钨酸钠对取向硅钢绝缘涂层性能的影响

采用扫描电镜、爱波斯坦方圈、绝缘电阻测试仪、红外光谱仪和热分析仪等手段研究取向硅钢绝缘涂液中钨酸钠对制备的磷酸盐绝缘涂层微结构和性能的影响。结果表明:随着钨酸钠含量的逐渐增加,涂液与取向硅钢基底的润湿角先减小后增大;取向硅钢的层间电阻、叠装系数和磁感应强度均先增大后减小,铁损先减小后增大。当钨酸钠含量为2.0%(质量分数)时,涂液与硅钢基底的润湿性能最好,润湿角为39.3°;涂层致密、平整,绝缘涂层与硅酸镁底层之间存在0.8μm左右的过渡层,而且涂层的耐吸湿性能并不产生显著变化;取向硅钢的层间电阻、叠装系数、磁感应强度和铁损均达到最佳值,分别为14073Ω·mm~2,97.0%,1.893T和1.051W·kg~(-1)。     

添加硼酸和钨酸铵对取向硅钢无铬绝缘涂层的影响

本工作研究了添加硼酸和钨酸铵对取向硅钢无铬绝缘涂层的显微组织和性能的影响.结果表明:在无铬磷酸盐绝缘涂液中适当地加入硼酸和钨酸铵可以显著提高涂液在取向硅钢基片上的润湿性,绝缘涂层表面变得致密光滑,且提高了涂层与硅钢基片的结合质量.涂液中复合添加2.0％(质量分数)硼酸和0.5％(质量分数)钨酸铵所制备的绝缘涂层对硅钢的综合性能提升效果最好,含有该涂层的取向硅钢的叠装系数为98.2％,铁损P17/50为1.155 W·kg-1,磁感应强度B8为1.876 T,层间电阻为19366Ω·mm2.此外,绝缘涂层的耐吸湿性和硅钢的耐腐蚀性也有所提高.     

硅钢绝缘涂层的研究进展

本文系统介绍了取向硅钢与无取向硅钢表面绝缘涂层，包括有机涂层、无机涂层和半无机涂层三大类。无机涂层具有良好的耐热和焊接性能，但其冲制性和粘结性不佳。半无机涂层具有良好的冲制性和粘结性，但其耐热性和焊接性不及无机涂层。另外，最新研究的取向硅钢表面物理气相沉积ＴｉＮ、ＣｒＮ和ＴｉＣ绝缘涂层可使硅钢获得极低的铁损，大大提高了硅钢的磁通量密度，并具有优异的耐热、焊接、冲制和粘结性。     

高硅钢用半有机绝缘涂层的制备及其性能研究

为减少高硅钢铁芯叠片间的涡流损耗,以磷酸二氢铝、苯丙乳液、甘油及水为主要原料,制备出一种适合高硅钢用无铬环保半有机绝缘涂层.利用光电子谱仪、扫描电镜及能谱仪对高硅钢脱碳退火板的氧化薄膜、绝缘涂层的微观结构形貌及部分缺陷进行分析,并研究了该涂层的涂覆量对其附着性、硬度及绝缘性能的影响.研究结果表明:普通无取向硅钢磷酸盐环保半有机绝缘涂层同样适用于高硅钢;绝缘涂层的均匀性取决于高硅钢片表面的平整度、涂辊表面质量以及对涂覆速度的平稳控制;高硅钢的表面粗糙度及氧化膜厚度对绝缘涂层的附着性有着重要影响;本试验制备的半有机涂层每面涂覆量控制在0.8~1.2 g/m2,具有良好的附着性及绝缘性能,层间电阻在5Ω·cm2/片以上.     

ZnO对无铬无取向硅钢绝缘涂层性能的影响研究

主要研究了氧化锌对以Al(H2PO4)3为基料的无铬无取向硅钢绝缘涂层各项性能的影响.用盐雾实验和动电位极化研究了不同氧化锌含量对硅钢绝缘涂层的耐蚀性和电化学行为的影响.采用SEM和体视显微镜对涂层的表面形貌和附着性能进行研究.结果表明,氧化锌含量为4.0%时,氧化锌能完全中和涂层表面的游离磷酸,涂层的耐蚀性和附着性最好;氧化锌含量过少或过多时,涂层的耐蚀性和附着性都较差.     

利用微米划痕研究TiN涂层的失效机理

利用微米划痕仪和扫描电子显微镜,研究了TiN涂层的失效过程,分析了摩擦系数波动的机理,并评估了涂层的断裂韧性。结果表明:低载荷阶段,TiN涂层发生剪切滑移,划痕轨迹边缘出现了由反向V形裂纹到平行裂纹,再到正向V形裂纹的裂纹形式转变;随着法向载荷的增大,TiN涂层发生阶梯式剥落。摩擦系数的波动主要由于表面形貌和涂层失效的影响,不同的加载方式,摩擦系数有一定差别。采用微米划痕可以较准确地测试TiN涂层的断裂韧性,与压痕断裂法和有限元模拟法的测试结果相吻合。     

树脂含量对半无机型无铬无取向硅钢涂层性能的影响

本文研究了丙烯酸树脂含量对以Al(H2PO4)3为基料的无铬无取向硅钢绝缘涂层各项性能的影响.用盐雾实验、动电位极化及交流阻抗等试验手段研究了不同树脂含量对硅钢绝缘涂层的耐盐雾性能和电化学行为的影响,同时采用SEM对涂层的表面形貌和附着性进行研究.结果表明,树脂含量为19.9~29.4%时,涂层的耐蚀性和附着性最好;树脂含量过多时,涂层的耐蚀性和附着性均较差.     

脉冲宽度对激光熔覆FeSiB涂层组织与硬度的影响

以FeSiB非晶带材为熔覆材料,采用激光熔覆在低碳钢表面制备高致密度涂层,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪等研究不同脉冲宽度对激光熔覆涂层成形、组织特征及硬度的影响。结果表明:随脉冲宽度增大,涂层稀释率升高;裂纹倾向增加,裂纹源萌生由表面到界面处;晶化程度升高,结晶相为α-Fe,Fe_2B和Fe_3Si;熔合区宽度增大,柱状晶沿外延生长趋势更大;显微硬度先增加后减小。当脉冲宽度为3.2ms时,涂层结构致密,无孔洞缺陷,界面呈良好的冶金结合,稀释率低,为23.2%,涂层平均显微硬度达1192HV,约为基材的10倍。     

取向硅钢表面绝缘涂层微结构与耐腐蚀性能

采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪和电化学工作站分别研究取向硅钢表面绝缘涂层的相成分、微观形貌、元素分布和耐腐蚀性能。结果表明:绝缘涂层为双层复合结构,底层为Mg_2SiO_4相,厚度为0.8μm;顶层为AlPO_4相,厚度为1.4μm;两层结合处存在0.4~0.6μm的扩散层。与只涂单层Mg_2SiO_4相的试样相比,双层涂层试样具有更高的腐蚀电位和极化电阻,更低的腐蚀电流密度,因此耐腐蚀性良好。随着浸泡时间的延长,腐蚀溶液逐渐渗透至硅钢基底,发生腐蚀反应,其腐蚀过程可以分为3个阶段。     

基于声发射技术的Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层弯曲失效机理研究

本研究借助声发射技术对铌基高温抗氧化涂层在常温下的弯曲失效过程进行了研究。利用k均值聚类方法对信号进行了分类, 结合截面扫描电镜观测结果确定高温抗氧化涂层在弯曲载荷下的信号分别对应基体变形、表面垂直裂纹、滑动型界面裂纹和张开型界面裂纹, 通过快速傅里叶变换得到了各类信号的主频分别为100、310、590和450 kHz, 借助小波分析得到了各信号的小波能量系数。涂层弯曲失效过程主要包括四个阶段, 分别为受拉侧表面垂直裂纹萌生的初始损伤阶段、表面垂直裂纹增殖阶段、两侧界面裂纹快速扩展的损伤积累阶段和受压侧涂层明显剥落的宏观剥落阶段。     

碳纤维蜂窝复合材料加工表面质量影响研究

为研究碳纤维蜂窝复合材料切削过程中切削宽度和切削方向对表面质量的影响,本文开展了高速切削碳纤维蜂窝实验,分析了切削过程中切削力的变化特征,获得了切削宽度和切削方向对切削力的影响规律。同时,观测了碳蜂窝典型表面缺陷形貌,分析了不同切削宽度和切削方向下表面缺陷的分布规律。进一步以蜂窝壁损伤面积占比作为表面质量的评价方法,定量研究了切削宽度和切削方向对于碳蜂窝表面质量的影响。实验结果表明：在碳纤维蜂窝复合材料加工过程中,减小切削宽度和改变切削方向可有效降低加工损伤。切削力随着切削宽度的增大呈现出增大的趋势;毛刺、撕裂、孔壁破损以及孔壁开胶等损伤现象也随着切削宽度的增大而增加。此外,碳纤维蜂窝复合材料的表面质量还与切削方向有关,相较于沿双层孔壁方向切削,当切削宽度分别为5、10及15 mm时,沿垂直于双层孔壁方向切削的损伤分别减小了22.5%、13.4%和8.7%。     

硅钢表面激光熔覆高硅涂层对性能的影响

用Nd:YAG脉冲激光在低硅钢表面制备激光熔覆高硅涂层,研究了激光熔覆高硅涂层样品的组织和磁性能.结果表明,制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,且与基体有良好的冶金结合.经激光熔覆后硅钢表面存在熔覆区、界面结合区和热影响区.熔覆区的显微组织不均匀,随着与结合界面距离的增加,由柱状晶变为树枝晶,最终过渡到表层的细小树枝晶组织.熔覆层与基体之间的结合界面为平面晶组织,热影响区为马氏体组织.熔覆涂层的显微硬度远高于低硅钢基体,其主要原因是涂层具有较高的Si含量,涂层中的α-Fe和γ-Fe双相组织也导致了硬度的提高.激光熔覆高硅涂层硅钢样品经扩散退火后具有室温铁磁性,Si含量的提高使其室温直流磁性能优于原始低硅钢.     

超音速火焰喷涂NiCr-Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2/NiCr-Cr_3C_2涂层的制备及抗热震性能

本文采用超音速火焰喷涂方法(HVOF)制备了NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2/NiCr-Cr3C2和NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2两种涂层,对两种涂层试样进行了热冲击试验,研究了涂层的抗热震性能,并探讨了涂层的热疲劳特性。结果表明:NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2/NiCr-Cr3C2涂层热震75次后仍保持表面平整,相同条件下的NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2涂层热震5次即剥落;NiCr-Cr3C2中间层的引入缓和了涂层内应力,阻碍了热疲劳裂纹形成和扩展。在热冲击试验中基体与中间层之间形成的扩散层可吸收裂纹尖端应力,阻止裂纹进一步失稳扩展。     

不锈钢堆焊过渡区显微组织对氢致剥离的影响

通过一系列电解充氢试验比较了不同焊后热处理条件对不锈钢堆焊层氢致剥离的影响。结果显示,提高焊后热处理参数,熔合线堆焊层侧增碳层宽度增加,氢致剥离的倾向也增大。利用金相显微镜和微区分析的手段,研究了不锈钢堆焊层过渡区显微组织及其对堆焊层氢致剥离的影响。研究表明,经过焊后热处理,堆焊过渡区中碳、铬元素均有迁移。在氯致剥离裂纹产生的区域,碳和合金元素分布发生突变。     

Z-pin增强CMC层间Ⅰ+Ⅱ混合型断裂韧性

提出手工预缝纫方法将3K丝束的T300碳纤维引入预成型体,采用CVI工艺在预成型体和缝线处同时渗透SiC基体,制备了Z-pin增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料。通过三点弯曲试验测定了Ⅰ+Ⅱ混合型应变能释放率,分析了材料的裂纹扩展行为和Z-pin增强机理。结果表明:随着裂纹扩展长度的增大,Ⅰ+Ⅱ型裂纹扩展阻力不断增大,相同裂纹扩展长度,增加Z-pin植入密度可以提高粘结强度,增大止裂作用。Z-pin增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料裂纹扩展的耗能途径主要是层间界面剥离、Z-pin弹性剪切和拉伸变形。     

高线3H减速箱小齿轮断裂失效分析

由于齿轮表面的接触应力超过了齿轮的接触疲劳极限,造成了齿面的局部损伤(齿面剥落),裂纹首先在次表层产生,裂纹扩展后齿面被压碎,同时造成齿面渗碳层连同齿顶剥落,同时由于该齿轮没有及时的停机,碎的齿块夹入其余运转的齿中,增加了齿轮的载荷,这样就在比较短的时间内劣化扩展开来,断齿快速增加促使部分齿从根部疲劳断裂.     

不同拘束条件下P92钢高温蠕变裂纹扩展速率的有限元模拟

基于蠕变损伤力学,仿真了蠕变裂纹扩展过程。用ABAQUS软件模拟研究了试样几何形状和宽度不同的两种面内拘束条件对P92钢在650℃时蠕变裂纹扩展(CCG)速率的影响,并进行了试验验证。仿真结果表明:试样几何形状和宽度对CCG速率的影响与载荷水平(C*)有关;在低载荷水平区内,C(T)试样的拘束水平大于SEN(T)试样,并且对应的CCG速率较大;在中载荷水平区,随着试样宽度的增大,裂纹尖端拘束和CCG速率增大;在高载荷水平区,CCG速率基本不受面内拘束(试样几何形状、宽度)条件的影响;在条件相同的情况下,试样宽度拘束水平大于试样几何形状。试验结果表明,试验与有限元分析(FEA)的蠕变裂纹扩展结果相符合。     

氧化铝含量对炭/炭复合材料表面碳化硅涂层结构和抗高温氧化性能的影响

炭/炭(C/C)复合材料的抗高温氧化性能多依赖于其表面的碳化硅(SiC)涂层。为了弄清包埋料中氧化铝(Al2O3)的含量对SiC涂层性能及机理的影响,用包埋法在C/C表面制备了SiC涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及高温抗氧化试验,研究了包埋料中Al2O3含量对SiC涂层的显微结构、缺陷(裂纹和孔洞)及抗氧化性能的影响,并从热力学角度探讨了Al2O3对涂层生长的促进机制。结果表明:随着包埋料中Al2O3含量的增加,SiC涂层厚度逐渐增大,其晶粒得到细化,抗氧化性能逐渐变好;过量的Al2O3使SiC涂层在生成过程中产生的CO气体逐渐增多,导致SiC涂层的裂纹和孔洞增多,涂层变得疏松,抗氧化性能逐渐恶化。     

车轴上等离子喷涂制备MoS2-Ag基涂层的组织和摩擦学性能

为了确保机械传动部件在高温环境下稳定运行,延长使用寿命,通过等离子喷涂(APS)工艺制备得到MoS2-Ag涂层,并对比了加入不同含量Ag情况下对涂层耐磨性的影响,探讨了在宽温域区间对涂层润滑性造成的影响.研究结果表明:涂层表面都是由致密组织构成,通过观察涂层截面区域可以发现还存在具有分层结构的等离子喷涂痕迹,涂层与基底结合界面形成了致密组织,没有产生裂纹和微孔.Ag粉在高温环境中已经和MoS2发生了共同沉积,测试发现各涂层的元素组成和喷涂粉末基本一致.增大Ag的含量后,表现出更小的摩擦系数,磨损率较常温时明显降低.当涂层内的Ag比例增大后,在磨损过程中产生了更光滑表面,其中20％Ag涂层的磨损表面达到了最光滑状态,未发生剥落或产生犁沟结构.受到高温作用较易发生高温断裂,从而在高温下能够获得良好的润滑性.     

超音速火焰喷涂WC-Co与NiCr-Cr2C3涂层磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-Co和NiCr-Cr2C3涂层,测定了涂层孔隙率、显微硬度及油润滑下摩擦磨损过程中涂层材料失重,得出涂层摩擦系数随时间的变化关系,分析了涂层摩擦磨损机理.结果表明,WC-Co和NiCr-Cr2C3涂层致密,孔隙率分别为1.29%和1.08%,显微硬度分别为1140HV0.3和950HV0.3.两种涂层均在摩擦时间25min时进入稳定磨损阶段,稳定摩擦系数均为0.1,涂层摩擦失重极小.油润滑下WC-Co涂层的摩擦磨损方式主要以为接触疲劳为主,伴随轻微的粘着磨损和磨粒磨损;NiCr-Cr2C3涂层碳化物的剥落和表面划痕较为明显,表面裂纹明显增多.