强流脉冲电子束作用下CrFeCoNiMo0.2高熵合金微观结构变化与耐蚀性能研究

目的 提高CrFeCoNiMo0.2高熵合金的耐腐蚀性能。方法 采用强流脉冲电子束(HCPEB)辐照非等原子比CrFeCoNiMo0.2高熵合金(HEA)表面。通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了辐照表面的微观结构和腐蚀形貌。利用CHI760C电化学工作站,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,研究HCPEB辐照处理前后合金的抗腐蚀性能。结果 XRD分析表明,辐照样品表面发生了明显的取向变化,在(200)晶面上表现出择优取向。微观结构观察表明,在HCPEB辐照后,合金表面发生重熔,形成熔坑和厚度约为3~5 μm的致密重熔层。随着脉冲数量的增加,凹坑的密度和尺寸明显减小。此外,HCPEB处理消除了烧结合金中的孔隙和成分偏析,实现了组织和成分的均匀化。动电位极化曲线表明,与烧结样品相比,辐照样品在3.5%（质量分数）的NaCl溶液中具有更正的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度。Nyquist和Bode图的结果表明,在HCPEB辐照后,样品表面具有良好的电容行为和耐腐蚀性,其中辐照次数为30次时,样品的耐腐蚀性能最好。结论 HCPEB消除了烧结合金表面的组织缺陷,促使表面的元素分布更加均匀,进而提高了CrFeCoNiMo0.2高熵合金的耐腐蚀性能。     

泡沫铝表面Ni-W共沉积及性能研究

目的 进一步提高泡沫铝材料的强度及耐蚀特性,同时明确金属涂覆泡沫铝材料的综合耗能指标。方法 对泡沫铝表面预镀镍层后,在硫酸盐体系下,利用脉冲电镀进行镍钨合金共沉积。通过准静态压缩测试及扫描电镜分析,得到泡沫铝、预镀镍泡沫铝及镍钨共沉积泡沫铝材料的特征曲线及变形模式,综合分析材料的增强机理及综合耗能指标。采用电化学测试对比分析材料耐蚀特性。结果 泡沫铝表面共沉积镍钨合金层后,其峰值应力比镀镍泡沫铝平均提高了10%,较基体泡沫铝平均提高了约45%。强度提高来源于变形过程中包覆金属的支撑及铝基体-镍镀层界面处的拉伸撕裂。镍钨合金共沉积使泡沫铝的能量吸收增加38%,吸能效率有所提升,且其自腐蚀电位较镀镍泡沫铝及基体泡沫铝明显正移,腐蚀倾向及腐蚀速率降低。结论 泡沫铝表面镍钨合金共沉积使其强度、耐蚀性较镀镍泡沫铝进一步提高。由于特征曲线及变形模式的改变,镍钨共沉积泡沫铝的耗能特性提升明显。     

微弧氧化膜对7050铝合金氢致局部塑性变形的影响

目的改善7050铝合金在湿空气中氢致延迟开裂敏感性高的问题,以延长其使用寿命。方法采用微弧氧化工艺在铝合金表面生成微弧氧化膜,研究微弧氧化膜对高强铝合金氢致局部塑性变形的影响。通过双悬臂梁(DCB)试样恒位移试验,评价微弧氧化膜对7050铝合金应力腐蚀敏感性的影响,通过读数显微镜原位观察和记录裂纹扩展情况。利用扫描电镜观察断口形貌,采用定氢仪分析氢含量。结果经过微弧氧化处理后,7050铝合金氢致局部塑性变形行为明显下降。测得有微弧氧化膜试样的应力腐蚀开裂门槛值KISCC为23.340MPa·m1/2,而无微弧氧化膜试样的KISCC为16.934MPa·m1/2。有膜的裂纹扩展速率为6.378×10–6 m/s,无膜的裂纹扩展速率为1.3612×10–5 m/s。同时微弧氧化膜使铝合金DCB试样中氢的体积分数从0.281×10–6下降到0.163×10-6。结论微弧氧化膜可以降低铝合金裂纹尖端的氢含量,从而抑制铝合金的氢致局部塑性变形。     

低压直流电弧等离子体传热与流动的数值模拟

根据低压等离子体喷涂所使用的F4-VB喷枪结构,建立了三维稳态湍流模型,采用Fluent软件对104 Pa低压条件下等离子体喷涂过程中等离子体的温度、速度和压强分布进行了模拟。结果表明:阴极尖端附近的等离子体温度达到最高值29 000K,随后温度降低。等离子体速度在喷枪内急速上升,离开喷枪出口约0.01m时达到最大值6 100m/s,随后速度降低。等离子体在距离喷枪出口附近约0.07m以内经历了膨胀和压缩过程,等离子体的膨胀和压缩对速度和温度的变化有显著影响。     

沉积温度对CrB_2涂层结构与性能的影响

为了研究沉积温度对涂层微结构与力学性能的影响,采用直流磁控溅射技术制备了CrB_2涂层。通过XPS、XRD、SPM、SEM、HRTEM、纳米压痕仪和维氏压痕仪分别分析了涂层的成分、结构、微观形貌和力学性能。结果表明:在不同沉积温度下,CrB_2涂层均由CrB_2和少量Cr相组成。涂层具有致密的纳米柱状结构,其直径大约为7nm,且沿着生长方向贯穿整个涂层截面。随沉积温度升高,涂层晶体取向由(101)和(001)的混合取向逐渐转变为(001)择优取向,涂层由纤维状结构转变为柱状晶结构,且柱状晶尺寸随沉积温度的增加逐渐细化,致密化程度增加。涂层的力学性能随沉积温度的升高而显著增加;当沉积温度达到400℃时,涂层具有最高硬度(50.7±2)GPa和最高弹性模量(513.6±10)GPa。微观结构和力学性能随沉积温度的演变归因于沉积原子运动的逐渐增强和结构的致密化。     

预应变与预时效对6101导电铝合金组织与性能的影响

在人工时效基础上引入预应变与预时效以提高6101铝合金的力学与导电性能。通过性能检测与组织观察,研究了合金在人工时效热处理（固溶+时效）及引入预应变与预时效后的热处理（固溶+预应变+时效,固溶+预时效+预应变+再时效）过程中显微组织、力学性能及导电性能的变化规律。结果表明:当合金经过60%冷轧变形再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率分别达到262 MPa及55.7% IACS,高于一般人工时效后的合金。当合金在180℃预时效2 h后经过60%冷轧变形,再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率进一步提升至289 MPa与58.0% IACS。引入预应变与预时效后所产生的应变强化与析出强化的交互作用,是合金的力学性能和导电性能得到提升的根本原因。      

铁素体不锈钢表面皱折及其评价方法

皱折缺陷是中铬铁素体不锈钢发生较大塑性变形后容易出现的表面缺陷。这种缺陷往往破坏了不锈钢制品的外观,因此需要对制品进行研磨和抛光以消除皱折的影响。然而,额外的加工工序大幅增加了企业的生产成本,同时不可避免地造成了环境污染。那么,正确认识和评价铁素体不锈钢的表面皱折缺陷就显得非常重要。本文主要讨论界定铁素体不锈钢表面皱折缺陷,并简要介绍表面皱折缺陷的形成原因,进而厘清表面皱折缺陷的评价参数,最后针对已有测试方法存在的问题提出可供参考的解决办法。     

V元素对TiAlVN膜层组织和抗热震性能的影响

为了拓展火炮身管延寿,利用磁控溅射技术在炮钢表面沉积了TiAlN膜层,并添加V元素来改善膜层性能.利用扫描电子显微镜附加能谱仪和X射线衍射仪分析了膜层的成分、相结构和表面形貌,研究了V元素对TiAlN膜层抗热震性能的影响.结果表明,TiAlN和TiAlVN膜层主要以TiN为主相择优生长.TiAlVN膜层属于面心立方和微弱六方密排二重结构,晶粒尺寸比TiAlN膜层略大,而晶格常数比TiAlN膜层小,因而TiAlVN膜层质量相对较好.TiAlVN膜层不易产生裂纹,抗开裂性能较好.此外,TiAlVN膜层的抗热震循环次数约为TiAlN膜层的1.4倍.     

碳纳米管超晶格结构吸附Fe原子的电子机理

为了提高碳纳米管与Fe基体之间的润湿性,构造出N掺杂有限长碳纳米管超晶格结构.第一性原理能量计算结果表明,新型超晶格结构的埋置能正向升高,结构稳定性降低,但可以显著提高外壁对Fe原子的吸附能力.差分电荷密度结果表明,掺杂体系中N原子与邻近C原子间的π键出现了畸变,使得N原子易与Fe原子发生结合.布居数和电荷转移情况表明,N原子的掺入导致Fe原子失电子能力降低,但Fe—N间共价键强度提高.超晶格结构在一定的扭转和剪切变形下仍能保持对Fe原子的吸附能力.     

氧化亚铜纳米颗粒的制备及其释放速率测定

针对涂料中氧化亚铜纳米颗粒作为防污剂在海水中存在释放速率不稳定的问题,采用化学还原法,通过控制溶液中葡萄糖的浓度和pH值制备出具有不同形状和粒径的氧化亚铜纳米颗粒,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及动态光散射粒度分析仪(DLS)表征所合成的氧化亚铜纳米颗粒的形状、粒径以及物相,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)考察多种形状和粒径的氧化亚铜纳米颗粒在人工海水中的释放速率。结果表明:对于形状而言,球形释放速率最快,其次为正八面体,立方形释放速率最慢;在同一形状下,粒径越小释放速率越快,其中球形粒径在398.5nm的释放速率最快,立方形粒径在801.5nm的氧化亚铜释放速率最慢。