喷射速度对喷射电沉积多孔金属镍的影响

借助电化学技术,采用喷射电沉积的方法,直接制备出具有一定厚度、孔隙率较高、组织较均匀的多孔金属镍,并研究了不同喷射速度对喷射电沉积直接制备多孔金属镍的表面形貌和结构特征的影响。研究结果表明,多孔金属镍的孔隙率随喷射速度的增加先减小后增加。     

交变电流辅助激光熔覆的基体电场仿真

利用有限元法在ANSYS环境中模拟了不同厚宽比、不同频率下的电流分布。结果表明,厚宽比大于1的情况下,电流分布更适合于交变电流辅助激光熔覆试验。此外,当交变电流频率增加时,基体表面的最大电流密度也随之增加,这将有利于更好地将电流作用于激光熔覆的熔池。此外,验证试验表明,在激光熔覆过程中施加交变电流,可使激光熔覆层中的孔隙率降低,并能细化晶粒。     

激光烧结SiC陶瓷复合材料块体的组织及性能研究

在45钢基体上利用激光烧结技术制备了SiC陶瓷复合材料块体,并利用扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计等设备,分析了试样的显微组织特征,并对试样硬度和磨损性能进行了测定.结果表明,SiC纳米颗粒作为纳米添加相,一部分弥散在粘结相镍基合金中,使材料的力学性能大大改善,另一部分由于机械混合的不均匀性而形成团簇,并作为微观应力抑制点;而复合材料中的WC微米颗粒在高比能量的激光作用下,被进一步细化和分散在粘结相中;分析同时发现,随着激光功率的增加,材料的硬度和耐磨损性能明显增加,力学性能得到改善.     

硅片线切割有限元热分析

硅片放电切割是一种新型的工艺方法，硅片放电切割技术能直接得到大尺寸、超薄硅片，且不受硅片各向异性的影响，设备成本很低，切割效率较高。该文用有限元方法对低电阻率单晶硅片的放电加工温度场和应力场进行分析，探讨放电参数对加工表面形貌及性能的影响。     

常规和纳米ZrO_2-7%Y_2O_3等离子喷涂热障层及其激光重熔后的抗热震性能

为了探讨激光重熔对等离子喷涂常规和纳米热障涂层(TBCs)的影响,采用等离子喷涂工艺在γ-TiAl合金表面制备了常规和纳米ZrO2-7%Y2O3TBCs,并对其进行激光重熔处理,研究了等离子喷涂常规TBCs、激光重熔-等离子喷涂常规TBCs、等离子喷涂纳米TBCs及激光重熔-等离子喷涂纳米TBCs 4种涂层在850℃下的抗热震性能。结果表明:4种TBCs热震失效次数依次为73,118,146,163次,相应的热震破坏形式分别为整体剥落、局部剥落、边角剥落和局部剥落;纳米结构有利于提高涂层的抗热震性能;激光重熔在一定程度上改善了等离子喷涂层的抗热震性能。     

脉冲摩擦喷射电沉积纳米晶镍的电化学腐蚀行为

为进一步研究脉冲电源对脉冲摩擦喷射电沉积的影响,本文分别采用脉冲摩擦喷射电沉积工艺和传统喷射电沉积工艺制备镍沉积层,利用TEM和XRD对比分析了占空比和频率对纳米晶镍微观组织结构的影响,采用电化学极化法研究了各沉积层在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能,以期为拓展纳米晶材料的应用提供理论依据.研究表明:脉冲摩擦电沉积的应用,使电沉积结晶过程更加均匀,晶粒得到极大细化,最小平均晶粒尺寸可达9.12 nm;在氯化钠溶液中,脉冲摩擦喷射电沉积具有更小的腐蚀电流密度和更宽的钝化区,制备的镍沉积层电化学腐蚀性能均优于传统喷射电沉积;占空比和频率对沉积层腐蚀性能的影响与其各自对晶粒大小的影响基本吻合,过小或过大的占空比及频率均会导致耐腐蚀性能的降低.     

激光重熔等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层组织及高温磨损性能

为了提高等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响．用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构、相组成和显微硬度,同时对涂层的高温摩擦磨损特性进行了考察．结果表明,激光重熔消除了等离子喷涂层的层片状结构、孔隙等缺陷,涂层致密度提高;另外在激光高能量密度作用下,WC颗粒部分熔化,并在周围析出枝晶结构．激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其磨损性能也显著高于原等离子喷涂层．     

析氢对电沉积镍枝晶生长的影响

采用点电极电沉积的方法,在环形电解池中用自行设计的试验装置研究了不同电压和NiSO4质量浓度时,析氢对电沉积金属镍枝晶二维生长行为的影响。研究发现,析氢对沉积产物的形貌影响显著,氢气的大量析出有利于枝晶产生分枝,使沉积物的形貌趋于致密。     

等离子喷涂纳米团聚体粉末热力耦合的有限元数值模拟

采用有限元软件中的间接热力耦合方法,建立等离子喷涂纳米团聚体ZrO2-7%Y2O3(质量分数)粉末热力耦合有限元模型,对喷涂过程中粉末的热应力进行研究,分析粉末直径和喷嘴出口处等离子焰流温度对粉末应力的影响。同时进行相应的等离子喷涂试验,并从理论上分析喷涂过程中粉末破碎的原因及破碎机理。结果表明:在等离子喷涂过程中,粉末中心存在较大的拉压力,随着粉末飞行时间的增加,粉末中心拉应力先增加后减小;粉末直径越大,粉末中心最大拉应力越大,出现最大拉应力的时间越晚;喷嘴出口处等离子体温度越高,粉末中心的最大拉应力也越大,而出现最大拉应力的时间没有明显差别;等离子喷涂纳米涂层的表面有3类组织,单个或少量纳米粒子团、以亚微米级尺度为主的小球以及较大尺度的不规则体;这3类组织是由等离子喷涂过程中纳米团聚体粉末内部较大的拉应力而引起粉末破碎形成的,其破碎形式与爆炸破碎机理相符。     

等离子喷涂纳米ZrO2复合陶瓷涂层冲蚀行为

以常规和纳米团聚体ZrO3-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TC4钛合金表面制备了常规和纳米结构陶瓷涂层,并对其进行冲蚀实验,研究了涂层微观组织和性能对涂层抗冲蚀性能的影响,以及不同工艺参数下涂层冲蚀性能.用扫描电镜(SEM)和XRD分析了涂层组分和微观结构,同时利用显微硬度计对涂层的硬度进行了测试.结果表明,等离子喷涂纳米ZrO2涂层抗冲蚀性能明显高于常规ZrO2涂层.当冲蚀角为90°时冲蚀失重最大,表现为脆性冲蚀,随着速度的增大冲蚀失重也随之增加.等离子喷涂纳米ZrO2涂层由熔化区和部分熔化区组成,部分熔化区属微纳米结构,熔化区在沉积急冷和冲击应力的作用下会形成细晶,微纳米结构与细晶共同作用下的纳米陶瓷涂层的平均粒度将远远小于常规陶瓷涂层的平均粒度,使其硬度增加;微纳米区域在涂层中其局部晶界的强度特别高,裂纹难以沿着晶界扩展,起到了良好的增韧的作用,硬度和韧性的提高使涂层的抗冲蚀性能增强.