纳米压痕技术在材料力学测试中的应用

近年来,材料纳米级力学测试日益引起广大研究者的重视。纳米压痕仪凭借极高的载荷和位移分辨率,广泛应用于材料表面的微纳米级力学性能的测试,包括硬度、弹性模量、塑性应变、薄膜界面结合强度以及材料疲劳特性等。综述了几种纳米压痕和纳米冲击技术测试材料力学性能的方法和原理,介绍了纳米压痕技术在材料力学性能测试方面的若干先进应用实例及其测试机理,以及原子力显微镜和扫描探针显微镜在力学测试方面的原理和应用。最后,提出了纳米压痕仪存在的若干问题,并对纳米压痕技术的发展进行了展望,认为纳米压痕技术结合有限元模拟建立材料疲劳断裂模型,是纳米压痕在力学测试方面发展的必然趋势。     

超音速等离子喷涂层的组织及性能分析

用超音速等离子喷涂技术制备了NiCrBSi涂层,并对涂层的组织性能进行了综合分析.用扫描电镜和能谱仪分析了涂层的内部组织,用纳米压痕法测试了硬度和弹性模量,用拉伸试验法测试了涂层与基体的结合强度,用X射线应力仪测定了涂层沿厚度方向的残余应力的分布.结果表明,涂层内部比较均匀,具有较低的孔隙率和氧化物含量,涂层的纳米显微...     

两种电热爆炸喷涂层高温防腐性能对比研究

采用电热爆炸喷涂方法在45钢基体上制备高铬镍基45CT、SL30涂层,分别在800℃对两种涂层进行氧化和氯化腐蚀测试,研究涂层在高温状况下的腐蚀行为,同时借助SEM、XRD等检测手段,分析涂层在高温环境中的腐蚀特点及腐蚀机理.通过各项测试可以看出这两种高铬含量喷涂层组织致密,孔隙率极低,与基体材料具有优异的结合性,以冶金结合方式存在,其中SL30涂层组织更为致密,同时较45CT涂层平滑.此外,SL30喷涂层表现出了更为优异的耐蚀性,高温耐蚀效果好于45CT涂层.     

金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究

为探讨金属磁记忆无损检测技术预测再制造毛坯的剩余寿命,采用金属磁记忆技术检测了拉-拉疲劳过程中45钢光滑试件和预制缺陷试件表面的磁记忆信号变化规律.结果表明45钢光滑试件疲劳试验过程中,在试件断裂之前,随疲劳载荷作用循环次数的增加,试件表面磁信号的分布规律变化不大,试件断裂后断口处磁信号发生激变;表面预制槽型缺陷的45钢试件在疲劳试验过程中,其表面磁信号在预制缺陷扩展后发生变化,且缺陷部位磁信号峰峰值随裂纹长度增加而持续增大.研究分析认为,金属磁记忆检测技术对疲劳裂纹的扩展情况有较好的反映,有望通过建立磁记忆信号峰峰值--疲劳裂纹长度a的关系模型,实现金属磁记忆技术对再制造毛坯剩余寿命的定量方法.但是,采用金属磁记忆技术预测疲劳裂纹萌生前铁磁材料的损伤程度尚需进一步探索.     

激光强化电刷镀技术试验研究

系统研究了激光强化电刷镀技术的原理、特点、设备、工艺、镀层性能及强化机理.结果表明激光强化电刷镀Ni镀层与普通电刷Ni镀层相比,显微硬度提高了200 HV,耐磨性是普通电刷镀层的1.5倍,表面残余应力降低了 200 MPa,与基体结合强度高且可靠,是装备再制造工程中可广泛推广应用的一种新技术.     

军用器材新型封存材料应用研究

阐述了研究开发新型封存材料在军用器材封存中的意义和作用,介绍了国内外封存材料的发展现状,详细论述了新型封存材料的作用机理、性能特点,指出了其适用范围及其在军用器材物流中的应用前景.     

脉冲换向电刷镀镍基纳米SiO2复合镀层的耐腐蚀性能研究

采用脉冲换向电刷镀方法制备了Ni/n-SiO2复合镀层,应用SEM对镀层表面形貌进行了分析,测试了镀层的孔隙率,以及镀层在海水浸泡条件下的耐腐蚀性能,讨论了镀层的耐腐蚀机理.实验结果表明:与直流工艺条件下的电刷镀镀层相比,脉冲换向电刷镀工艺得到的Ni/n-SiO2复合镀层具有致密精细的表面、较小的孔隙率和较高的耐腐蚀性能.     

Q235钢静载拉伸过程中的磁记忆信号变化特征分析

选取Q235钢进行静载拉伸试验，利用EMS2003型磁记忆检测系统进行各级应力水平的检测。结果显示弹性极限范围内磁场强度曲线形貌接近未加载时，进入屈服阶段后磁场强度值明显增加，过零点数目在静载拉伸过程中呈现无规律变化，但弹塑性加载阶段均出现了过零点逼近最终断裂处的现象。该试验表明进入塑变后材料的组织结构变化与其所表现出的表面磁场强度值之间必然存在着某种对应关系，为磁记忆检测的进一步研究奠定了基础。     

38CrSi钢表面纳米结构层力学性能的研究

采用超音速微粒轰击技术在38CrSi合金钢表面制备了厚度约为25μm纳米晶层.利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对表面结构进行分析.纳米结构层的最表面层的晶粒尺寸约为16nm,晶粒尺寸随着距表面距离的增加而增大.利用纳米压痕仪对表面纳米结构层的力学性能进行研究,结果表明,当表面晶粒尺寸降低到纳米量级时力学性能明显改善,最表面纳米结构层的硬度是基体的2倍左右,并服从Hall-Petch关系;表面纳米结构层的弹性恢复系数明显提高;利用该方法制备的纳米晶对弹性模量的影响较小;对表面纳米化样品进行低温退火处理可使纳米结构层的性能更加稳定.分析表明表面纳米结构层力学性能的改善主要是表面晶粒细化的结果.     

层状固体润滑薄膜的研究进展

层状物固体润滑薄膜是固体润滑薄膜中最常用的形式.本文针对4种有代表性的层状物固体润滑薄膜(硫化亚铁、二硫化钼、石墨及二硫化钨薄膜)的制备方法及摩擦学性能进行了详细论述,这些薄膜都具有优良的减摩、耐磨、抗擦伤性能,但不同的薄膜其摩擦学性能有差异,适用工况也不尽相同.