强磁靶共溅射法制备具有室温磁电阻特性的Co-TiO2纳米复合薄膜

Co-TiO₂纳米复合薄膜作为一种新型自旋电子材料, 由于具有良好的生物相容性, 近年来受到广泛关注。但在制备过程中, 磁性金属Co处于氧化气氛, 容易部分氧化, 从而影响薄膜的隧道磁电阻性能。为了抑制磁性金属的氧化, 提高金属态含量, 本研究通过强磁靶共溅射法制备了Co-TiO₂纳米复合薄膜。该方法采用的强磁靶头, 磁场强度高、分布均匀, 可以提高溅射粒子的能量和溅射速率, 降低因高能粒子碰撞而发生氧化的概率。因此强磁靶共溅射法能明显抑制金属Co的氧化, 提高纳米复合薄膜的自旋极化率。所制备的Co-TiO₂纳米复合薄膜主要由非晶态的TiO₂基体和分散其中的Co颗粒组成。通过调节金属Co颗粒尺寸和分布状态, 在电学上实现了金属态向绝缘态转变, 在磁学上实现了铁磁性向超顺磁性转变。Co含量为51.3at%时, Co-TiO₂纳米复合薄膜表现为高金属态和高电阻率, 并且实现了高达8.25%的室温隧道磁电阻。强磁靶共溅射法使Co-TiO₂纳米复合薄膜的室温磁电阻性能得到了进一步提高, 这对于磁性金属—氧化物纳米复合薄膜的研究有着重要的意义。     

硅溶胶对无机磷酸铝涂料防腐性能的影响

采用化学合成法制备磷酸铝粘结剂,以球形铝粉为骨料,添加不同含量的硅溶胶,制备磷酸铝涂料,再经过热处理制备磷酸铝涂层。通过X射线衍射分析(XRD)表征粘结剂和涂层物相结构,采用扫描电子显微镜(SEM)表征涂层形貌,通过电化学测试和浸泡试验对比研究涂层腐蚀行为。分析结果表明:在磷酸铝涂层中添加适量硅溶胶可以改善涂层表面质量和耐腐蚀性能,从而使涂层腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,阻抗值增大。添加10%硅溶胶的涂层质量最佳,耐腐蚀性能最优。     

金属含量对Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜微观结构及其性能的影响

目的使Co-TiO_2纳米颗粒复合薄膜同时具备高的磁化强度及电阻率,从而实现更好的高频软磁特性。方法通过磁控共溅射的方法,在不同金属靶功率下制备了Co-TiO_2纳米颗粒复合薄膜,并探究金属含量对薄膜的微观结构、表面形貌、电学和静态磁学性能的影响。结果薄膜中的金属颗粒被非晶态的TiO_2分散。金属含量的增加可以显著提高纳米颗粒薄膜中金属颗粒的结晶性,降低薄膜电阻率,并且通过改变金属含量,可使薄膜逐渐从超顺磁态向铁磁态转变,达到精确调控纳米颗粒复合薄膜的磁学和电学性能的目的。结论在金属含量达到54%时,实现了高电阻率和高饱和磁化强度共存,有望得到具有高频软磁特性的纳米颗粒复合薄膜。     

轧辊凸包状毛化铬镀层的耐腐蚀性能研究

为了提高毛化特征轧辊的耐磨性,在制造9Cr2Mo钢轧辊表面电沉积40μm凸包状毛化铬镀层。通过电化学测试和盐雾试验研究了镀铬层和9Cr2Mo钢基体的腐蚀行为。电化学测试表明,镀铬层的耐蚀性明显优于基体。扫描电镜观测表明,经盐雾试验51 h的基体出现大量腐蚀产物FeO,而镀铬层腐蚀产物细小且集中在表面裂纹附近,主要成分同样为FeO。镀铬层截面金相观察表明,盐雾通过铬层裂纹进入镀层和基体界面产生腐蚀,腐蚀产物通过裂纹通道扩散出来。     

电镀Fe-B_4C复合镀层工艺的研究

利用低温镀铁工艺,以B4C的粒径、B4C的质量浓度及FeCl2·4H2O的质量浓度为3个因素进行正交试验。阐述了各因素对镀层性能的影响规律,并针对所遇到的问题提出了解决方案。结果表明:影响镀层耐磨性的因素顺序为B4C的质量浓度B4C的粒径FeCl2·4H2O的质量浓度;影响镀层厚度的因素顺序为FeCl2·4H2O的质量浓度B4C的粒径B4C的质量浓度;影响镀层显微硬度的因素顺序为B4C的质量浓度B4C的粒径FeCl2·4H2O的质量浓度;调整pH值能够获得规整的镀层外观;镀液中无微粒电镀20min后,再进行有微粒电镀,可显著提高镀层与基体的结合强度。     

镍铝青铜的表面处理技术及研究进展

海洋工程领域广泛应用的镍铝青铜多元合金在高腐蚀、高副交变载荷海洋工况下易发生选相腐蚀、空蚀和疲劳腐蚀等现象。针对上述现象,重点介绍了表面处理工艺解决此类问题的突出优势,在不改变基体组织结构的同时,通过合理调控改性镍铝青铜的表层微观组织结构,有效改善镍铝青铜的耐腐蚀疲劳性能。主要介绍了搅拌摩擦处理、物理气相沉积、超音速火焰喷涂、激光表面处理和电沉积等5种表面处理方法,探讨了上述方法各自的优势及存在的问题,并结合前期实验成果重点阐述了电沉积工艺在镍铝青铜表面处理中的应用前景。     

耐空蚀涂层及其研究进展

螺旋桨、水轮机和水泵等过流部件在高速运转过程中会因空泡腐蚀而损坏,严重时会造成部件提前失效,引发安全事故。所谓空泡腐蚀,是指过流部件附近液体因局部压力下降而引起气泡的形核与长大,当气泡流向高压区时发生溃灭,所产生微射流与冲击波对部件表面造成损伤。目前,在表面制备防护性涂层是部件抵御空蚀损伤较为经济且行之有效的方法。总结了多种国内外用于空蚀防护的涂层材料,并根据抗空蚀原理将其分为两种,一是为通过自身较高的硬度来抵御空泡冲击的高硬度涂层,如大多数的金属、陶瓷材料以及基体的直接硬化改性处理。其中金属涂层及表面硬化改性处理会在抗空蚀领域广泛应用,但仍需要解决腐蚀对空蚀的加剧作用;至于金属陶瓷涂层,热喷涂工艺下的颗粒难以完全熔化,制备的涂层呈现较高的孔隙率,且由于陶瓷颗粒与金属非冶金结合,因此在空蚀的作用下容易剥落。改善金属陶瓷涂层的硬度与韧性,增强涂层与基体间的结合力,降低涂层的孔隙率是未来的研究方向。另外一种是具有良好韧塑性的高弹性涂层,通过吸收空蚀冲击波与微射流的机械冲击能量来延长空蚀孕育期,降低空蚀破坏,如形状记忆合金和聚合物有机涂层。其中有机涂层极大地降低了腐蚀的作用,是未来抗空蚀涂层...     

磷酸盐无机涂料及其研究进展

磷酸盐涂料是在磷酸盐粘结剂中添加金属及金属氧化物骨料而形成的一种水性无机涂料。由于磷酸盐涂料固化后所形成的涂层具有机械强度高、防护性能好以及与基体附着力高等优点,已广泛应用于航天、航海以及汽车等工业领域。相比于金属涂层和有机涂层,磷酸盐涂料因其独特的优势而日益受到越来越多的关注。介绍了磷酸盐无机涂料及其组成,并综述了其在腐蚀防护、耐磨减摩、耐高温隔热等领域的应用。首先,详细阐述了粘结剂、固化剂、骨料等组分在涂料中的作用,同时对各组分的研究进展进行了论述。随后,报道了国内外有关的磷酸盐涂料固化成膜理论,分析了磷酸盐在高温和常温条件下的成膜机制。然后,针对磷酸盐涂料所存在的固化温度高、脆性大、韧性差、表面易存在缺陷等不足,总结了有机溶剂、缓凝剂、硅溶胶、石墨烯等对磷酸盐涂料的改性研究。最后,展望了磷酸盐涂料的发展趋势,指出常温易固化涂料配方的开发以及发展有机-无机复合涂层将会是今后研究的重点。     

搅拌摩擦加工工具对镍铝青铜合金显微组织和机械性能的影响

目的掌握搅拌摩擦加工镍铝青铜合金的组织演变规律,获得机械性能最好的显微组织。方法基于搅拌摩擦加工热输入理论改善加工工具,采用改善前后的工具制备具有各种微观组织的镍铝青铜合金,并采用显微硬度仪测试合金的显微硬度,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察加工合金的显微组织。结果搅拌摩擦加工的组织主要包括魏氏体α、带状α、溪流状α以及等轴状α组织,各组织形成的最高温度逐渐减小,其中等轴状组织具有最高的显微硬度,其微观组织主要包括大量的等轴状α晶粒、κ相和极少的β′相。结论通过减少工具轴肩直径,增加搅拌针的长度来改善加工工具,可以明显减少搅拌摩擦加工过程中的热输入。较低最高温度下制备的等轴状α组织具有最好的机械性能,其主要的强化机制为细晶强化、第二相强化和加工硬化。