镁合金铸态晶粒细化技术的研究进展

综述了熔体过热法、氯化铁法、碳质材料变质处理法、熔体搅拌法以及加Zr、Ca或Sr等镁合金铸态晶粒细化技术的研究现状和最新进展,重点分析了不同细化方法的工艺特点和细化机理,指出了镁合金铸态晶粒细化研究还存在的问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

高透明低发射率ITO薄膜的制备及其光电性能研究

目的研究磁控溅射工艺对ITO薄膜光电性能的影响,为制备高性能ITO薄膜提供数据和理论支撑。方法采用磁控溅射在PET基材上制备ITO薄膜,利用扫描电镜、X射线衍射仪、分光光度计、四探针、红外发射率测仪、Hall效应测试系统等,分析工艺参数对ITO薄膜光电性能的影响。结果随着氧气流量的增加,ITO薄膜在可见光区的透过率先增加,然后变缓,薄膜方块电阻先降低后升高;随着工作气压的增加,ITO薄膜的可见光透过率增加,薄膜方块电阻先下降后上升,电阻率先变小再增大,载流子浓度先增大后减小,红外发射率先减小后增大,晶体结构逐渐由晶态转变为非晶态;随着氩氧比的降低,薄膜红外发射率先降低,然后缓慢升高;随溅射时间的增加,薄膜的厚度逐渐增大,方块电阻、红外发射率和可见光透过率迅速下降,晶体结构逐渐由非晶结构转变为晶体结构。综合对比研究发现,当氧气流量为0.6 mL/min、工作气压为0.4 Pa、氩氧比为19.8∶0.2、溅射时间为80 min时,可获得综合性能优异的ITO薄膜,其可见光透过率大于80%,在8～14μm红外波段的辐射率小于0.2。结论磁控溅射工艺参数是决定薄膜综合质量的重要因素,通过严格控制工艺参数,可获得透明性高、发射率低的ITO薄膜。     

基于价值的制造企业协同AMT研发决策

针对先进制造技术（AMT）研发的不确定性及其研发价值,分析制造企业间决策的协同对企业AMT研发的影响。以合作企业独立AMT研发和下游制造企业协同AMT研发两种决策模式为研究对象,建立制造企业间协同研发决策的经济博弈模型,比较分析了这两种决策模式下企业AMT研发过程。研究结果表明,合作企业的AMT研发能够通过下游制造企业的协同决策获得技术价值的增长,这种价值的增长表现为两个方面：一方面由于下游制造企业的协同将使得合作企业确定更大的AMT研发努力水平;另外一方面将会增加所有合作企业的AMT研发绩效。     

化学气相沉积钨涂层的研究现状与进展

化学气相沉积钨涂层具有工艺简单、技术成熟度高、涂层综合质量优异等特点,广泛应用于国防、航天、核工业等领域。首先介绍了化学气相沉积钨涂层的原理和特点,重点讨论了化学气相沉积钨涂层的工艺及应用研究现状,包括化学气相沉积钨涂层微观组织控制工艺及在耐辐射、耐磨耐蚀和高温防护领域的应用,同时对新型化学气相沉积钨涂层技术的发展进行了展望。一是改善现有工艺存在的反应气源与反应产物毒性大等问题,满足绿色环保的发展要求;二是改善现有工艺存在的沉积温度高、沉积速率偏低等问题,实现在不同衬底表面的高效、高质量沉积;三是改善现有化学气相沉积钨涂层结构与功能单一等问题,满足构件对钨涂层高性能和多功能的需求。     

离子液体电沉积铝添加剂的研究进展

离子液体作为一种新型绿色室温电解质,具有蒸气压低、挥发性小、电化学窗口宽等优点,是电沉积Al的理想选择.但是采用离子液体电沉积Al,当沉积时间较长、电流密度较大时,沉积层的晶粒粗大,表面较为粗糙,甚至会出现树枝状沉积,容易剥落,严重影响到Al沉积层的质量与性能.离子液体添加剂可显著改善Al沉积层光亮度、平整度、致密度以及耐腐蚀性能.综述了添加剂对离子液体电沉积Al的影响,重点介绍了添加剂对Al沉积层微观结构、离子液体物理性质、Al沉积层耐腐蚀性能的影响,以及添加剂在离子液体电沉积Al中的作用机理.添加剂通过优化离子液体电导率、黏度等电化学性能与离子放电条件,来控制Al晶粒的形核与生长,从而调整晶粒的形核位置、细化晶粒尺寸、择优晶粒取向,甚至一些无机氯化物添加剂可与Al形成合金,最终获得光亮、平整、致密且耐蚀性能优异的Al沉积层.添加剂在离子液体电沉积Al中主要起整平剂与光亮剂的作用.最后,分析展望了添加剂在离子液体电沉积Al中的应用前景及未来的研究重点.     

电弧离子沉积钽膜及微结构研究

目的研究电弧离子沉积钽膜的沉积工艺及微观结构,分析钽膜生长机理。方法采用电弧离子沉积法在石墨基体上沉积钽膜,研究了沉积工艺(如弧电流、负偏压等参数)对钽膜的物相组成、沉积速率、表面形貌的影响。结果电弧离子沉积钽膜的物相由α-Ta相和极少量β-Ta相组成。弧电流、负偏压、靶间距等沉积参数对钽膜厚度、沉积速率和膜-基结合力的影响很大,在弧电流为220 A、负偏压为300 V、靶间距为200 mm时,钽膜沉积速率为0.1μm/min,沉积速率适宜,膜-基结合力达到69 N,结合力高。钽膜厚度均匀,在靠近基体侧形成了晶粒细小、组织致密的过渡层,厚度约0.6~0.9μm,其余为细小柱状晶结构。钽膜表面颗粒尺寸随负偏压的升高而减小,负偏压为300 V时,颗粒尺寸细小均匀(仅3~5μm),钽膜表面无细小孔隙和裂纹。结论电弧离子沉积法可以在石墨基体上沉积出组织致密、厚度均匀且膜-基结合力高的钽膜。沉积初期主要通过沉积、移动、扩散等过程形成稳定核,随着沉积时间的延长,稳定核逐渐长大成岛,并在三维方向以岛状生长形成连续膜,为典型岛状生长模式。     

冷喷涂纯铝涂层耐腐蚀性能研究

目的研究冷喷涂纯铝涂层耐中性盐雾腐蚀性能,为冷喷涂技术在海洋大气防腐环境中的应用提供理论依据。方法采用冷喷涂技术在30Cr Mn Si A钢基体上制备纯铝涂层,利用金相组织分析、XRD衍射分析、电化学测试、中性盐雾试验等技术方法,考察冷喷涂涂层试样的耐腐蚀性能及其影响因素。结果冷喷涂涂层十分致密,随着喷涂温度和压力的不断提高,涂层的致密度不断增加,在喷涂温度为500℃、喷涂压力为1.2 MPa、喷涂距离为25 mm及工作气体为氮气的工艺条件下,纯Al涂层的孔隙率为0.5%,涂层中无氧化物存在,能够有效隔绝腐蚀介质和基体,为基体提供物理腐蚀防护。纯Al涂层的腐蚀速率为4.935×10?7 A/cm2,并作为阳极为基体提供电化学腐蚀防护,中性盐雾试验1440 h后无腐蚀。腐蚀形貌分析表明,在表面钝化膜防护及腐蚀产物的封闭作用下,冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,虽然发生一定腐蚀,但腐蚀速率较小,表面质量良好,可以作为长效防腐涂层。结论冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,可以为钢铁材料提供长效效防护。     

激光直接沉积A-100钢薄壁环形件的组织与应力

采用激光直接沉积技术制备了A-100钢薄壁环形件,研究了热处理前后激光直接沉积A-100钢薄壁环形件的微观组织和内部残余应力。结果表明:激光直接沉积的A-100钢薄壁环形件为快速凝固马氏体组织,内部残余应力高达1997 MPa,有大量微裂纹及宏观开裂;经热等静压和退火热处理,内部残余应力降低到200 MPa以下,并消除了微裂纹和开裂等缺陷。     

Mg-Gd-Y-Zr合金TIG电弧熔覆层微观组织演变及力学性能研究

目的 在AZ91D镁合金表面熔覆Mg-Gd-Y-Zr合金,分析熔覆层微观组织演变规律及其对熔覆层力学性能的影响。方法 采用直流脉冲钨极氩弧焊（DC PTIG welding）,在不同平均电流下,将Mg-Gd-Y-Zr合金焊丝送入AZ91D镁合金熔池,制备熔覆层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪,分析不同平均电流条件下的熔覆层微观组织。基于显微维氏硬度仪与往复式滑动摩擦磨损设备,表征熔覆层硬度及摩擦学性能。结果 熔覆层微观组织主要由α-Mg、Mg24(Gd,Y)5及Al2(Gd,Y)相组成。熔覆层呈现明显分层特征,主要是由晶界Mg24(Gd,Y)5相分布差异造成。平均电流增大,熔覆层中心晶粒尺寸先保持不变,而后快速增大,Al2(Gd,Y)相由细小弥散颗粒变为团聚状分布,晶界Mg24(Gd,Y)5相则由连续网状演变为不连续岛状,直至变为细小颗粒状。熔覆层硬度随平均电流增加,呈现略微上升,随后快速下降的趋势,其最高硬度达90.8HV。摩擦磨损测试过程中,平均电流为110 A所得熔覆层失重速率小于AZ91D基材。结论 采用DC PTIG在AZ91D基体表面成功制备了耐磨性能优于基体的含Gd、Y稀土元素的熔覆层,稀释率决定熔覆层Al2(Gd,Y)相形貌及分布规律。     

高性能陶瓷涂层及其制备工艺发展趋势

从功能、用途方面分类综述了耐磨、耐蚀以及热障三大类高性能陶瓷涂层,在此基础上,介绍了高性能陶瓷涂层常用的制备工艺,重点探讨了不同制备方法的特点和适用场合,指出了制备方法的发展方向。物理气相沉积技术(PVD)制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,并且与基体结合牢固,但其生产成本高,生产效率低,因此物理气相沉积技术向着高效率、低成本的方向发展。化学气相沉积技术(CVD)制备的陶瓷涂层涂覆率高、致密性好,但其反应温度高,并且伴随着有毒有害气体产生,因此化学气相沉积技术向着低温、环保的方向发展。等离子喷涂技术(PS)制备陶瓷涂层成本低、效率高、适应性强,但涂层孔隙率高,并且涂层与基体的结合强度低,因此等离子喷涂技术向着高致密、高结合强度的方向发展。激光熔覆技术制备的陶瓷涂层组织细小、力学性能优良,但其操作工艺复杂,产品质量很难控制,因此激光覆熔技术向着工艺简单、质量可控的方向发展。最后,展望了高性能陶瓷涂层及其制备工艺的发展方向和可能的研究内容。