CrTiAlN复合涂层的抗高温氧化性能与机理

采用多弧离子镀技术,利用Cr靶和TiAl靶,在活塞环材料65Mn钢基体上了制备CrTiAlN复合涂层,并对电镀Cr、CrN和CrTiAlN复合涂层在900℃下的高温氧化性能进行了比较,利用扫描电镜、能谱和X射线衍射观察和分析了样品表面氧化膜的性能,得到了CrTiAlN复合涂层的氧化机理。试验结果表明：CrTiAlN复合涂层在900℃时具有良好的抗高温氧化性能。     

等离子喷涂Al_2O_3对不锈钢抗烧蚀性能的影响

在201不锈钢板的单面上采用等离子喷涂NiCrAlY-Al2O3抗烧蚀复合涂层,通过循环烧蚀实验研究了喷涂样品的抗烧蚀性能。利用SEM和EDS等方法,测试了高温火焰烧蚀前后样品涂层面和无涂层面的形貌和元素组成。实验和测试结果表明:NiCrA-lY-Al2O3抗烧蚀复合涂层与201不锈钢结合性好;高温火焰烧蚀后,样品涂层面平整性有所下降,无涂层面有氧化物生成并有合金小球析出,且喷涂样品的烧蚀程度明显小于未喷涂样品,说明NiCrAlY-Al2O3抗烧蚀复合涂层对201不锈钢基材起到了抗烧蚀保护作用,提高了201不锈钢的抗烧蚀性能。     

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。     

纳米Al2O3／聚酰亚胺耐高温应急粘接堵漏材料的研究

研究了纳米Al2O3粒子对聚酰亚胺粘接材料性能的影响.结果表明,纳米Al2O3粒子能明显提升聚酰亚胺粘接堵漏材料的粘接性能.当纳米Al2O3粒子添加量为8%～12%时,聚酰亚胺粘接堵漏材料的剪切强度可提高37%;纳米Al2O3/聚酰亚胺粘接堵漏材料在高温固化过程中,纳米Al2O3产生向粘接界面偏析现象.     

Zn-Al—Mg-RE高速电弧喷涂工艺过程的氧化行为分析

为分析高速电弧喷涂工艺制备Zn-Al-Mg-RE防腐涂层的氧化行为,通过XRD、SEM和EDS试验探究了喷涂工艺对该涂层氧化物的组成、含量及其形态的影响规律,并测试了涂层的中性盐雾腐蚀性能。结果发现：该涂层具有典型的层状结构特征,在相互叠加的扁平颗粒之间有很薄的氧化物膜,同时在扁平颗粒的内部也非均匀地分布着富氧化物区,XRD显示这些氧化物主要为ZnO2和尖晶石结构的ZnAl2O4与MgAl2O4等。分析认为：喷涂时液态金属熔滴在高速气流剪切力作用和反应热梯度作用下,加剧了Zn-Al-Mg-RE熔滴的氧化,这些交错分布的氧化物对合金相产生了较好的屏蔽效果,从而提高了涂层的耐蚀性能。     

热处理对FeCrNiCoCu高熵合金涂层的影响

采用自动化高速电弧喷涂技术,并结合FeCrNiCoCu粉芯丝材制备了高熵合金复合涂层,使用差示扫描量热法分析了涂层中非晶结构的转变温度.同时,对涂层进行了不同温度条件的热处理,研究了热处理前后涂层的组织结构、硬度及其磨损性能.结果显示:高熵合金涂层在500℃附近发生了非晶结构的晶化转变;热处理前涂层中主要含有CuNi、Fe3Ni2、Cr2Ni3等组成的面心立方结构固溶体和少量Fe3O4相,热处理后,氧化物Fe3O4峰强度随着加热温度的升高而增强,并且当温度超过500℃后,涂层中出现了Ni-Cr-Fe相;涂层的显微硬度随着热处理温度的升高而升高,在500℃出现最高值,涂层表现出了明显的回火硬化特征,耐磨损性能较热处理前的涂层有明显提高.     

TiN基复合涂层硬质合金刀具的力学性能与切削性能研究

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀在YT14硬质合金刀具上沉积了TiN、TiAlN、TiN-MoS2和CrTiAlN复合梯度涂层.利用纳米硬度计、维氏显微硬度计、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪表征了刀具涂层的力学性能和组织结构,并在干式切削条件下, 比较研究了涂层对硬质合金刀具切削性能的影响,得出4种涂层刀具的切削寿命的排序依次为CrTiAlN＞TiN-MoS2＞TiAlN＞TiN;研究结果表明,多元复合涂层刀具在提高切削性能方面效果是显著的.     

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。     

Cf/SiC复合材料抗氧化涂层的制备及性能

在氧化性环境中,高于400℃时碳纤维开始氧化,限制了Cf SiC复合材料的应用。通过在Cf SiC复合材料表面制备抗氧化涂层体系,可以有效地保护碳纤维不被氧化。本实验制备了含CVD SiC粘接层、自愈合功能层和CVD SiC抗冲蚀层的三层涂层体系,并进行了氧化失重试验。氧化失重试验结果表明,仅有CVD SiC涂层的试样氧化失重率较大,不能有效地保护材料,而含有自愈合功能层的三层涂层体系的材料试样,在800℃～1200℃的氧化失重率非常小,1000℃下氧化288h的失重率仅为2.3%,弯曲强度仍保持为452.9MPa。同时实验发现,试样在氧化失重试验后,其CVD SiC涂层的表面形貌有明显改变,这主要是由SiC氧化形成SiO2薄膜所致,并且在1200℃下所生成的SiO2薄膜有表面收缩趋势,具有液相膜的部分特征。     

Au／MOx／A1203催化剂催化CO低温氧化的研究

采用沉积沉淀法，将金负载在复合氧化物载体MOx／Al2O3上，制备得到了Au／MOx／Al2O3催化剂的活性要高于Au／Al2O3催化剂．Au／FeOx/Al2O3催化剂能够在低于223K的温度下实现CO完全催化氧化．TEM图像分析表明，纳米级高分散的金颗粒是金催化剂高活性的前提，但载体的选择，以及复合氧化物载体中过渡金属氧化物的选择，也会对金催化剂的活性产生明显的影响．     

军用装备镁合金表面微弧氧化层SEM微观形貌及耐蚀性分析

利用微弧氧化技术的恒电流方式,在含有Na：SiO,和KF等电解质的溶液中制备了AZ91D镁合金微弧氧化层,通过扫描电镜观察分析及Cu加速盐雾腐蚀试验,研究了电解液中Na：SiO,和KF质量浓度对微弧氧化层结构及耐蚀性的影响。结果表明：在相同反应条件下,微弧氧化层厚度和表面粗糙度随Na：SiO,和KF质量浓度的增加而增加,微弧氧化层的耐蚀性取决于其表面粗糙度和厚度,粗糙度小、具有一定厚度的致密微弧氧化层耐蚀性好。     

磁控溅射工艺对CrN基复合涂层微观结构及摩擦学性能的影响

采用闭合场非平衡磁控溅射技术在不锈钢基体上制备了不同质量分数Mo的CrMoN复合涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDX）和光电子能谱仪（XPS）,系统分析了CrMoN复合涂层的相结构、表面形貌、成分、原子化合价价态等,结果表明：添加Mo后,CrMoN涂层的择优取向由CrN涂层的（220）转变为（200）,CrMoN涂层中的Mo原子取代了CrN晶格中的Cr原子,形成（Cr,Mo）N置换固溶体。采用Nano Test 600硬度测试仪测定了CrMoN复合涂层的纳米硬度,结果表明：由于CrN相和MoN两种硬相的协同作用,使得CrMoN复合涂层的纳米硬度值增大。采用多功能摩擦磨损试验机测定了CrN涂层及CrMoN复合涂层的摩擦因数,结果表明：CrMoN复合涂层的摩擦因数低于CrN涂层,磨损过程中由于摩擦热反应生成大量MoO3,使得复合膜的摩擦因数降低,起到了一定的润滑效果,降低了磨损量。     

AZ91D镁合金表面纳米TiO_2复合微弧氧化层耐蚀性能研究

为了提高AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀能力,采用Na2SiO3电解液,添加入纳米TiO2,经微弧氧化,纳米TiO2颗粒复合入陶瓷层中,形成表面质量良好的纳米复合陶瓷质氧化膜。通过与普通微弧氧化陶瓷层比较,结果表明：纳米TiO2复合微弧氧化陶瓷层孔隙率降低,致密性提高,抗盐雾腐蚀性能提高1倍以上。     

高速电弧喷涂耐磨涂层性能研究

将低碳马氏体和3Cr13+AlRE伪合金高速电弧喷涂层进行了性能和组织结构的对比分析。实验结果表明,与伪合金涂层相比,低碳马氏体涂层呈现出更优异的力学性能、耐磨性能和机械加工性能。该涂层可用于发动机曲轴等零件的再制造。     

陶瓷基复合装甲防12.7mm穿甲燃烧弹的靶试研究（Ⅰ）

基于对材料特性和防弹机理的认识,设计了由Al2O3陶瓷、616装甲钢和高强PE材料构成的陶瓷基复合装甲板,并用现役127.mm穿甲燃烧弹进行靶试考核,检验靶板设计思路,结果表明：防护面密度为128 kg/m2的靶板可防住该弹。     

Influence of yttrium on microstructure and properties of Ni–Al alloy coatings prepared by laser cladding

Ni–Al alloy coatings with different Y additions are prepared on 45^# medium steel by laser cladding. The influence of Y contents on the microstructure and properties of Ni–Al alloy coatings is investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron probe microanalyzer, Vickers hardness tester, friction wear testing machine, and thermal analyzer. The results show that the cladding layers are mainly composed of NiAl dendrites, and the dendrites are gradually refined with the increase in Y additions. The purification effect of Y can effectively prevent Al₂O₃ oxide from forming. However, when the atomic percent of Y addition exceeds 1.5%, the extra Y addition will react with O to form Y₂O₃ oxide, even to form Al₅Y₃O₁₂ oxide, depending on the amount of Y added. The Y addition in a range of 1.5–3.5 at.% reduces the hardness and anti-attrition of cladding layer, but improves obviously its wear and oxidation resistances.     

Pitting corrosion resistance and bond strength of stainless steel overlay by friction surfacing on high strength low alloy steel

Surface modification is essential for improving the service properties of components. Cladding is one of the most widely employed methods of surface modification. Friction surfacing is a candidate process for depositing the corrosion resistant coatings. Being a solid state process, it offers several advantages over conventional fusion based surfacing process. The aim of this work is to identify the relationship between the input variables and the process response and develop the predictive models that can be used in the design of new friction surfacing applications. In the current work, austenitic stainless steel AISI 304 was friction surfaced on high strength low alloy steel substrate. Friction surfacing parameters,such as mechtrode rotational speed, feed rate of substrate and axial force on mechtrode, play a major role in determining the pitting corrosion resistance and bond strength of friction surfaced coatings. Friction surfaced coating and base metal were tested for pitting corrosion by potentiodynamic polarization technique. Coating microstructure was characterized using optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Coatings in the as deposited condition exhibited strain-induced martensite in austenitic matrix. Pitting resistance of surfaced coatings was found to be much lower than that of mechtrode material and superior to that of substrate. A central composite design with three factors(mechtrode rotational speed, substrate traverse speed, axial load on mechtrode) and five levels was chosen to minimize the number of experimental conditions. Response surface methodology was used to develop the model. In the present work, an attempt has been made to develop a mathematical model to predict the pitting corrosion resistance and bond strength by incorporating the friction surfacing process parameters.     

铝合金表面涂覆隐身吸波涂层脱落原因分析

通过对某装备车体外脱落隐身吸波涂层样品的表面形貌、截面形貌、元素组成及含量分析,发现吸波涂层和Al2O3钝化层之间没有化学结合键,只存在物理吸附和机械结合,在外部环境的作用下,很容易引起隐身吸波涂层的脱落。     

用溶胶-凝胶法制备碳纤维三维编织物增强氧化铝基复合材料的研究

本文研究了溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－ｇｅｌ）法制备碳纤维三维编织物增强氧化铝（Ａｌ２Ｏ３）基复合材料的成型工艺及其力学性能，研究了两种主要起始物Ａｌ（ＮＯ３）３、ＡｌＣｌ３配制的氧化铝溶胶对复合材料成型工艺和力学性能的影响。分别以Ａｌ（ＮＯ３）３和ＡｌＣｌ３为起始物，制备得到Ⅰ＃、Ｉ＃复合材料。研究表明，以Ａｌ（ＮＯ３）３为起始物配制的溶胶粘度较小，利于材料的致密化。经过溶胶浸渍、凝胶、裂解１３个周期后，Ⅰ＃材料的密度和室温三点弯曲强度分别为１．８６ｇ／ｃｍ３和１４５．２ＭＰａ，而ＩＩ＃材料的密度和室温三点弯曲强度分别为１．６３ｇ／ｃｍ３和１０４．１ＭＰａ，材料均呈典型的韧性断裂模式。用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察试样的断口形貌，发现断口表面有大量的纤维拔出，纤维表现了较好的增韧效果。