高气孔、高强Si3N4陶瓷材料的研究

采用部分烧结工艺,利用复合助剂A作为烧结助剂,成功的制备出了材质比较均匀且有较高强度、高气孔氮化硅陶瓷.借助XRD、SEM等仪器对其物相组成和微观结构进行了研究.实验结果表明:在适当的工艺下可以制得弯曲强度大于160MPa,气孔率＞50%的多孔氮化硅陶瓷.气孔主要是由长柱状β-Si3N4晶粒搭接而成的,均匀的气孔分布和高的长径比结构是获得高强度的主要原因.     

TaC含量对Ti(C,N)-18%Ni金属陶瓷基体及其CVD涂层组织、性能的影响

采用传统的粉末冶金方法制备了不同TaC含量Ti(C,N)-18Ni金属陶瓷,利用化学气相沉积技术在所制备的金属陶瓷基体上沉积TiN/TiCN/Al2O3/TiN多层复合涂层,通过不同的方法表征了基体和涂层的组织和力学性能。结果表明:TaC含量为6%时(质量分数,下同),金属陶瓷的晶粒细小且分布均匀,组织最为致密,表现出优异的机械性能。TaC的添加细化了金属陶瓷晶粒,为涂层生长提供了更多形核点,从而改变了涂层的组织和性能。基体中部分元素扩散到涂层中,改变了涂层的晶格常数。当TaC含量为6%时,涂层与金属陶瓷的结合力达到最大,为127.8 N。     

电磁场对5082铝合金铸轧板材组织的影响

进行了5082铝合金的常规铸轧、静磁场铸轧、交流电场铸轧以及电磁振荡铸轧试验,对比分析各试验条件下获得的铸轧板材的显微组织。结果表明,在5082铝合金板材铸轧过程中施加静磁场可以抑制树枝晶生长、细化晶粒,使晶粒大小分布均匀;施加交流电场使得晶粒分布均匀,但晶粒细化效果不明显,且有助于树枝晶的生长;同时施加静磁场和交流电场,产生电磁振荡效应,使得晶粒细小均匀,晶粒细化效果显著,不再有明显的树枝晶。     

液固挤压SiCp/LY12复合材料的组织与性能

探讨了液固挤压SiCp/LY12复合材料的组织与性能特征及其相互之间的关系. 研究表明, 其基体组织晶粒细小, SiC颗粒基本呈均匀随机分布, 无明显堆积及脱粘现象, 且与基体结合良好; 抗拉强度比基体材料提高20%～32%. 从而为颗粒增强金属基复合材料管、棒材的制备提供了一种减少工序、节能节材的可行方法.     

挤压铸造SiC_p/LY12复合材料的组织与性能

探讨了挤压铸造SiCp/LY12复合材料的组织与性能特征及其相互之间的关系。研究表明,其基体组织晶粒细小, SiC颗粒基本呈均匀随机分布,无明显堆积及脱粘现象,且与基体结合良好。抗拉强度和弹性模量比基体材料分别提高 20％～32％和7.6％～43％,从而为颗粒增强金属基复合材料管、棒材的制备提供了一种减少工序,节能节材的可行方法。     

SiC颗粒弥散强韧化Si3N4陶瓷刀具材料

对ＳｉＣ颗粒弥散强度韧化氮化硅陶瓷刀具材料的组成,结构及性能进行了研究,结果表明,ＳｉＣ颗粒的加入使材料的温度,韧性及硬度匀比纯Ｓｉ３Ｎ４陶瓷有显著提高,通过对其显微结构的分析,发现ＳｉＣ颗粒的加入使材料的显微结构明显改善能有效地阻止β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的异常生长,有利于形成的均匀细小的组织结构,同时,对ＳｉＣ颗粒在Ｓｉ３Ｎ４基体中的增韧机理进行了探讨。     

强磁场下不同晶粒尺寸Fe薄膜生长模式演变及其对磁性能的影响

采用强磁场下物理气相沉积的方法,通过提高蒸发源温度获得晶粒尺寸逐渐降低的纳米晶Fe薄膜,研究了强磁场对不同晶粒尺寸Fe薄膜生长和磁性能的影响.结果表明,当蒸发源温度为1440℃时,Fe薄膜的晶粒细小,强磁场使薄膜从层状生长变成了柱状生长,有效降低了薄膜缺陷.当蒸发源温度为1400和1350℃时,Fe薄膜的晶粒较粗大,强磁场不能改变其柱状生长方式,但是却提高了柱的宽度.强磁场提高了Fe薄膜的平均晶粒尺寸以及颗粒(由晶粒构成)尺寸、降低了薄膜表面粗糙度.随着晶粒尺寸的降低,强磁场提高Fe薄膜矫顽力、饱和磁化强度和剩磁比的能力增强.     

等离子喷涂纳米粒子混合WC-Co涂层性能研究

采用等离子喷涂技术制备了WC-Co涂层,所采用2种喂料分别为普通微米材料和混合纳米粒子的材料.分析了涂层的显微形貌、物相成分以及显微硬度、耐磨性等.研究结果表明:喷涂态的纳米WC粒子混合WC-Co涂层中的WC晶粒尺寸小于100 nm.纳米WC粒子混合涂层晶粒尺寸更小,WC颗粒分布更加均匀.WC颗粒的弥散强化和细晶强化作用使得涂层韧性、塑性更好.减缓了应力的集中,使微裂纹的产生和扩展几率降低.纳米WC粒子混合涂层更易生成高硬度的η1相以及立方结构物质,改善了涂层的塑性,使滑移方向更多,提高了涂层抵抗磨损的能力.纳米WC粒子混合涂层的细晶强化效应使得WC颗粒的接触数量更多,提高了涂层的硬度.普通涂层的磨损表面存在很多细小的裂纹,容易产生脆性断裂.纳米WC粒子混合涂层韧性较好,抗磨损能力更强.     

第二相颗粒对多晶材料晶粒生长影响的元胞自动机(CA)模拟

采用Moore型邻域定义的元胞自动机模型模拟研究第二相颗粒对多晶材料晶粒生长的影响.结果表明:第二相颗粒的体积分数及尺寸对基体晶粒组织特征的影响很大;第二相颗粒含量增加可以提高晶粒尺寸分布的均匀性,而颗粒尺寸增大则导致晶粒尺寸分布的均匀性降低.通过对模拟数据的回归分析获得极限晶粒尺寸(D)与颗粒尺寸(d)和颗粒含量(f)之间的关系;不同的颗粒尺寸(d)对应不同的拟合指数(n).     

激光-感应复合熔覆Cu-Fe合金涂层的结构与性能

采用激光-感应复合熔覆方法,在黄铜基材表面制备Cu-Fe合金涂层,研究涂层的显微组织与性能特征。结果表明,当激光扫描速度为3000 mm/min、粉末流量为110 g/min时,在黄铜基材上获得表面较光滑、无气孔与裂纹的Cu-Fe合金涂层。另外,Cu-Fe合金在激光-感应复合熔覆过程中发生液相分离,在涂层底部,过饱和的金属基体α-Fe呈平面状与柱状枝晶生长;在涂层中上部,直径不等的球状颗粒α-Fe镶嵌在过饱和的金属基体ε-Cu内,许多细小的白色粒状物ε-Cu在球状颗粒α-Fe内均匀弥散析出,涂层的平均显微硬度相对于基材的提高约2.8倍。     

搅拌摩擦加工改性冷喷涂Al-12Si合金涂层的组织和性能

采用冷喷涂在碳钢基体上沉积制备了Al-12Si合金涂层,分别采用平端面和渐开线端面的无针搅拌头以950r/min转速对涂层表面进行搅拌摩擦加工(FSP)改性。采用光镜和扫描电镜对喷涂态和FSP改性后涂层的组织结构进行了表征。结果表明:采用两种搅拌头获得了不同形貌的组织,随着渐开线端面搅拌头的移动,提高了热输入,涂层中组织出现了过热造成的气孔缺陷。Si颗粒在FSP的塑性变形过程中得到了充分的混合,均匀地分散在了涂层中,分析表明沉积粒子的再分布和晶粒的细化能显著提高涂层的表面性能,此外,两种FSP搅拌头改性后涂层表面的硬度分别为113.8HV0.5和125.1HV0.5。     

铝合金表面多层复合纳米碳管/钛的激光合金化

在铝合金表面使用真空镀的方法形成CNT8／Ti／AL／…多层复合，经激光合金化形成复合涂层。利用X射线衍射、扫描电镜对复合层相构成及微观组织进行了分析。结果表明，复合层中存在着TiC颗粒和碳纳米管CNTs；CNTs仍保留其原有的管状结构，且在复合层中相互缠绕呈网状均匀弥散分布；反应原位合成的TiC颗粒尺寸均匀细小，附着于CNTs上从而改善了CNTs与基体之间的结合性能；复合涂层已合金化，与基体的界面为冶金结合。     

脉冲偏压辅助热丝法沉积金刚石膜的实验研究

本文针对金刚石涂层应用于工具、模具的需要,研究脉冲偏压在热丝法沉积金刚石工艺中促进金刚石形核、生长的作用。进行了不同脉冲电压、频率、占空比条件下制备金刚石涂层的试验,采用金相显微镜观察涂层的颗粒尺寸及均匀性、致密性,确定了优化的工艺参数。采用优化的工艺参数在硬质合金基体表面沉积金刚石涂层,观察金刚石涂层的结构并测试与基体的结合力。结果表明,生长的金刚石涂层颗粒细小、均匀,与基体的结合力良好。     

电磁调质A356合金的组织研究

采用低频电磁场对水平连续铸造方法制备A356合金锭坯，通过金相显微镜观察，比较了磁场频率和电流大小对亚共晶区内初生廿灿形貌、晶粒大小的影响，通过扫描电镜分析，确定电磁场对Si在铝中晶内含量的影响。结果表明：与普通电磁铸造比较，低频电磁铸造可以细化晶粒，获得细小的α-Al组织和共晶组织。随着磁场频率降低，晶粒细化更加明显。而电流的增加也可以使晶粒细化，从而获得α-Al非枝晶组织和细小均匀的共晶组织。施加低频电磁场，可以提高Si在铝中的晶内含量，使共晶区域和晶界变窄，且Si的分布更加均匀。     

稀土改性Cr涂层对开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金组织结构及高温氧化性能的影响

为了提高三维网状开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金的高温氧化性能,本文采用固体粉末包埋工艺在开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金表面分别制备Y-Cr和Ce-Cr涂层,再将涂层加热到900℃和1000℃进行120h高温静态氧化试验。利用扫描电镜、X射线衍射仪对两种涂层改性Ni-Cr-Fe泡沫合金的微观组织结构和氧化产物的形貌、成分和相组成进行对比分析。结果表明：Ce-Cr涂层改性开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金组织均匀致密、涂层表面晶粒明显细化,且涂层与基体界面结合紧密。同时,Ce-Cr涂层改性泡沫合金的抗高温氧化性能优于Y-Cr涂层,氧化动力学曲线符合抛物线氧化规律。这主要由于其表面生成了均匀致密的Cr2O3氧化膜;涂层与基体之间形成了由Ni-Cr-Fe,[Fe,Ni]相构成的过渡层,使基体与涂层冶金结合,从而加强了涂层与基体的结合力。     

高性能涂层钛阳极在土壤阴极保护中的应用

通过对传统钛阳极涂液的改性以及烧结工艺的改进,制备出的涂层氧化物晶粒细小、均匀,达到纳米级,表面涂层无龟裂纹,电极的电催化活性及强化寿命明显优于传统阳极,此电极在土壤阴极保护中具有很好的使用效果.     

TiO2对高硬度镍基合金激光熔覆层组织的影响

在45钢表面进行了对高硬度镍基合金粉末添加TiO2的激光熔覆试验。利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪对激光熔覆层的显微组织进行了分析，测试了熔覆层的显微硬度。结果表明，G112 (质量分数，％)4TiO2涂层组织由细小的树枝状或花朵状碳、硼化物多元共晶体 细小颗粒相 韧性基体相组成，加入适量的TiP2，能够均匀细化涂层组织，抑制涂层中粗大的块状脆性相的产生，提高涂层中韧性相成分分数，降低涂层的裂纹敏感性，且涂层的硬度分布均匀，平均硬度750HV0．3。     

圆锥破碎机耐磨材料的研究

分析研究了φ27×36棒磨机衬板样品、公司生产的铸态与热处理态高锰钢以及实验室改性高锰钢4种试样的力学性能和金相组织,结果显示:改性高锰钢试样的晶粒均匀且粒度适中,力学性能较为理想,同时耐磨性也最好。指出严格控制热处理温度和时间,使奥氏体晶粒度细小和碳化物弥散析出,就能提高试样的抗拉强度和耐磨性。     

稀土改性Cr涂层对开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金组织结构及抗高温氧化性能的影响

为了提高三维网状开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋工艺在开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金表面分别制备Y-Cr和Ce-Cr涂层,再将涂层试样加热到900和1000℃进行120 h高温静态氧化试验。利用扫描电镜、X射线衍射仪对2种涂层改性Ni-Cr-Fe泡沫合金的微观组织结构和氧化产物的形貌、成分和相组成进行对比分析。结果表明:Ce-Cr涂层改性开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金组织均匀致密、涂层表面晶粒明显细化,且涂层与基体界面结合紧密。同时,Ce-Cr涂层改性泡沫合金的抗高温氧化性能优于Y-Cr涂层,氧化动力学曲线符合抛物线氧化规律。这主要由于其表面生成了均匀致密的Cr_2O_3氧化膜;涂层与基体之间形成了由Ni-Cr-Fe,[Fe,Ni]相构成的过渡层,使基体与涂层冶金结合,从而加强了涂层与基体的结合力。     

CeO2对FeBSi激光重熔合金化层组织与性能的影响

研究了加CeO_2前后的FeBSi非晶粉末涂层经激光重熔后的组织与性能结果表明,加入8％CeO_2的激光重熔合金化层硬度和耐磨性均比未加的提高一倍左右,而且组织中有马氏体相变发生,层内晶粒细小,共晶化合物多,形态规整,分布均匀未加CeO_2的激光重熔合金化层中没有马氏体相变发生,层内晶粒粗大,共晶化合物大小不等且分布不均据此分析了CeO_2对激光重熔合金化层组织与性能的影响