激光改性对YSZ涂层结构与性能的影响

本文采用电子束物理气相沉积技术在Ni基单晶基体表面制备双层结构的热障涂层后,采用脉冲Nd:YAG激光对其进行激光表面改性处理,获得具有复合陶瓷层结构的热障涂层。然后,对改性前后试样进行了1100℃高温氧化处理,并采用SEM和XRD分析了激光改性对涂层微观形貌和组织结构,以及抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。结果发现：激光改性处理后,试样表面形成致密平整的重熔层组织,该组织与原柱状晶组织共同构成了复合结构的陶瓷层,复合结构的陶瓷层减缓了有害元素向基体的扩散行为,提高了涂层的抗氧化性能和耐腐蚀性能。     

激光改性对YSZ热障涂层结构与性能的影响

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在Ni基单晶基体表面制备双层结构的热障涂层后,利用脉冲Nd:YAG激光对其进行表面改性处理,获得具有复合陶瓷层结构的热障涂层试样。然后,对激光改性前后2组试样同时进行了1100℃高温氧化处理,并采用SEM和XRD分析了激光改性对涂层微观形貌和组织结构,以及抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:激光改性处理后,试样表面形成平整致密的重熔层组织,该组织与原柱状晶组织共同构成了复合结构的陶瓷层,复合结构的陶瓷层减缓了有害元素向基体的扩散行为,提高了涂层的抗氧化性能和耐腐蚀性能。     

镁合金材料表面处理技术研究新动态

对镁合金材料近年来在表面微弧氧化、表面超疏水膜层、激光表面改性以及溶胶-凝胶涂层四个方面的研究动态进行了简要综述。镁合金材料采用双极性和混合(单极和双极的组合)电流模式微弧氧化处理的膜层生长速率较快,膜层更致密且硬度更高,膜层的耐磨性和耐腐蚀性能更好。在高浓度苛性碱为主的强碱性溶液中添加适量的添加剂,经短时间(~3 min)微弧氧化处理,即可获得中性盐雾试验达200 h以上的致密耐腐蚀膜层。采用水热法、电化学刻蚀、微弧氧化和电沉积等方法,可在镁合金材料表面形成具有微纳米多级结构的粗糙表面,再用低表面能物质对粗糙表面进行修饰,可在镁合金表面获得超疏水膜层,从而提高镁合金的耐腐蚀性能。镁合金材料激光表面改性处理可改善其表面成分,细化晶粒,使组成相分布更均匀以及提高表层的固溶度极限,从而提高镁合金材料的耐腐性能、摩擦磨损抗力和疲劳强度。溶胶-凝胶有机/无机杂化涂层与镁合金基材良好的附着力,不仅可提高镁合金的耐腐蚀性能,还可以使镁合金具有抗氧化、耐磨损、防水性以及其他性能。     

稀土元素在表面工程领域中的应用

本文简要综述了国内外近年来将稀土元素应用于表面工程领域所取得的进展。表明不论是一般的化学热处理，还是喷涂、喷熔或激光表面改性等技术过程，稀土元素都显示出独特的有益作用。诸如：活化催渗作用，细化组织，净化夹杂，提高组织均匀性和降低孔隙率的作用。提高表面改性层的硬度、回火抗力和抗氧化能力；减少裂纹生成等．由于稀土元素的加入．可使各种表面改性层的耐蚀、耐磨、抗疲劳性能显着提高．作者指出：虽然稀土元素在各种表面改性层中的作用机理尚未搞清，还要做大量认真细致的研究工作。然而，这并不妨碍稀土元素在表面工程领域中的工业应用。     

电子束熔覆表面改性技术的研究进展

电子束熔覆技术能使材料表面获得优异的性能。介绍了电子束熔覆表面改性的原理及特点,阐述了电子束熔覆技术对材料耐磨性、耐腐蚀性能和抗氧化性的改善机理,对材料表面改性层组织和性能的影响及其国内外研究现状及发展前景。简述了电子束引起涂层与基体之间结合力以及材料结构的变化。最后,对电子束熔覆表面改性技术当前存在的不足以及未来的发展方向进行了论述。     

提高材料摩擦学性能之稀土表面工程

表面改性过程中加入稀土元素对改善材料表面的摩擦学性能有显著的效果.稀土表面工程研究中可通过多种方法将稀土元素加入表面改性层,通常采用化学热处理、热喷涂和喷焊、激光表面处理等方法.本文综述了哈尔滨工业大学材料科学系的研究者们在该领域的研究情况,包括本文作者的研究和应用成果.     

TiAl合金高温抗氧化表面防护技术

TiAl合金作为重要的高温结构材料,其高温抗氧化性能有待改善。表面防护技术是提高TiAl合金高温抗氧化性能的有效方法。本文综述了TiAl合金高温抗氧化表面防护技术的研究进展,阐述了表面合金化层及表面防护涂层的机理和特性,总结了防护技术的应用和存在的不足,并对TiAl合金抗高温氧化表面防护技术研究的发展趋势进行了展望。     

新型银稀土合金的制备工艺及性能研究

采用石膏模精密浇注工艺技术,成功制备了银稀土合金铸锭,并确定了合理的浇注工艺技术参数,分析了稀土元素的作用机理。结果表明,在银中添加多元稀土元素(La、Ce、Sm、Y),改善了银合金的物理、力学、焊接性能、抗氧化和耐腐蚀性能。研发的新型银多元稀土合金具有良好的抗氧化、耐腐蚀性能及可铸性能,在银饰品材料领域具有明显的应用市场前景。     

S45C钢稀土硼共渗层中铈的分布及其显微组织

一、前言众所周知,钢中加入稀土,可以提高强度、改善彻性、耐蚀性、抗高温氧化性及加工性,但是,微量稀土元素在钢中的分布及其存在形态对钢的性能影响很大,因此不少人都在研究稀土在钢中分布的不均匀性、在晶界处稀土的高浓度区以及析出相等。研究结果更清楚稀土在钢中的作用机理、稀土加入可以提高钢的性能。文章介绍了稀土在材料表面改性方面的应用,加入稀土可以改善表面改性层的组织、结构,提高材料性能。渗硼时,加入稀土     

金属表面自纳米化及其复合改性技术研究进展

结合国内外表面自纳米化的研究成果,综述了表面纳米晶层产生的机理及表面自纳米化对材料表面硬度、摩擦磨损性能、抗疲劳性能以及耐腐蚀性能等的影响,总结了表面纳米晶层的优势,并针对表面纳米晶层性能及单一表面处理技术的不足,详细介绍了金属表面自纳米化与等离子体扩渗、微弧氧化及化学镀等常规表面处理相结合的复合改性技术研究进展,阐明了复合处理技术在材料性能提升上的巨大优势。最后,指出了复合处理技术面临的挑战,并从加强作用机理的研究、复合处理工艺系统性研究以及推进工业化应用等方向着手,提出应充分发挥金属材料表面自纳米化这一普适性的表面处理手段与其他表面改性技术复合的优势。希望为实现金属材料结构功能一体化,促进高性能新型材料和高性能复相表层的研究开发,加快复合改性技术工业化应用的进程提供借鉴与支撑。     

稀土对电沉积镍基合金镀层组织和耐蚀性的影响

针对提高镍基合金镀层性能问题,采用单脉冲电沉积法制备镍基合金镀层,并用扫描电镜、电化学和失重法研究了镀液中添加稀土元素对镍基合金镀层的组织和耐蚀性的影响。结果表明：镀液中添加适量的稀土能细化镍基合金镀层组织,使镀层表面平整致密,有效地提高镀层的耐蚀性能。     

CrAlN基硬质涂层的研究进展

近年来,现代工业对材料的性能提出了日益严苛的要求,表面技术改性逐渐成为提升材料表面性能的有效手段。CrAlN涂层因其良好的力学性能和优异的抗高温氧化性能,在保护性涂层领域受到广泛关注。本文综述了近10年来CrAlN基硬质涂层的最新研究进展,包括CrAlN涂层的结构和性能、制备工艺、合金化和以CrAlN为基的纳米多层结构涂层和纳米复合结构涂层的设计和优势等,讨论了CrAlN涂层潜在的发展方向,以期推动该涂层在保护性涂层领域的发展和应用。     

含金耐磨耐蚀涂层的制备及性能研究进展

材料在使用过程中经常会因为磨损和腐蚀而导致失效，采用表面改性技术制备涂层来改善材料的耐磨性和耐蚀性是一种经济、高效的方法。由于金具有低剪切强度、化学稳定性好和自润滑作用等优点，在涂层中引入金可以显著改善材料的耐磨性和耐蚀性。综述了含金耐磨耐蚀涂层目前主要的制备方法、金的润滑机理、金提高涂层耐蚀性的原因及其影响因素等，并对涂层的发展方向进行了展望。     

钢管热镀锌基稀土合金镀层的制备

在传统的钢管热镀锌工艺基础上,通过在镀液中添加不同比例的稀土合金,获得了不同性能的锌基稀土合金镀层;研究了各镀层的厚度、表面形貌、成分以及耐腐蚀性能。结果表明:当稀土合金的质量分数为0.05%~0.10%时,所获得的钢管镀层表面结构致密,无明显缺陷,厚度均匀一致,耐腐蚀性能优良。     

POSS改性丙烯酸涂层的耐刮擦及紫外防护性能

丙烯酸树脂基涂层具有良好的耐候性,但其力学性能较差,耐刮擦及摩擦磨损性能不足等缺点易导致其使用寿命降低。为改善其耐刮擦及摩擦磨损性能,进一步提高其耐候性和延长使用寿命,采用溶胶凝胶法合成了八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OvPOSS),进一步将其与丙烯酸树脂(PMB)原位复合改性制备了不同OvPOSS添加量的有机无机杂化树脂。利用光镜、接触角测量仪、显微硬度仪等表征了OvPOSS改性树脂制备的涂层在紫外辐照前后的表面形貌、接触角、硬度等;采用纳米划痕仪和摩擦试验机研究了涂层改性前后的耐刮擦和摩擦磨损性能。结果表明：当添加OvPOSS质量分数为10%时,改性涂层的各方面性能最佳。与未改性的丙烯酸涂层相比,OvPOSS的加入显著改善了OvPOSS/PMB复合涂层的硬度,抗紫外线性,耐刮擦和摩擦磨损等性能。     

热障涂层失效机理、改进方法及未来发展方向

热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)是用于航空发动机及燃气轮机的一种高效功能性隔热涂层,常用材料为氧化钇(质量分数6％～8％)部分稳定氧化锆(YSZ).首先,从TGO生长、高温烧结、CMAS腐蚀、盐雾腐蚀和热膨胀失配等方面介绍了YSZ的失效机理,以上因素会从不同程度上造成涂层分层、开裂...     

稀土硅酸盐环境障涂层综述∗

硅基非氧化物陶瓷材料因其质量轻、强度高、韧性大等优点和其上的环境障涂层,广泛用于民用或军用飞机发动机的热端部件,但目前所用的传统环境障涂层保护效果并不理想。 因此对新发展的稀土硅酸盐环境障涂层进行深入研究,以使其能广泛用于高推重比发动机上具有重要意义。 稀土硅酸盐环境障涂层相较于传统环境障涂层,具有更好的隔热性、与基体更匹配的热膨胀系数(二硅酸镱)及优异的抗腐蚀性能,如稀土硅酸镱盐具有良好的抗水氧和抗熔盐腐蚀性能,这些性能能够有效提高硅基陶瓷及涂层在发动机恶劣环境下的使用寿命,目前已成为飞机的首选防护涂层材料,从而成为环境障涂层材料领域研究的热点。 从稀土硅酸盐环境涂层的主要应用研究背景、发展历程、制备方法、涂层性能、失效机理等方面系统阐述其各种特点,提出目前稀土硅酸盐环境障涂层易失效的多种原因,以及工艺制备和性能模拟测试方面的不足之处,为未来的涂层改进和研究发展指明了方向。     

稀土元素对铝合金组织与性能影响的研究进展

稀土元素因为其有效、稳定的变质作用,被广泛应用于多种金属材料中。变质处理可以细化合金组织,从而提高合金的力学性能,不同的稀土元素对铝合金的变质效果不同。重点介绍了几种常用稀土元素对铝合金显微组织、力学性能的影响及其变质机理,综述了现阶段国内外稀土铝合金的研究现状,并阐述目前存在的问题,以及对未来研究进行了展望。     

SOFCs金属连接体表面改性Mn-Co尖晶石涂层研究现状

Fe-Cr铁素体不锈钢是中低温固体氧化物燃料电池(SOFCs)的理想连接体材料，但其在高温有氧环境中表面易被氧化，且会引起阴极“Cr毒化”现象，致使电池工作效率降低。Mn-Co尖晶石因其较高的高温导电性和抗氧化性，被广泛应用于连接体保护涂层以提高连接体的抗氧化性，并减少Cr的扩散。但Mn-Co尖晶石涂层在长期服役过程中仍存在Cr元素扩散导致Cr₂O₃过渡氧化层不断增厚、涂层导电性能下降的现象，研究发现通过对Mn-Co尖晶石涂层进行掺杂改性可有效改善上述问题。本文结合近年来Mn-Co尖晶石涂层研究进展，简述了典型的Mn-Co尖晶石晶体结构及其导电机制，总结了改性元素在Mn-Co尖晶石中可能的掺杂位点及对尖晶石晶体结构的影响，重点阐述了稀土元素Y、La、Ce，以及过渡族元素Cu、Fe改性对Mn-Co尖晶石涂层抗氧化性、导电性、黏附性，以及热膨胀系数相容性的影响，详述了改性元素作用机理，总结对比了不同元素对Mn-Co尖晶石涂层改性的侧重点。最后，对当前研究中Mn-Co尖晶石涂层存在的问题及今后改性Mn-Co尖晶石涂层的研究方向进行了展望。     

医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题,因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题,在此基础上,考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。结合体内试验和体外试验,概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响,并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。