超音速微粒沉积Ti-45Al-7Nb-4Cr涂层的摩擦学性能

针对铝合金表面硬度低和易磨损的问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备了Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层微观形貌和物相组成进行了观察和分析,并对比测试了5083铝合金、Ti-45Al-7Nb-4Cr合金铸锭和涂层的显微硬度和摩擦学性能。结果表明:Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层内部颗粒间存在冶金结合和机械嵌合2种结合方式,涂层与5083铝合金基体的结合方式为机械嵌合;涂层主要相组成为γ-Ti Al、α2-Ti3Al和β-Ti相;通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层,显微硬度提高4倍以上,磨损体积减少69%以上;涂层的磨损机理为磨料磨损和氧化磨损,具有较好的耐磨性能。     

陶瓷基复合装甲防12.7 mm穿甲燃烧弹的靶试研究(Ⅳ)

利用12.7 mm穿甲燃烧弹靶试陶瓷基的3种复合装甲板,探讨弹-靶的相互作用,研究陶瓷基复合装甲结构与陶瓷材料的抗弹性能.结果发现:当陶瓷板对弹丸的阻力与弹丸的作用力平衡时,陶瓷板可将弹丸挡在陶瓷板前;Al203陶瓷的抗弹能力优于(SiC+ Si)陶瓷;须约束陶瓷板才能充分发挥其抗弹优势.在分析弹-靶作用的基础上,提出“陶瓷基复合装甲存在陶瓷组元的弹靶临界厚度”概念,当陶瓷厚度大于临界厚度时,陶瓷板能将弹丸挡在陶瓷板前,而陶瓷自身的损害几乎可以忽略;陶瓷材料存在弹靶临界厚度的必要条件是其动态硬度高于弹丸,临界厚度取决于材料动态特性、靶板结构和靶板各组元的结合强度.     

Ti含量对(Cr,Ti)N复合涂层组织结构与性能的影响

通过改变Ti靶弧电流,在自行改造的多弧离子镀膜机上制备了不同Ti含量的(Cr,Ti)N复合涂层。研究了不同Ti含量对涂层沉积速率、成分相结构、表面形貌及纳米硬度等性能的影响,对涂层的硬化机理进行了探讨。结果表明:随着Ti含量的增加,复合涂层的沉积速率提高,晶粒尺寸变小,粗糙度降低。涂层的择优取向从(111)晶面逐渐过渡到(220)晶面;其相结构由CrN类型结构转变为TiN和CrN并存的混合相结构,最后转变为TiN类型结构。Ti的加入可显著提高复合涂层的硬度,当Ti在金属元素中的原子数分数为0.62时,复合涂层纳米硬度最高,为35GPa。与CrN涂层相比,CrTiN复合涂层具有较低的滑动摩擦因数和较高的抗滑动摩擦磨损性能。     

铝合金表面微弧氧化技术研究与应用进展

铝合金表面微弧氧化技术具有工艺简单、适用范围广、节能环保等优点,其氧化陶瓷膜具有阳极氧化膜和陶瓷喷涂层的双重优点,能够克服铝合金硬度低、耐磨性能差的缺点,在军工、机械、电子、航空、航天等诸多领域具有广阔的应用前景.简要介绍了铝合金表面微弧氧化技术的发展历程,分析了铝合金微弧氧化陶瓷膜性能、生长机理及技术工艺的最新研究进展,指出了该技术实际应用中尚待解决的问题,并提出了该技术的发展趋势.     

多弧离子镀CrNx涂层的工艺与摩擦磨损性能

为了改善发动机活塞环的摩擦学性能和提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了不同N2含量和弧电流的CrNx硬膜,采用X射线衍射技术、扫描电子显微镜、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,分别测试了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能。研究结果表明：当N2质量分数为45%时,薄膜纳米硬度相对较高,CrNx薄膜中主要以CrN（220）相为主;随着弧电流的增加,薄膜的表面颗粒尺寸增加,当弧电流为60A时,薄膜纳米硬度相对较高。与Cr电镀层活塞环相比,CrNx涂层活塞环具有较强的抗高温粘着磨损性能。     

陶瓷基装甲抗枪弹机理研究现状

从陶瓷基装甲的特点出发,介绍了其抗弹性能的评定指标,讨论了弹靶撞击过程的划分,重点评述了抗弹机理的研究方法和陶瓷基装甲的耗能机制;并总结了影响陶瓷基装甲抗枪弹性能的4个主要因素:陶瓷厚度、约束条件、弹丸形状和撞击速度.     

陶瓷/金属梯度热障涂层的制备及性能评价

为了评价陶瓷/金属梯度热障涂层的性能,设计了4种涂层方案和2种基体材料(1Cr18Ni9Ti和2Cr13).利用单枪单送粉器成功地制备了线性梯度涂层.通过观察涂层的微观结构、测量涂层的抗热震性能和热残余应力来评价涂层的性能.利用扫描电镜对各种陶瓷涂层的微观结构进行了观察和分析,利用X射线能谱分析得到了陶瓷梯度涂层试样中的不同区域的衍射图.热震试验表明,梯度涂层比非梯度涂层具有更好的抗热震性能.采用钻孔法对不同涂层方案进行了残余应力的测量,结果表明,压应力出现在1Cr18Ni9Ti基体材料上,而拉应力出现在2Cr13基体材料上.     

梯度变化非晶碳涂层的摩擦学行为

采用多源磁控溅射物理气相沉积法在单晶硅片、20Cr和Cr12W表面制备了梯度变化非晶碳涂层,测试了非晶碳涂层的纳米硬度和弹性模量及摩擦磨损行为.结果表明涂层具有较高的硬度和弹性模量,分别达到15.3 GPa和184 GPa;涂层具有较好的摩擦性能,在干摩擦条件下摩擦因数基本保持在0.1～0.2,磨损率达到10-9 mm3/( N·m)数量级.     

活性屏离子渗硫层的制备及形貌结构研究

对7A52铝合金及45钢表面活性屏离子渗硫层的制备及形貌结构进行了研究.通过工装使7A52铝合金及45钢试样在高频脉冲等离子扩渗炉中处于零电位,并置于接阴极的不锈钢网状活性屏中.在离子渗硫过程中,利用不锈钢网状活性屏上形成的硫化物溅射下来,沉积到7A52铝合金及45钢试样表面,从而形成离子渗硫层.SEM、EDS及XRD检测分析结果表明,活性屏离子渗硫技术不仅可以获得传统离子渗硫技术一样的处理效果,而且还细化了硫化物颗粒尺寸,较好地解决了传统离子渗硫技术出现的边缘效应、工件打弧和空心阴极效应等问题.活性屏离子渗硫技术不仅可在钢铁材料上制备离子渗硫层,还可在非钢铁材料上制备离子渗硫层,为解决非钢铁材料的减摩耐磨问题提供了一条新的途径.     

纳米二氧化硅对苯丙乳液涂层力学性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用St?ber法制备了二氧化硅粉体,采用硅烷偶联剂对其表面修饰后得到纳米二氧化硅。采用机械搅拌辅助超声分散法制备了纳米二氧化硅-苯丙复合乳液涂层,分别考察了纳米二氧化硅质量分数为0,1%,2%,3%时涂层的微观形貌、显微硬度、附着力、抗磨性、抗划伤性和抗拉强度。结果表明,纳米二氧化硅的质量分数对苯丙乳液涂层的主要力学性能具有显著影响。纳米二氧化硅质量分数为2%时,涂层的主要力学性能相对较好,此时涂层的附着力和抗拉强度分别为8.45,15 MPa,与未添加纳米二氧化硅的苯丙乳液清漆涂层相比提高了12.82%和140.77%,而涂层1 000 r磨损质量损失率降低29%。