Zr-3在500～700℃的氧化及磨损行为

对Zr-3试样进行500～700℃下3h氧化,研究其氧化组织及磨损行为.结果表明:Zr-3在500～700℃氧化后表面形成的氧化物主要为单斜ZrO2,另外还有少量ZrO1.99;氧化后Zr-3表面硬度增加,随氧化温度升高,氧化层硬度增加;Zr-3磨损的主要原因是表面塑性变形和氧化,而氧化后Zr-3的磨损主要是由于氧化膜发生剥落及其产生的二次磨损.     

温度对AZ91D镁合金化学镀镍层结构和耐蚀性能的影响

针对AZ91D镁合金,采用酸性化学镀液体系进行化学镀镍,研究了化学镀温度对镀层表面形貌和截面结构的影响,讨论了不同镀液温度下表面形貌的演变过程及镀层的耐蚀性能。结果表明:温度对膜层结构和成分影响较大,温度越高,镀层表面越均匀、致密,且相同时间内获得的镀层厚度越厚,但研究中超过90℃时镀层表面及膜基界面均出现了较多孔洞;80℃时镀层含磷量达到峰值。由于温度影响了镀层结构和成分,最终导致了镀层耐蚀性的差异,80℃时镀层耐蚀性最好。     

医用镁合金ZrO2陶瓷膜制备及其骨生物活性研究

为了提高医用镁合金的耐蚀性及骨生物活性,分别在锆盐体系和硅酸盐体系溶液中,采用微弧氧化技术在镁合金表面制备具有生物活性的陶瓷膜。利用X射线衍射仪分析了陶瓷膜的相成分,并通过Hank’s体液模拟试验研究了陶瓷膜表面形貌演变和Ca、P等元素的含量变化。研究结果表明:锆盐体系溶液中制备的陶瓷膜主要由ZrO2和MgF2组成;硅酸盐体系溶液中制备的陶瓷膜主要由MgSiO3和MgO组成。在模拟体液浸泡过程中,陶瓷膜未发生腐蚀,表明对镁合金基体具有良好的防护作用。在体液浸泡7 d至14 d,陶瓷膜表面有团状物形成;浸泡21 d后,表面出现蠕虫状的羟基磷灰石形貌;同时,陶瓷膜表面的Ca、P元素含量随浸泡时间延长逐渐增加;其中,锆盐体系溶液中制备陶瓷膜表面的Ca/P比达到1.445,接近羟基磷灰石中的Ca/P比(1.67)。     

物理气相传输法制备大面积AlN单晶

以自制[0001]正晶向sic衬底为籽晶,采用物理气相传输法制备了直径42 nm、厚度700 μm的AlN单晶层.介绍了晶体生长系统和生长工艺条件;分析了样品的相组成和形貌.结果表明:样品中SiC-AlN界面明晰,AlN单晶层透明、形貌平整,具有微台阶表面特征.Raman光谱和X射线衍射测试显示该层结晶性好,无杂质相,为典型的2H单晶晶型,生长面为标准的c面正晶向.     

铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程研究

采用硅酸钠溶液体系，制得250μm左右的微弧氧化陶瓷层。研究了溶液电导率以及电流密度对Al合金微弧氧化陶瓷层生长过程和厚度的影响。结果表明，提高溶液电导率能加速陶瓷层的生长，降低陶瓷层粗糙度。提高电流密度能加速陶瓷层的生长速率，但不宜过高，以10A／dm^2左右为佳。采用金相显微镜观察微弧氧化陶瓷层截面发现陶瓷层呈连续结构，较厚的陶瓷层中有少量金属颗粒存在。     

电解液Ca/P比对微弧氧化钛合金涂层结构及性能的影响

采用微弧氧化技术在Ti-13Nb-13Zr合金表面制备HA/TiO₂复合涂层。通过改变电解液中Ca/P比值,研究不同Ca/P比对微弧氧化涂层的相组成及组织变化,以及对耐磨性、耐蚀性与体外生物活性的影响。结果表明:随着电解液Ca/P比增大,涂层粗糙度及孔隙率增大。涂层相组成以锐钛矿及金红石为主,金红石相含量随着电解液Ca/P比增大而增大。乙酸钙含量为35 g/L的电解液制备的CA35涂层厚度达80.59μm,表面Ca/P比为1.98,表现出最好的耐磨耐蚀性能。与基体相比,CA35涂层平均摩擦系数约为0.19,下降了43%。采用Pt参比电极和质量分数0.9%NaCl测试溶液对涂层的耐蚀性进行检测。CA35涂层的腐蚀电流密度为4.94μA/cm²,腐蚀电位为-221.73 mV。CA35涂层在Kokubo溶液中产生矿化产物的速度最快。研究发现适当提高电解液Ca/P比能有效促进HA的形成,提高涂层的耐磨耐蚀性能,过高的Ca/P比会导致涂层性能下降。此外,对Ca/P比对涂层性能的影响机理进行了探讨。     

TC4在锆盐体系下微弧氧化膜层的生长特性研究

目的通过建立ZrO_2/TiO_2复合陶瓷膜层的氧化时间与膜层生长的动力学关系,探究膜层生长对膜层显微硬度的影响规律,寻找制备高硬度微弧氧化膜层的最佳时间。方法在锆盐溶液体系和已优化的电参数条件下,对TC4进行不同时间的微弧氧化处理,分析所得膜层的表面和截面形貌、元素分布及相组成,进行膜层表面孔隙率和显微硬度的测定并分析。结果测试氧化时间内膜层生长表现出不同的动力学特征和宏观表象,膜层的生长分为两个阶段:第一阶段膜厚呈线性增加,第二阶段膜厚增长速率减缓。表面孔隙率随时间的增大而增大。在氧化15 min时所得的膜层硬度最高,且随时间的增加,膜层的显微硬度呈先增后减的趋势。结论影响微弧氧化膜层显微硬度的主要因素包括膜层相组成和表面结构。在微弧氧化膜层厚度呈线性增长的过程中,显微硬度线性增大;在膜厚缓慢增长的过程中,显微硬度降低。     

WC-Co硬质合金烧结过程渗硼的高温动态相分析

用 PHIL IPS X’PETRθ- θ测角仪对以 B4 C为供硼剂的 WC- 2 0 Co硬质合金的渗硼表面进行了从室温到 130 0℃真空烧结渗硼过程的 XRD动态物相分析 ,探讨了硬质合金烧结过程的表面渗硼机理。结果表明 ,在真空烧结升温期间 ,WC- Co硬质合金压坯表面上的 B4 C在 85 0℃以上分解出来的活性硼原子除在压坯表面上供形成含硼化合物外 ,所形成的高浓度活性硼原子向压坯内钴相 (γ相 )中扩散溶入 γ相晶格内并形成高钴含量的三元含硼相 W2 Co2 1 B6 化合物 ,WC- Co硬质合金真空烧结过程渗硼的有效温度范围为 85 0～ 10 0 0℃。     

ZTi60合金微弧氧化膜层结构组成及特性

采用微弧氧化技术在硅酸-磷酸复合体系中对ZTi60合金表面进行微弧氧化处理,优选出适用于ZTi60合金的较理想工艺,观察研究了其过程和特点,用扫描电子显微、X射线衍射仪和绝缘电阻测试仪分别研究了膜层的形貌特征、相结构组成和绝缘特性.结果表明:膜层表面微观形貌呈网状多孔结构,不同时间和终止电压下,膜表层结构区别较大;膜层由锐钛矿相TiO2和金红石相TiO2构成,但主要是前者,后者含量较少;膜层具有很好的绝缘性.     

喷枪扫描速率对常压冷等离子喷涂Cu薄膜的影响

研究了喷枪扫描速率对常压冷等离子喷涂Cu薄膜过程的影响。采用N_2和NH_3的混合气体作为等离子体气源产生常压冷等离子体,将Cu(NO_3)_2溶液雾化后通入等离子体射流的下游,雾化驱动气体是流量为4L/min的N_2,保护气体是流量为12L/min的Ar,利用射流型常压冷等离子体喷涂Cu薄膜。通过X射线光电子能谱仪分析制备的铜薄膜中铜元素化学状态的变化,用扫描电子显微镜观察制备的铜薄膜的微观形貌,讨论了制备薄膜过程中喷枪扫描速率的作用和影响。以N_2和NH_3的混合气体作为等离子体气源喷涂Cu薄膜时,在实验范围内,随着喷枪扫描速率的增大,制备的薄膜样品中铜元素的化学状态从Cu~(2+)变为Cu~+,再变为Cu,且薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。在喷涂过程中,Cu(NO_3)_2在等离子体中会发生分解反应,并产生中间产物,NH_3在等离子体中产生的活性粒子会与中间产物反应沉积得到Cu薄膜。