MB8镁合金微弧氧化膜层耐蚀性研究

本文采用扫描电镜(SEM)、动电位极化曲线及电化学阻抗(EIS)等测试方法,研究了MB8镁合金微弧氧化后陶瓷膜层的耐蚀性能。结果表明:膜层表面分布着大量相对均匀的放电微孔,孔径在1~3μm之间;膜层分为三层,分别为过渡层、致密层和多孔层,其中致密层占总厚度的60%以上,约6~7μm。动电位极化曲线及电化学交流阻抗测试结果显示微弧氧化处理后镁合金的耐蚀性能得到显著提高。     

TC4钛合金磁控溅射镀铝后微弧氧化膜的结构与耐磨性能研究

通过采用磁控溅射技术,在TC4钛合金表面制备铝镀层,然后对其进行微弧氧化,并与TC4钛合金微弧氧化膜的性能进行了对比,研究了TC4钛合金磁控溅射镀铝微弧氧化膜的性能。研究结果表明:TC4钛合金磁控溅射镀铝后的微弧氧化膜表面比TC4微弧氧化膜更加平整、致密,其硬度是TC4微弧氧化膜硬度的3.015倍,其结合性能和摩擦性能均优于TC4微弧氧化膜。     

磷酸盐浓度对航空用7050铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响

在磷酸盐体系下对航空用7050铝合金进行微弧氧化(MAO)处理,主要是用扫描电镜、金相显微系统、膜层测厚仪、维氏硬度计、粗糙度仪、磨耗试验机和盐雾腐蚀箱等手段研究了不同的Na3PO4浓度对航空用7050铝合金微弧氧化膜层形貌、截面形貌、厚度、硬度、粗糙度、耐磨性和耐蚀性的影响.结果表明,随着微弧氧化反应的进行,受到电压变化影响,试样表面的弧光从银白色转为橘黄色;不同Na3PO4浓度下制得的MAO膜层均呈现出"火山口"喷射状形貌,随着Na3PO4浓度的增加,膜层的硬度先升后降,磨耗比先降后升,厚度、表面粗糙度持续增大,当Na3PO4浓度为14 g·L-1时,MAO膜层获得最佳综合性能.     

阳极氧化对7075铝合金疲劳性能的影响

研究了铬酸与硫酸阳极氧化对7075铝合金疲劳性能的影响,结果显示,铬酸阳极氧化在ΔK较小时,能显著降低7075-T6铝合金在空气中疲劳裂纹扩展速率以及在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,而在ΔK较大时对疲劳裂纹扩展的速率几乎没有影响,却使腐蚀疲劳裂纹扩展速率明显增加.在实验室空气中经铬酸阳极氧化的铝合金的疲劳断口裂纹扩展的皱褶更为细致,腐蚀疲劳断口则几乎见不到裂纹扩展形成的辉纹.还发现ΔK在300～700 N/mm3/2之间,硫酸阳极氧化使7057-T6铝合金疲劳裂纹的扩展速率增大,只是当ΔK较大时增加的幅度不是十分明显,却能在较宽的ΔK范围内显著降低铝合金腐蚀疲劳裂纹的扩展速率.     

Ti6Al4V钛合金表面羟基磷灰石陶瓷膜的制备

Ti6Al4V钛合金在不同钙磷浓度电解液体系中进行微弧氧化制得氧化膜,并进行水热处理。采用SEM观察微弧氧化膜微观形貌,使用EDS、XRD分析膜层成分和相组成。结果表明:电解液中钙磷浓度直接影响其在膜层中的含量,且钙离子主要靠扩散作用进入膜层,而磷离子靠电迁移进入膜层;微弧氧化膜中的钙盐、磷盐水热处理后转化成具有生物活性的羟基磷灰石,但处理温度过高,会出现晶粒粗大,适宜的水热处理工艺是200℃水热处理12小时。     

钛合金表面多孔TiO2制备及涂层结合强度改进

为了提高钛合金基体与Fe(吸波剂)/环氧涂层的结合强度,采用微弧氧化在钛合金表面制备一定厚度的二氧化钛多孔膜,之后浸涂Fe/环氧树脂涂料。分别研究了微弧氧化中电流、时间等实验参数对钛合金表面形貌和涂层结合强度的影响,并对所制备的氧化多孔膜在拉伸前后进行扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明:多孔TiO2膜的孔径随电流增大而减小,孔密度随电流增大而增大,随时间增加孔径增大,但时间不宜太长,涂层的结合强度随电流以及时间的增大都是先增大后减小,在3 A,4 min时达到最佳值33.62 MPa。     

一组不同内收缩比二维进气道唇口开启过程实验研究

设计了小型直联式实验台,模拟来流马赫数5.3,对一组具有不同内收缩比的二维进气道唇口开启过程及其特性开展了实验研究.进气道唇口的角度位置和隔离段高度均可调节,由此实现进气道不同内收缩比要求.通过分析进气道底板壁面压力分布,总结了进气道开启过程特性及其影响因素.     

6061铝合金焊后氧化物的激光清洗机理和工艺研究

采用纳秒脉冲激光器对6061铝合金焊后氧化物进行激光清洗实验。首先分析焊斑清洗前和清洗后的表面形貌和元素组成,探明焊后氧化物组成成分。其次再利用前期实验所获得不同工艺参数对清洗质量的影响规律,设计正交实验,划定各因素区间范围,分析参数对清洗质量的影响权重。利用正交实验法分析得到：影响表面轮廓线峰谷值的参数主次顺序为激光功率>脉冲频率>扫描速度>脉冲宽度;影响氧元素质量百分比的参数主次顺序为脉冲宽度>扫描速度>激光功率>脉冲频率。通过综合平衡法最终获得优化工艺参数组：扫描速度、激光功率、脉冲频率、脉冲宽度分别为2 950 mm/s、141 W、29 kHz、330 ns。优化后可确保铝合金焊后氧化物清洗彻底、无基材损伤、清洗效率高。     

DLC涂层硬质合金微钻的制备及其切削性能

在硬质合金微型刀具加工高硅铝合金等难加工材料时,通过采用改进的热丝CVD装置开展了DLC涂层硬质合金微钻制备工艺优化,得到了最优沉积工艺,并配合高速加工高硅铝合金(Si15%)材料微小孔钻削性能对比试验,分析了刀具的磨损机理.结果表明:两步预处理方法适合复杂形状硬质合金衬底的预处理方法.钻削高硅铝合金时,DLC涂层具有低摩擦系数和高耐磨损特性,同等切削条件下,涂层微钻的切削寿命比未涂层硬质合金微钻提高了10倍.     

一种连续式跨声速风洞总压控制方法设计

总压是连续式跨声速风洞关键流场参数,高总压控制精度能提高试验数据的准确性,加快调节速度对缩短马赫数极曲线时间具有重要意义。针对连续式跨声速风洞试验工况多、调节手段多等特点,对连续式跨声速风洞压力调节系统及多种流场调节手段下的压力耦合特性进行分析研究,建立了连续式跨声速风洞总压控制精度和调节阀特性的对应关系,并以此设计出不同工况的阀门组合控制策略,采用分段变参数加模糊PID控制算法实现总压的闭环控制。风洞试验结果表明:在保证每条马赫数极曲线时间的同时,总压控制精度达到0.1%,控制方法能够有效满足连续式跨声速风洞总压控制要求。     

TiAl合金表面激光重熔陶瓷涂层组织及耐磨性能

为了提高TiAl合金耐磨性能,采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在TiAl合金表面制备了Al2O2-13% TiO2(质量分数)复合陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,经过激光重熔处理后,陶瓷涂层颗粒细化,片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层.由于陶瓷材料导热系数较低的影响,激光重熔时无法使整个陶瓷层实现重熔,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小的等轴晶重熔区、烧结区以及片层状残余等离子喷涂区.激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其耐磨性能也明显优于原等离子喷涂层.     

高频感应辅助激光熔覆MCrAlY涂层的微观组织及其抗氧化性能

利用高频感应辅助激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了MCrAlY涂层,与激光直接熔覆制备的MCrAlY涂层进行对比研究。采用扫描显微镜、X射线衍射仪及能谱仪对涂层的微观形貌和组织结构进行了分析。结果表明,在高频感应辅助的作用下,涂层的温度场发生了改变,温度梯度降低,涂层中的Al元素有充分的时间上浮,在涂层表面形成了大量的Al2O3陶瓷相,使得涂层的抗氧化性能明显提高。同时,涂层的横截面呈现网状结构,其主相仍以γ-NiCo相为主,而Y元素在黑色区域为富集形态,可以净化晶界,减少由晶界产生内应力,改善涂层的成型性能。     

铝元素对锌镀层耐蚀性的影响

研究了用复合电沉积法制备的锌铝镀层在微酸性腐蚀介质中的耐蚀参力。失重法，电化学性能试验证明：镀液中的氢氧化铝也能改善镀层的耐蚀性，但不如铝粉的作用显著。电子探针和等离子光谱显示含氢氧化铝和含铝粉镀层中的铝呈均匀分布状态，但前者铝的含量为５０ｐｐｍ，后者相对较多０．１５％。Ｘ－射线衍射法揭示溶液中的氢氧化铝能使镀层的结晶细致，晶面择优取向程度增加。当镀液中含有铝粉时，所得镀层的结构则成为层状，且结晶     

新型AlTiN涂层钻头高效干式钻削40Cr的开发与试验

针对40cr的高效干钻削,开发了含铝质量百分比分别为40%和55%的AlTiN涂层钻头.通过刀具耐用度、加工表面质量、刀具磨损、切削变形等方面的研究,分析了不同含铝量的涂层对干钻削加工的影响.试验结果表明,AlTiN涂层钻头适合高效干钻削,并能保持良好的加工表面质量,特别是含铝量为55%的涂层,其耐用度在90 m/min的切削速度下是含铝40%涂层的1.3倍.试验还揭示了这两种涂层干钻削的磨损机理:两种AlTiN涂层都出现了氧化磨损,高含铝量的涂层在切削温度下易形成致密的氧化膜,使刀具抗高温性增加并减少涂层剥落,最终以涂层塌陷形式失效;低含铝量涂层刀具以涂层剥落、微崩刃形式失效.同时高含铝量涂层改善了加工过程中的润滑条件.     

二维编织C／SiC复合材料高温拉伸性能研究

对二维编织C／SiC复合材料在1300℃高温氩气、湿氧环境下拉伸性能进行了实验,结合断口观察分析了其在拉伸载荷下的损伤和破坏机理。试验结果表明,二维编织C／SiC复合材料在高温氩气、湿氧环境下表现为非线性特征,通过对比发现,由于氧化作用,高温氩气环境下拉伸强度、破坏应变和比例极限均高于高温湿氧环境。断口观察表明,基体开裂、层间分层以及纤维和纤维束的断裂拔出是材料拉伸破坏的主要形式。     

Mg-Al-Zn基钎料合金的研究

设计了三种可用于MB8镁合金炉中钎焊的Mg-Al-Zn基合金钎料。测试了它们在MB8镁合金上的润湿性、填充性及接头力学性能。结果表明,所制备的Mg-Al-Zn基合金钎料对MB8镁合金均具有良好的润湿性和填充性,且在钎料中添加微量的Mn、稀土Re元素有助于提高钎料的抗氧化性和钎焊接头的强度。     

平纹编织C/SiC复合材料热残余应力的模拟和分析

通过对平纹编织C/SiC复合材料SEM照片精确测量,获取了纤维束的几何参数,并以四参数正弦函数为拟合方程,得到了RVE的建模曲线方程,并建立了RVE的三维有限元模型。采用间接耦合的降温法,模拟计算了C/SiC复合材料的轴向热残余应力,其计算结果与理论值接近;并分析了制备温度以及纤维体积含量对热残余应力的影响。     

钠盐对铝硅合金的变质

采用高纯铝和硅（＞ ９９．９９％ ｗ ｔ）配制Ａｌ－１０％ Ｓｉ二元合金,经三元钠盐变质,研究合金中共晶硅相。结果表明：铝硅合金共晶凝固时,硅相滞后于铝相结晶。进行钠盐变质处理后,共晶凝固时硅相滞后更加明显,并使之由片状转变为纤维状。钠盐变质后的共晶硅中有较多的孪晶,孪晶轴为（１１１）Ｓｉ;孪晶方向为（２１１）Ｓｉ,共晶两相的位向关系符合〔１００〕Ａｌ∥〔１１０〕Ｓｉ。钠盐变质后的共晶硅以孪晶沟槽（ＴＰＲＥ）长大机制进行分枝、细化和弯曲,从而证明孪晶沟槽长大机制是产生变质结构的重要途径。     

硬质合金刀具高速铣削航空铝合金时的磨损形态及磨损机理

对硬质合金整体立铣刀高速铣削加工航空铝合金时的刀具磨损形态及其磨损机理进行了观察和分析.结果表明:在高速切削条件下,硬质合金整体立铣刀的磨损形态主要表现为涂层破坏、月牙洼磨损、微崩刃、剥落和破损等.磨损机理主要是粘结磨损、扩散磨损以及疲劳磨损.与常速铣削磨损机理的不同之处在于高速旋转形成的热、力耦合的应力场对硬质合金刀具的作用与冲击影响占主导地位.