原位反应制备Al_2O_3弥散强化ZrO_2基复合陶瓷

为降低氧化锆基陶瓷烧结温度和提高其力学性能,在氧化锆中加入不同含量的纳米铝粉并采用在不同微波烧结温度使铝发生原位反应生成氧化铝弥散强化氧化锆基体的方法制备了Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷。通过XRD物相分析、SEM显微结构观察和力学性能等测试,得到了纳米铝粉含量和微波烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷力学性能和显微结构的影响规律。结果表明:ZrO_2基复合陶瓷素坯较适合的排塑温度为400℃。在保温时间30 min条件下,纯ZrO_2陶瓷和Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷的较佳微波烧结温度为1 350℃。纳米铝粉添加体积含量为0.5%的Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷具有较佳的综合性能,其致密度为98.56%,硬度为14.92 GPa,抗弯强度为607.07 MPa,断裂韧性为15.09 MPa·m~(1/2),抗弯强度和断裂韧性分别提高了10.46%和16.62%。     

用化学气相渗透法制备莫来石陶瓷基复合材料

研究了A lC l3-S iC l4-H2-CO2气相系统不同温度化学气相沉积(Chem ica l vapor depos ition,CVD)A l2O3-S iO2系氧化物相组成及显微结构,分析了不同温度下气相的渗透效果和550℃沉积产物的相演化。结果表明,1 050℃沉积薄膜由多晶致密-αA l2O3,3A l2O3.2S iO2,少量-δA l2O3,-ιA l2O3和非晶S iO2组成,850℃沉积薄膜由多孔-δA l2O3结合非晶S iO2组成,550℃沉积薄膜由致密-γA l2O3结合非晶S iO2组成。550℃的化学气相渗透(Chem ica lvapor in filtration,CV I)过程有良好的渗透性,可以制备N ex te l 720/A l2O3-S iO2复合材料。进一步研究表明,550℃化学气相沉积出的A l2O3-S iO2复合氧化物经1 350℃热处理可转化为-αA l2O3结合莫来石相。     

氩气保护镍基复合镀层中增强相热稳定性研究

研究了Ｎｉ－Ｂ４Ｃ复合镀层中，增强相Ｂ４Ｃ颗粒的热稳定性及镀层组成和性能的相应变化。金相显微结果表明，Ｂ４Ｃ颗粒在５００℃时开始分解，至８００℃分解完毕。Ｘ－ｒａｙ衍射、ＸＰＳ试验证实Ｂ４Ｃ颗粒分解后与Ｎｉ生成新相Ｎｉ３Ｂ，而且，由于Ｂ元素有着向镀层表面聚集的趋势，导致Ｎｉ３Ｂ首先在邻近表面的镀层中出现。Ｂ４Ｃ颗粒的分解，极大地降低镀层的硬度，但能有效地提高镀层的抗氧化能力。因此，Ｎｉ－Ｂ４Ｃ若作为耐磨材料，使用温度不宜大于５００℃，倘若利用它的抗氧化能力，即使在８００℃高温下，仍能耐受相当长的时间。     

机械合金化法制备碳钢管内壁NiCrAlY涂层及激光重熔

利用行星球磨原理,以NiCrAlY粉末为原料,采用机械合金化(MA)工艺在碳钢管状零件内壁制得NiCrAlY合金涂层,并利用CO2激光器对涂层进行激光重熔处理.采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)及维氏硬度试验研究了激光重熔前后涂层的显微组织及性能变化.结果表明,在球磨转速为400 r/min,球磨时间为10h的工艺条件下,在零件内表面形成结合性较好的涂层,其厚度约为40μm;激光重熔后,其组织结构更均匀致密.     

热处理对BT25 Y钛合金组织和性能的影响

本文研究了不同的固溶温度、固溶后冷却速度以及热暴露对BT25Y钛合金组织和性能的影响。结果表明,BT25Y钛合金于950℃固溶属于α β两相区固溶,其组织由初生等轴α相和片状α β相组成,硬度随冷速的增大而增大,但随着热暴露时间的延长,在40小时时硬度达到最大值,而后降低;而990℃固溶属于β区固溶,由β相降温分解的α β两相组成,硬度较950℃固溶高,也随冷速的增大而增大,但随着热暴露时间的的延长,硬度在30小时时达到最低值,而后持续增大。     

多相Nb-Si-Fe-Ti-Al-W原位复合材料高温变形行为

采用机械合金化(MA)+热压烧结制备了Nb-16Si-5Fe-10Ti-5Al-10W原位复合材料,研究了球磨时间对热压复合材料致密度的影响。结果表明,材料的致密度随着球磨时间的延长而增大;X射线衍射(XRD)分析表明:制备的复合材料由连续分布的铌固溶体(Nbss)相、金属间化合物Nb5Si3相和Nb4Fe3Si5相组成。各物相的平均晶粒尺寸为1μm,并且呈等轴状。采用真空高温拉伸评价了Nb-16Si-5Fe-10Ti-5Al-10W原位复合材料的高温性能。在1 350℃以上、应变速率为3.1×10-4s-1条件下,该复合材料具有极大的塑性或超塑性。晶界滑移是塑性变形的主要机制。在1 300、1 350℃该复合材料具有很高的高温强度。     

退火温度对Ti6Al4V薄板退火变形影响的有限元分析及实验验证

为了研究钛合金退火变形规律,对Ti6Al4V薄板初始残余应力作一定假设和简化,采用MSC.marc软件建立Ti6Al4V薄板退火热粘塑性模型,分析不同退火温度(550, 580, 600, 620, 650 ℃)对钛合金退火变形的影响及其原因,并结合退火实验验证模拟结果。结果表明,初始残余应力在蠕变作用下产生蠕变应变和弹性应变,使薄板退火后应变分布符合板材弯曲时典型应变分布规律,最终导致薄板退火变形。随着退火温度升高,蠕变作用加强,退火变形增大,而应力应变随时间变化趋势基本一致。实验结果验证了数值模拟的可靠性。     

均匀化时间对Al-Mn合金组织的影响

采用扫描电镜、能谱分析和显微硬度研究了一种Al-Mn合金的铸态试样在610℃均匀化处理不同时间时的组织演化和显微硬度变化。实验结果表明:在610℃均匀化退火4 h时,合金内不连续网状枝晶已经溶解得比较充分,骨骼状的化合物也转化为块状;在一定时间内,随着均匀化处理时间的延长,β-Al6(MnFe)相向α-Al(MnFe)Si相转变量增多。由微观组织转变和显微硬度结果表明,该合金在610℃合理的均匀化处理时间为10 h左右,这与采用均匀化动力学方程得到的结论基本一致。在该参数下,合金内化合物尺寸最小且分布弥散,α-Al(MnFe)Si相在化合物中所占比例明显增多。     

Laves相Nb-Cr合金的真空烧结

研究了真空烧结参数及机械合金化对Laves相Nb-Cr合金致密度的影响,结果表明球磨后粉末烧结试样的致密度增加率是未球磨粉末烧结试样的3~5倍;当烧结温度增加、烧结时间延长,Laves相NbCr2的合成更为充分,试样致密度增加。     

用钛磷偏高的小高炉铁料生产加镁的球墨铸铁

本文探讨用磷钛偏高的江苏地区生铁,用加镁的方法生产球墨铸跌的可能性。试验证明,在含磷0.2％,含钛0.04％时,对石墨形状及机械性质起决定性影响的是含硅量。如果含硅量在2.0～2.2％以下,再适当提高残铁量,并辅以适当的热处理,完全可以达到球铁50—1.5或60—2的要求。 退火的温度以900—930℃为宜,退火过程中,同时起着石墨化、均匀化及改善磷共晶的作用。想消除磷共晶而把温度提得过高是不恰当的。为了获得较佳的耐磨性和适当的韧性,建议把一般习用的550℃回火改到650℃;为了获得最大的韧性,建议在700—750℃回火。     

Al2O3陶瓷表面机械合金化制备铜涂层研究

采用机械合金化方法于Al2O3陶瓷表面制得Cu涂层,研究了不同球磨时间的工艺条件下,陶瓷表面金属涂层的微观组织形貌,并对机械合金化过程中陶瓷表面金属化的过程作了相关探讨。实验结果表明,在磨球撞击和摩擦的反复作用下,铜粉首先附着在陶瓷基体表面并填充表面的凹坑,然后在进一步球磨过程中冷焊到基体表面,最终在陶瓷表面形成Cu涂层;涂层与基体之间基本无扩散,结合机制主要为机械结合;适当延长球磨时间,有利于涂层厚度、致密度的增加。划痕法测试表明,涂层与陶瓷基体结合较为紧密且并无起翘剥落。     

渗氮处理对TC4钛合金性能的影响

为了在钛合金螺纹表面形成完整的膜层，提高材料耐磨性能，采用金相形貌分析、硬度和强度分析等手段研究了TC4钛合金渗氮过程参数对微观结构及性能的影响。试验结果表明，随着渗氮温度从700℃升至850℃，材料抗拉强度从1 026 MPa降低至930 MPa；延伸率随着温度升高而逐渐增高；表面硬度从529 HV上升至826 HV，相比于渗氮前280 HV，硬度有大幅度的提高；而保温时间从8 h增加至20 h，对材料的硬度和形貌影响较小，按照此工艺可以在钛合金零件表面形成完整的膜层；钛合金硬度的提高主要是因为表面形成了由Ti₂N和α-Ti组成的渗氮改性层表面。     

LaNbO4-MoSi2复合陶瓷的制备及力学性能

采用高温固相反应法合成了LaNbO4粉末,并通过热压法制备了LaNbO4-MoS i2复合陶瓷材料。通过扫描电镜、金相显微镜、X射线衍射仪进行试样显微组织结构和断裂特征分析,测试了其显微硬度、抗弯强度和断裂韧性等力学性能。实验结果表明:合成的LaNbO4粉末有少量未反应的La2O3剩余,固相反应前原料粉的高能球磨使得反应后LaNbO4结构由单斜相变成以四方相为主。LaNbO4-MoS i2复合试样与单相MoS i2相比,其晶粒明显细化,致密性提高,强度、硬度和断裂韧性均有较大提高。采用具有畴切换增韧特性的LaNbO4颗粒作为一种新的增强剂对MoS i2基陶瓷进行复合改性具有一定的研究价值。     

纳米TiO2／聚氨酯复合涂层的制备及其耐盐水浸泡性能

本文利用硅烷偶联剂对纳米TiO2进行表面改性,并将改性和未改性的纳米TiO2按不同比例添加到聚氨酯涂料中,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂层,实验结果表明,经硅烷偶联剂改性后的纳米TiO2在涂料中分散良好,粒径在100 nm左右.改性后的纳米TiO2能够有效提高涂层的耐盐水浸泡性能.当改性纳米TiO2添加量为3%时,涂层的耐盐水浸泡性能最好.该涂层在经过56天的盐水浸泡后,铅笔硬度从3H下降到HB,附着力从1级下降到3级,光泽度从120.9下降到99.6,耐冲击性能从22 N·cm下降到12 N·cm,在所有试样中下降程度最低.     

钛基合金抗高温氧化搪瓷涂层制备及性能表征

为解决钛及其合金抗高温氧化烧蚀问题,采用两搪两烧方法在TA1与TC4基体表面制备厚90～110 μm的搪瓷涂层.利用X射线衍射仪、光学和扫描电子显微镜表征搪瓷涂层的显微结构、界面形貌,通过EDS线扫描分析界面处主要元素分布,试验结果表明搪瓷涂层结构致密,与基体形成化学结合,抗落球冲击和热震性能优异.最后通过750℃下,100h不连续高温氧化试验表明,搪瓷涂层是一种有效的抗高温氧化涂层.     

大豆油基光固化水性聚氨酯/TiO_2杂化涂层制备及性能

以大豆油基光固化水性聚氨酯,钛酸正丁酯,异丙醇等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了大豆油基光固化水性聚氨酯/TiO_2有机无机杂化涂层,并在不同温度下对光固化的杂化涂层进行加热处理。采用XRD表征了所制备涂层的晶体结构,并通过监测"紫外光照-避光"循环中接触角的变化,研究了杂化涂层的光催化活性。结果表明:经120℃加热处理后,杂化涂层具有良好的光催化活性,在"紫外光照-避光"循环中接触角呈现周期性的变化,说明杂化涂层中形成了锐钛型TiO_2结构;无机相的引入提高了涂层的热稳定性,最大残碳量提高到18.8%。     

SiC_p/Al复合材料用SiC表面预氧化处理研究

通过对SiC颗粒的高温氧化和增重实验,研究了SiC高温氧化规律和氧化动力学,探讨了SiC高温氧化后SiC_p/Al复合材料的界面反应。结果表明,SiC颗粒氧化增重随氧化时间增加,先快速增加,后缓慢增加,符合抛物线规律。SiO_2氧化膜厚度随加热温度升高而增加。氧化温度低于900℃时氧化速度较慢,超过1 300℃时氧化膜厚度随氧化温度增加而增加不明显,SiC颗粒表面氧化处理应以氧化温度为1 100℃和氧化时间为10 h为宜。SiC颗粒氧化处理可使SiC_p/Al复合材料界面反应形成Al_2O_3界面相,而有效抑制了界面相Al_4C_3的产生。     

H2对SrBi2Ta2O9薄膜表面形貌和铁电性能的影响

在Pt／TiO2／SiO2／Si衬底上，用金属有机物分解(MOD)法制备了SrBi2Ta2O9(SBT)铁电薄膜。通过对SBT薄膜表面形貌变化的结果表明，SBT薄膜经过氮氢混合气氛(forming gas，95％N2 5％H2)退火后，由于氢的还原作用造成了Bi的缺失，从而导致了薄膜铁电性能的退化，SEM结果表明还原出来的Bi在薄膜表面形成柱状结构。而SBT薄膜经过1h 750℃的氧气氛退火处理后．由于Bi被重新氧化，SBT薄膜的铁电性能可以得到恢复。     

改性聚氨酯乳液及其耐介质、防腐行为研究

采用环氧树脂对水性聚氨酯接枝,再通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与石墨烯表面含氧基团反应,得到硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯,最后使两者复配得到稳定性良好、耐蚀性能优异的氧化石墨烯/环氧改性水性聚氨酯(GO/EPWPU)乳液。研究分析了不同环氧树脂含量对水性聚氨酯涂膜物理性能和耐介质性能的影响,通过电化学方法研究了涂层的耐蚀性能和防腐蚀行为。结果表明:环氧树脂用量为7%时,涂层力学性能、耐介质性能优异;与原始样品对比发现,添加改性石墨烯明显提升了涂层的耐蚀性能,此外,当改性石墨烯用量为1‰时,涂层耐蚀性能最好,通过观察涂层浸泡腐蚀过程,进一步分析了不同石墨烯用量的环氧改性水性聚氨酯涂层的防腐蚀行为。     

TC21合金表面Al-Cr涂层的制备及其高温抗氧化性

利用双辉等离子渗金属技术和多弧离子镀技术在TC21钛合金表面制备了Al Cr复合涂层,并于750,850,950 ℃下进行了抗高温氧化性能研究。结果表明：Al-Cr涂层分为纯Al层、AlCr合金层、纯Cr层及扩散层,厚度约为48 μm,涂层连续致密、无贯穿性裂纹,并且与基体结合紧密。氧化过程中,Al Cr涂层表面能形成致密的Al2O3氧化层,阻止O元素向内扩散侵蚀基体,使涂层具有优异的抗高温氧化性能;Cr的存在既促进了Al的选择性氧化,同时又使得涂层的自修复能力得到增强。Al Cr复合涂层显著提高了TC21合金的高温抗氧化性。