Zr_(1-x)Si_xN纳米涂层的制备及其力学性能

采用直流与射频共溅射技术制备Zr1-xSixN纳米涂层。通过改变Si靶溅射功率控制涂层中Si含量,研究了不同Si含量对Zr1-xSixN涂层的物相结构、晶粒尺寸、硬度和摩擦磨损性能的影响,探索了Zr1-xSixN纳米涂层的致硬机理。结果表明:Si的掺入影响Zr1-xSixN涂层的择优取向和相结构,随着Zr1-xSixN涂层中Si含量的增加,涂层截面的形貌由柱状晶转变为非柱状等轴晶,其结构的变化为:固溶体→nc-ZrN/α-Si3N4结构→非晶结构。涂层的晶粒尺寸在12～30nm之间。对于Si含量低于3.14%(摩尔分数)的Zr1-xSixN涂层,由于固溶强化作用使硬度随Si含量增加而增大,对于Si含量高于3.14%的Zr1-xSixN涂层,通过晶粒的转动和原子在晶界的移动能产生塑性形变,提高了涂层塑性形变能力,使得硬度下降。Zr1-xSixN涂层的耐磨损性能随Si含量的增加而增强。     

高温碳化养护对干硬性水泥净浆强度及微观性能的影响

碳化养护可在加快水泥制品早期强度发展的同时固定二氧化碳,因此已引起国内外学者的广泛关注,然而,高温对碳化养护进程的影响却未见报道。本文选用5个温度(20 ℃、100 ℃、120 ℃、140 ℃、160 ℃)对干硬性水泥净浆进行碳化养护,探究了抗压强度随碳化温度的变化规律,并结合热重分析、X-射线衍射、红外光谱及扫描电镜等方法对碳化养护后样品的微观性能进行表征。结果表明:抗压强度及碳化程度随温度的升高表现出先增加后趋于平缓的趋势,碳化温度为140 ℃的试件相比碳化温度为20 ℃的试件抗压强度增长近4倍,表明高温碳化是加速养护的有效措施,适当的高温可以蒸发部分自由水,有利于碳化反应进行。此外,高温碳化养护生成了高聚合程度的无定形硅胶和三种不同晶型的碳酸钙(CaCO₃),其中文石和球霰石所占比例相比于常温碳化有所上升。