先进表面工程技术的发展前沿

叙述了表面工程的分类及各种表面工程技术的应用现状和发展趋势,指出,双层辉光等离子表面冶金技术、激光表面冶金技术、离子注入、加弧辉光离子渗镀技术和闭合场非平衡磁控溅射等先进技术是表面工程技术研究应用的前沿。     

稀土Ce对热浸渗铝扩散层生长和组织的影响

研究了稀土Ce对15CrMo钢热浸渗铝扩散层生长的影响;采用OM、SEM和EDS分析了扩散层的组织、成分和相结构。结果表明,扩散层由η相(Fe2Al5)、ξ相(FeAl2)、β2相(FeAl)、β1相(Fe3Al)和α相组成,其中η相和ξ相是主要相;添加稀土Ce将减少扩散层中的孔洞,细化晶粒,并明显减少η相;稀土Ce对扩散层的生长起一定的阻碍作用,这种作用的大小与Ce的添加量密切有关。     

Ti2AINb基合金多弧离子镀铝层的抗高温抗氧化性能研究

利用多弧离子镀技术在Ti2 AlNb基合金表面制备镀铝层。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层的850℃高温抗氧化性能。结果表明：Ti2 AlNb基合金的镀铝层是均匀、致密的,经850℃高温氧化100 h后,表面氧化层主要是Al2 O3,次表层是TiAl3、TiNb4,镀铝有效地提高了Ti2 AlNb基合金的高温抗氧化性能。     

γ-TiAl表面NiCrAlY/Al复合涂层的高温氧化行为

采用磁控溅射和电弧离子镀技术在γ-TiAl合金表面制备NiCrAlY/Al复合涂层,研究了复合涂层对提高γ-TiAl合金抗高温氧化性能的作用机理。经950℃恒温氧化100 h后,涂层表面未发现裂纹和脱落,涂层试样氧化增重值较基体大幅减小。对氧化层进行了SEM、EDS和XRD分析,结果表明无保护涂层的基体γ-TiAl合金表层疏松多孔,无法抵抗高温环境下氧气对基体合金的侵蚀。复合涂层表面的NiCrAlY镀层在氧化过程中形成了Cr2O3,α-Al2O3和β-NiAl相组成的致密防护涂层,阻隔了氧气与基体的接触,中间的Al层为表层持续生成Al2O3提供了Al源。NiCrAlY/Al复合涂层显著提高了基体在950℃下的抗高温氧化性能。     

γ-TiAl基合金在不同温度下的氧化行为

采用热重法研究γ-TiAl基合金在700℃、800℃、900℃和1000℃的静态空气中的等温氧化动力学。使用金相光学显微镜和扫描电镜分析了氧化层的形貌和组织结构。采用X射线衍射仪测定了氧化层的相结构。研究结果表明,在700℃恒温氧化时,γ-TiAl基合金未发生氧化,而在800~1000℃氧化产物为TiO2与Al2O3,且存在分层现象。随着氧化温度的升高及氧化时间的延长,γ-TiAl基合金的氧化皮出现剥落现象,氧化增重逐渐明显。     

γ-TiAl合金表面磁控溅射与电弧离子镀制备Al涂层高温氧化行为的比较(英文)

利用XRD、EDS和SEM分析研究了磁控溅射和电弧离子镀2种工艺制备的Al涂层的微观结构、形貌和抗氧化性能。磁控溅射技术制备的均匀、致密的Al层拥有更为细小的晶粒组织。在氧化实验后,磁控溅射制备的Al涂层形成了一个由表层氧化层、次表层富Al层和互扩散层的保护性结构。相比之下,电弧离子镀制备的Al涂层表现出了更差的抗氧化性。这是由于在离子镀制备的Al涂层中发现的针孔可以为氧气的侵入提供通道,从而引起涂层的内氧化并最终导致涂层的剥离。结果表明,磁控溅射制备Al涂层具备更好的抗高温氧化性能。     

Ti6Al4V合金表面Ti(C,N)改性层的摩擦性能

利用双层辉光等离子表面冶金技术,以石墨为源极,Ti6Al4V为阴极,一定比例的氮气和氩气为载气,在其表面形成Ti(C,N)改性层。观察分析了改性层的成分、显微组织及相结构,评价了其纳米硬度和室温干滑动磨损条件下的摩擦磨损性能。结果表明:改性层主要组成相为Ti(C0.3N0.7);碳、氮元素分布由表及里呈梯度分布;改性层纳米硬度高达41 GPa,较基体明显提高;在室温干摩擦磨损条件下,改性层与基体相比,摩擦因数由0.45降低到0.28,比磨损率也大大下降,表现出优异的耐磨减摩性能。     

γ-TiAl合金表面Al_2O_3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能（英文）

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al_2O_3/Al复合涂层。在850℃下、100%(质量分数)Na_2SO_4熔盐中观测Al_2O_3/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al_2O_3/Al复合涂层具备由Al_2O_3表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al_2O_3、TiO_2和TiAl_3。致密的Al_2O_3/Al复合涂层有效地抑制了O~(2-)、S~(2-)和Na~+对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al_2O_3/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

无线传感器网络的路由协议设计研究*

集成了传感、计算和通信技术的无线传感器网络是普适计算模式的一种典型应用。简要地介绍了无线传感器节点及其网络的体系结构,分析了无线传感器网络不同于传统网络的特点,重点阐述了在无线传感器网络的路由协议设计中需要考虑的重点与难点,并结合应用需求提出了几点设想。     

片状Al-Zn-Si合金粉的析氢行为与抑制剂研究

通过析氢实验考察了不同锌与铝析氢抑制剂对Al-Zn-Si合金片粉在10 mass%乙二醇单丁醚水溶液的析氢抑制作用,并用傅里叶红外测试、扫描电镜和XRD等手段对合金粉末试样进行分析和表征。结果表明四丁基溴化铵(TBAB)和羟乙叉基二膦酸(HEDP)对铝锌硅合金粉在10 mass%的乙二醇单丁醚水溶液中的析氢有较好的抑制效果;当TBAB/Al-Zn-Si=50(mass%)、HEDP/Al-Zn-Si=100(mass%)时缓蚀效果最为理想,缓蚀效率可分别达到78.99%和62.77%;结合电位-pH图对合金粉在碱性介质的微电偶腐蚀特征给出了解释,最后初步探讨了析氢抑制剂缓蚀机理。