沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响

采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)工艺,在沉积真空度为150mbar、200mbar和250mbar的条件下分别在镍基单晶高温合金基体上制备了三种铝化物涂层,研究了沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法系统分析了三种铝化物涂层的相结构、显微形貌和化学组成。结果表明：三种沉积态铝化物涂层的相结构均为β-NiAl相,沉积真空度为200mbar的涂层样品还存在Ni_1.04Al_0.96和Ni_1.1Al_0.9双相结构;经1100℃静态氧化后,三种涂层表面均形成了Al₂O₃,β-NiAl相转变为γ′-Ni3Al相,沉积真空度为250mbar的涂层样品中γ′-Ni3Al相的峰强度最低;三种铝化物涂层的氧化增重速率分别为0.037g/(m²·h)、0.022g/(m²·h)和0.018g/(m²     

不同沉积方式对Ni-W/SiC复合镀层组织及摩擦性能的影响

为提升Ni-W/SiC复合镀层表面性能,利用电沉积技术在304不锈钢表面制得Ni-W/SiC复合镀层,对比分析脉冲电沉积法、喷射电沉积法和超声-喷射电沉积法3种不同沉积方式对镀层组织与性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、和原子力显微镜(AFM)观察镀层表面形貌并分析表面粗糙度及元素组成,通过X射线衍射仪(XRD)分析镀层的物相组成并计算晶粒尺寸。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层进行显微硬度和摩擦性能研究。结果表明,按照脉冲、喷射和超声-喷射电沉积的顺序,Ni-W/SiC复合镀层的孔隙率、粗糙度、晶粒尺寸、磨损量、摩擦系数依次降低,而镀层平整度和显微硬度依次增加。超声-喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层显微硬度为626.3 HV,其磨损失重为1.1 g。相较于脉冲电沉积和喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层,超声-喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层磨痕深度更浅,磨痕轨迹更宽,展显出更好的耐磨损性能。     

纳米SiO2的改性及其对水性聚氨酯树脂复合涂层的性能影响分析

以乙醇水溶液为载体,借助硅烷偶联剂KH560,对纳米SiO₂进行了改性处理。对处理后材料的粒径进行了测量,分析了纳米SiO₂含量、乙醇水溶液配比和改性剂含量对分散性的影响。将改性后的纳米SiO₂分散液与无机组分、水性聚氨酯树脂进行复配,得到无铬钝化液。然后在热镀锌板上制备成相应的钝化膜,借助交流阻抗、中性盐雾试验以及电化学Tafel极化曲线,就纳米SiO₂改性对水性聚氨酯树脂复合涂层性能的影响进行分析。结果表明,对比未改性材料,改性材料的耐腐蚀性得到了显著提升。     

深冷处理粉末对冷喷涂层的沉积和磨损性能影响

对铁基非晶合金粉末进行循环深冷处理增强其塑性变形能力,采用冷喷涂技术在AZ31B镁合金、6061铝合金以及Q235碳钢等具有不同性能的基体材料表面制备非晶涂层,研究深冷处理铁基非晶粉末在不同基体表面的沉积行为、涂层与基体间的界面结合状态以及涂层的摩擦磨损性能。结果表明,基体的硬度、导热系数和弹性模量会影响颗粒的应变条件、散热速率和回弹能量,进而影响涂层的变形状态、致密程度和沉积效率;深冷处理提高了非晶涂层的沉积效率,涂层的沉积厚度均大于原始非晶涂层。在摩擦磨损过程中,随着基体硬度的上升,基体及涂层的摩擦系数增大,磨损率降低。与基体相比,铁基非晶合金颗粒有效抑制了磨球的切削作用,原始非晶涂层的摩擦系数减小,磨损率降低;与原始非晶涂层相比,深冷处理非晶涂层更加致密,其摩擦系数曲线更加平稳,磨损率进一步降低。镁合金基体和非晶涂层的磨损机制都为磨粒磨损和氧化磨损;铝合金基体的磨损机制为粘着磨损和疲劳磨损以及氧化磨损,非晶涂层的磨损机制都为磨粒磨损和氧化磨损;碳钢基体和非晶涂层的磨损机制都为疲劳磨损和氧化磨损。     

钢在高温CO2环境中氧化渗碳腐蚀机理及其涂层防护研究进展

钢材由于具有高强度和耐热性等优异性能而广泛应用于各种零构件,在服役过程中通常面临较为严重的腐蚀问题。CO₂ 腐蚀是钢材应用领域中较为常见的一种腐蚀失效方式。通常,CO₂ 对钢的腐蚀行为表现为其溶于水后产生的碳酸腐蚀,但在高温环境中,CO₂ 可直接使钢表面氧化,同时伴随渗碳现象发生,钢的力学性能与耐腐蚀性能均会因此大幅下降。然而,目前关于钢在高温 CO₂ 环境中的腐蚀行为研究缺乏相关系统总结。综述有关高温 CO₂环境下钢的腐蚀机理,总结高温 CO₂环境中温度、压力以及环境中存在的其他杂质气体对腐蚀方式及机理的影响规律,归纳已有的高温 CO₂氧化与渗碳腐蚀模型的发展状况,概述目前关于抗高温 CO₂ 腐蚀的钢材涂层类型及其防护效果。研究表明,由于含 Cr 钢在高温 CO₂环境中形成的 Cr₂O₃ 层相较于 Fe 氧化物层更加致密,Cr 元素的存在通常有利于钢的耐腐蚀性能。而环境中,温度与压力的升高以及杂质气体的存在往往会加重钢的 CO₂ 腐蚀,但这些因素的影响规律会随着钢的种类及服役环境的变化而变化。目前关于钢的 CO₂腐蚀模型主要为单一的高温氧化模型或者渗碳模型,可预测氧化物层厚度或渗碳深度,但无法准确预测同时发生氧化和渗碳行为的钢的腐蚀寿命。综述相关研究现状不仅能指出现有研究的不足及未来研究的展开方向,还可为高温环境中钢材抗 CO₂腐蚀防护措施的选择及其长周期安全服务寿命评价提供全面理论依据。     

复杂形状涂层激光重熔CAM软件的开发与实践

根据激光重熔和多轴联动数控加工的特点,研究了复杂形状涂层激光重熔数控加工的轨迹生成算法,开发了激光重熔CAM软件,并且以抽油杆管接头热锻模为实例对软件进行实验验证.重熔后模具的表面硬度由HRC40提高到HRC50,满足其要求,取得了良好的表面改质效果.     

海洋环境下石墨烯改性纤维增强高性能树脂复合涂层的防腐性能

环氧树脂是应用数量最多、范围最广的重防腐涂料用树脂之一。为缓解海上风电工程建设中钢管桩在飞溅区的腐蚀现象,改善环氧树脂涂层的耐候性和高温稳定性,设计了一种石墨烯改性纤维增强高性能树脂复合涂层以适应海洋飞溅区严酷的腐蚀环境,有效增加保护层厚度,提高了表面涂层的紧密度及涂层与钢材的附着力。     

炭黑增强聚氨酯耐磨微孔涂层的构筑与性能

聚氨酯微孔涂层在保持一定孔径分布率的同时,具有良好的弹性、硬度和极好的抛光研磨性,可作为抛光材料。以炭黑为增强填料与聚氨酯共混制备复合浆料,采用PU/DMF/H₂O湿法交换技术,在超细纤维合成革基布上构筑炭黑/聚氨酯微孔涂层。研究炭黑用量、有机硅泡孔调节剂用量、基布含水率对聚氨酯涂层微孔结构、耐磨性和力学性能的影响。试验结果表明：以HDW-0070 HPM为基体树脂,控制炭黑用量为13.0%,有机硅助剂用量为1.5%(以聚氨酯有效质量计),基布含水率为20%,凝固浴DMF浓度为20%,温度25℃,凝固时间为20 min可获得孔隙率高、孔径分布均匀的耐磨聚氨酯微孔涂层。     

钙铝硅涂层增强建筑陶瓷的制备及性能研究

以硅灰石、石英、Al₂O₃为原料制备具有较低膨胀系数的钙铝硅质涂层。通过调整涂层的组成来对基体产生适当的压应力,从而提高陶瓷的抗折强度。研究了涂层热膨胀系数、厚度及保温时间对抗折强度的影响,分析了涂层材料的物相组成。结果表明：当涂层中Al₂O₃含量为8.1 wt%、涂层厚度约为101μm,球磨时间3 h,烧成温度为1170℃,保温为30 min时,可获得抗折强度最优的钙铝硅质涂层复合陶瓷。此时基体和涂层的膨胀系数分别为8.73×10^-6℃^-1和6.06×10^-6℃^-1,制得的涂层复合陶瓷抗折强度(103±3 MPa)比无涂层样品(66±2 MPa)提高了56%。     

三种涂层内涂管线的中试应用及性能评价

对H87、HT515和EP-67玻璃鳞片三种环氧重防腐内涂层管线进行了一年的中试应用及解剖试验评价,认为EP-67玻璃鳞片内涂层管道的整体性能较好,作为油田集输系统比较适宜的管内防腐蚀技术有较好的应用前景;HT515和H87涂层管道的整体性能及防腐蚀性能均较差,不适宜在油田推广应用。