表明：制备的蒙脱土纳米片,其厚度最小约为10 nm,直径最小约为500 nm;蒙脱土在涂层中分布较为均匀,在溶胶聚合过程中,蒙脱土在溶胶中引导溶胶粒子有序聚合,提高了涂层的致密度,减少了固化时涂层产生的缺陷;蒙脱土溶胶-凝胶涂层试样的腐蚀电流密度(1.04×10^-8 A·cm^-2)比纯硅溶胶涂层试样(1.22×10^-7 A·cm^-2)低1个数量级,蒙脱土溶胶-凝胶涂层具有较高的涂层阻抗,且蒙脱土溶胶-凝胶涂层的R_ct始终远高于纯硅溶胶涂层,表明蒙脱土溶胶-凝胶涂层具有更持久的防护效果。     

压铸镁合金AM60B的微观组织特征

镁合金压铸件中的压室预结晶组织及离异共晶组织对铸件最终使用性能有着重要的影响.针对冷室压铸工艺,采用AM60B镁合金研究不同低速速度及高速速度下压铸实验件的凝固组织特征.通过OM、EBSD、XRD、SEM及EDS等实验手段进行分析和定量统计.结果表明:在低速压射阶段,压室中熔体的过热度消失,达到初生相形核条件;在高速充填型腔过程中,压室预结晶组织向铸件中心偏聚,使得其心部含量高于表层;同时,压铸件靠近浇口端压室预结晶组织含量高于远离浇口端;低速速度越小,压铸件中压室预结晶组织含量越高;高速速度越小,压铸件中压室预结晶颗粒越粗大,枝晶形貌越完整.在压铸凝固后期,初生a-Mg晶界处出现离异共晶组织,共晶β-Mg17Al12相在压铸件中心及表层分别呈网状和粒状分布,且压铸件中心及缺陷带位置的共晶组织含量高于表层.     

AM60B镁合金压铸工艺的研究

研究了压射比压、浇注温度、模具温度、压射速度四个压铸参数对AM60B镁合金显微组织、铸造性能和力学性能的影响,探明了其在冷室压铸条件下的最佳工艺,简单分析了压铸态组织,并成功地实现了镁合金灯罩铸件的试制。     

复合溶胶-凝胶法制备TiAl合金表面防护涂层

采用复合溶胶-凝胶法在γ-TiAl合金表面制备一种致密均匀的新型复合陶瓷涂层.通过1 000 ℃等温氧化和循环氧化实验研究涂层对γ-TiAl基体高温氧化行为的影响,并初步探讨涂层的抗氧化机制,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层氧化产物的表面形貌、组织结构及相组成.结果表明:涂层对TiAl基体具有良好的高温防护作用,能显著降低TiAl合金的高温氧化速率;涂层氧化产物Y3Al5O12和Y2(Ti2O7)的热膨胀系数与TiAl基体的非常接近,提高涂层和基体之间的相容性,从而避免涂层在氧化过程中的剥落.BSE和EDS分析表明,在涂层与基体界面处形成一层致密的Al2O3保护膜,有效地防止合金基体的高温氧化.