离子注入对TC4钛合金TiN/Ti涂层结合力和抗砂尘冲蚀性能的影响

目的通过离子注入提高TiN/Ti涂层的结合力和抗冲蚀性能。方法先采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源在TC4基体上分别注入四种离子(Mo、Ti、Nb、Co),再用磁过滤真空阴极弧(FCVA)技术制备TiN/Ti涂层。采用非球面测量仪、AFM、XRD和纳米压痕仪,对四种离子注入的TC4基体表面粗糙度、表面形貌、物相结构、纳米硬度和弹性模量进行表征,采用划痕仪测量涂层的结合力,采用涂层冲蚀考核平台对不同试样进行砂尘冲蚀性能试验。结果经过Mo、Ti、Nb离子注入的TiN/Ti涂层的结合力和抗冲蚀性能都有提高,其中Mo离子注入的TiN/Ti涂层的结合力达71 N、耐冲蚀时间为80 min,与未离子注入涂层相比,分别增加31.5%和77.8%,而平均冲蚀率降低39.5%,仅为0.0078mg/g。Co离子注入的TiN/Ti涂层的结合力仅为40 N,平均冲蚀率增大了19.0%,达0.0433 mg/g,其抗砂尘冲蚀性能明显下降。结论离子注入涂层的抗砂尘冲蚀性能与结合力密切相关,随着结合力的增大,TiN/Ti涂层的平均冲蚀率减小,其耐冲蚀时间增加,选择合适的离子注入可提高TiN/Ti涂层的抗冲蚀性能。     

离子注入AZ91镁合金表面结构和耐蚀性能研究

为改善AZ91镁合金的耐蚀性能,对AZ91镁合金表面进行不同种类离子注入(N、Cr、N+Cr)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学腐蚀系统和显微硬度仪分析了离子注入前后表面结构、耐蚀性能和显微硬度的变化。结果表明:基体由Mg和Al12Mg17相组成,注入后的试样形成了注入元素与基体元素间的金属间化合物和以固溶形式存在的注入元素。扫描电镜清晰地观察到双离子注入后试样的晶界和不同的相组织结构,说明离子注入对基体产生了明显的溅射作用。注入后自腐蚀电位和显微硬度都得到一定程度的提高,N离子注入试样的显微硬度提高达38.8%。     

金属间化合物厚度对静液挤压Al/Cu蜂窝状棒材各向异性的影响（英文）

研究了金属间化合物厚度对蜂窝状棒材热性能和力学性能的影响。在200°C下采用重复静液挤压制备Al/Cu蜂窝状棒材。在制备过程中,Al/Cu界面生成1μm厚的金属间化合物层。经420°C退火0.5~2 h后续热处理后,可获得不同厚度的金属间化合物层,最厚可达10.1μm。经鉴定,金属间化合物层为Al_2Cu(θ)、AlCu(η2)和Al_4Cu_9(γ1)相。随着金属间化合物层厚度的增加,纵向和截面方向上的热导率分别减小11.9%(从(268±4.8)到(236±4.4)W/(m·K))和10.4%(从(210±3.2)到(188±2.8)W/(m·K)),Al/Cu蜂窝状棒材的抗拉强度和伸长率分别是(103±8.4)MPa和(73±6.2)%。当金属间化合物层厚度达到7.7μm时,抗拉强度增加至(131±6.5)MPa,随着金属间化合物层厚度增加至10.1μm时,抗拉强度降低至(124±3.9)MPa。随着金属间化合物层厚度增加,蜂窝状棒材的伸长率急剧下降至(29±2.5)%。     

铝合金与低碳钢异种金属材料的激光-压轮焊接

为了解决传统焊接方法焊接铝合金与低碳钢异种金属的焊接接头性能低下的问题,对低碳钢(steel plate cold rolled commercial,SPCC)与铝合金(A5052-H34)异种金属进行了激光-压轮焊接试验,并确定了最佳的焊接工艺参数.利用激光显微镜、电子探针显微分析仪(EPMA)硬度测试仪、拉伸试验机测试了焊接接头的微观组织和力学性能.结果表明,在接合界面处金属间化合物由具有一定塑性的金属间化合物和完全脆性的金属间化合物组成;接合界面处的金属间化合物的带宽约为8~10μm,此时焊接接头的抗剪强度达到最大值(210 MPa);而具有一定塑性的金属间化合物带宽基本保持不变,约为1.8μm.     

Y，Er离子注入对γ—TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

采用金属蒸气真空电弧(MEVVA)离子源将稀土Y,Er离子分别注入γ-TiAl金属间化合物,注入能量为50～60 keV,注入剂量为1×1017 cm-2.研究了γ-TiAl在空气中800～900℃,200 h的循环氧化行为.结果表明,Y,Er离子注入γ-TiAl的氧化增重比原始试样均未见明显减小,同时出现了严重的氧化膜剥落现象.不同于稀土改善Fe,Co和Ni基高温合金抗氧化性能,Y,Er离子注入不具有增加氧化膜粘附性,改善γ-TiAl抗氧化性能的作用.     

金属间化合物Ni3Al薄膜制备工艺

采用直流磁控共溅射法,通过一步法、两步法工艺在衬底为SiO₂基体上制备了厚度为500 nm的Ni₃Al薄膜,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等测试表明,一步法工艺制备的Ni₃Al薄膜为(111)取向的多晶型晶体结构金属间化合物优于两步法工艺。采用光学显微镜观察Ni-Al合金薄膜和金属间化合物Ni₃Al薄膜经高温氧化后的形貌,结果表明,Ni₃Al金属间化合物薄膜的高温抗氧化性能明显优于Ni-Al合金薄膜。     

Pt和PtBi在H2SO4-CH3OH中的氧还原性能

采用氩弧熔炼后热处理方法制备了PtBi金属间化合物材料.采用循环伏安和旋转圆盘电极手段进行电化学性能测试.通过在0.5 mol/L H2SO4 0.25 mol/L CH3OH溶液中对氧还原的起始电位和电流密度大小比较发现,与光滑铂电极相比,PtBi金属间化合物具有良好的氧还原催化性能和抗甲醇中毒性能.从结构方面分析了PtBi具有抗甲醇中毒性能的原因,认为是PtBi中大的Pt-Pt间距不利于甲醇的吸附解离.X射线光电子能谱(XPS)结果表明,PtBi材料中Pt的d电子空穴增加,可能是导致PtBi电极表面氧还原电流增大的原因.     

Ni—P非晶合金注入Cr^＋层的电化学行为

近来离子注入已被广泛地用于改善金属与合金表面层的性能。本试验采用离子注入技术将三种剂量(1,3,5×10~(17)Cr/Cm~2)的铬离子,在150kev,注入到电沉积非晶态 Ni-P 合金中。真空室中残余气体中的 C 通过吸咐-扩散进入注入层,从而形成表面非晶态 Ni-Cr-P-C 合金。采用阳极极化研究了该表层非晶态合金在1 M H~2SO_4。及1 M HCl 中的活化-钝化行为与耐点蚀的能力。     

5083-H111铝合金在模拟动态海水环境中的局部腐蚀机制

采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)，并结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)技术，研究了5083-H111铝合金在模拟动态海水环境中的电化学行为，并探讨了局部腐蚀机制。5083-H111铝合金的金属间化合物以Al-Fe和Mg-Si相为主，点蚀主要分布于金属间化合物周围；Al-Fe相在腐蚀过程中充当阴极，与周围Al基体构成微腐蚀电池，促使Al基体的点蚀。Mg-Si相在腐蚀过程中最初充当阳极，当其发生选择性溶解导致脱合金化逐渐形成富Si相后，变为阴极，促使Al基体发生点蚀。5083-H111铝合金表面生成的腐蚀产物为Al(OH)₃、Al₂O₃和AlCl₃。腐蚀产物在腐蚀初期对Al基体起到良好的保护作用，导致OCP正移，极化电阻(R_p)增大；腐蚀后期(36～56 d)，初始腐蚀产物会发生局部脱落，在脱落位置Al基体再次发生局部腐蚀，导致OCP负移，R_p急剧减小。随着暴露时间的延长，部分金属间化合物在腐蚀后期会发生脱落，形成腐蚀空腔。     

镁/铜异种金属激光填丝熔钎焊接特性分析

对T2纯铜板与AZ31B镁合金板以搭接接头形式进行激光填丝熔钎焊试验,研究了等热输入下激光功率对镁/铜界面附近物相结构、分布和接头性能的影响. 结果表明,在适当的焊接工艺参数下可获得成形良好并具一定强度的镁/铜搭接接头,抗剪强度最大可达164.2 MPa,为镁合金母材的64%. 激光功率较低时,镁/铜界面主要为极薄的Mg-Cu共晶组织. 当激光功率较高时,从焊缝侧到铜侧,界面组织为α-Mg+(Mg,Al)2Cu共晶组织/Mg2Cu+Cu2Mg金属间化合物/Mg-Al-Cu三元化合物/Mg2Cu+Cu2Mg金属间化合物;焊缝侧到铜侧,硬度先增大而后突然减小,再缓慢增大,结合面附近达到最大硬度165 HV. 金属间化合物是影响焊接接头性能的主要因素,接头在此处发生脆性断裂.     

Ca~(2+)、Mg~(2+)对N80钢腐蚀速率的影响

利用动静态高温高压釜装置,以某油田为应用背景,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术探讨环境介质因素Ca2+、Mg2+对油管钢N80腐蚀行为的影响规律,试验结果显示,N80钢在CO2/H2S且高矿化度的环境下的腐蚀属于极严重腐蚀,在其他条件保持相同的情况下,随着介质中的Ca2+,Mg2+离子浓度的增大,N80钢的平均腐蚀速率呈先降低后增大趋势;腐蚀产物膜厚不断增大,内应力增大,导致膜层脱落引发点蚀.     

几种离子对硫化亚铁膜离子选择性的影响

使用除氧的FeCl2和Na2S溶液在纤维素膜上制备出了硫化亚铁膜,通过测量膜电位曲线的方法,研究了硫化亚铁膜的离子选择性和几种阴、阳离子以及咪唑啉缓蚀剂对膜的离子选择性的影响.结果表明,硫化亚铁膜是一种双极结构膜,靠近FeCl2溶液一侧为阳离子选择性,与Na2S溶液接触一侧为阴离子选择性.这种双极结构膜能够加速钢铁的阳极溶解进而导致严重的腐蚀.硫化亚铁膜吸附Ca2+、Mg2+、Ba2+等阳离子后,由双极膜变为阴离子选择性膜;而吸附MoO2-4、PO3-4以及咪唑啉缓蚀剂后则变为阳离子选择性膜,这种阳离子选择性膜对膜下金属有一定的保护作用.同时采用动电位扫描法测试了表面形成硫化亚铁膜的A3钢在含有不同离子的3%NaCl溶液中的极化曲线.  TQ0288     

P~+-B~+-Mo~+-N~+多元离子注入提高2Cr13钢耐蚀性的研究

<正> 离子注入技术用于提高耐水溶液腐蚀的研究近年来正在蓬勃开展。研究表明,在一定的原子/基材组合和较好的注入条件下,可以在金属表面获得耐蚀性优异的非晶态层。 Moute等指出,低碳钢上注入P~+以后,使孔蚀电位提高900mV左右;胡兆民等在0Cr15钢上注入Dy~+,孔蚀电位提高400mV。美国已有成功地用于防止飞机轴承孔蚀的实     

氮离子束混合对铁在水溶液中腐蚀行为的影响

采用电化学和光电子技术,研究了N~+离子束轰击对Fe/Cr、Fe/Al系在水溶液巾腐蚀行为的影响。分别用真空沉积和离子溅射技术在纯铁上沉积Cr(400(?))或Al(800(?)),然后经N~+离子束轰击(能量为150keV,剂量为5×10~(16)N~+/cm~2)。轰击后Fe/Cr、Fe/Al样品的阳极极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度均降低了一个数量级。其主要原因是N~+离子注入的化学效应和亚稳相氮化物的形成。这种亚稳相的氮化物作为阻挡层,阻止了基体金属的阳极溶解过程。     

双河联合站回注水系统腐蚀因素

腐蚀速率的控制是采油污水回注水质控制的重要指标之一。本工作应用静态分析法分析了双河联合站回注水系统的腐蚀因素,探讨了无机离子种类、离子交互作用、溶解氧、pH、温度变化对腐蚀速率的影响。结果表明,单位浓度阳离子腐蚀速率的顺序为Na+相似文献   

(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究

采用电弧离子镀（AIP）技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层（普通涂层）和（Ni-CoCrAlYSiB+AlSiY）复合涂层,研究了高温合金基体与2种涂层分别在900和700℃下的涂盐（Na₂SO₄+K₂SO₄和Na₂SO₄+NaCl）热腐蚀行为.结果表明:高温（900℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,而且涂层内部出现内氧化和内硫化现象;复合涂层表面主要生成Al₂O₃,外层出现程度较轻的内氧化,涂层表层Al含量仍然较高,维持表面Al₂O₃膜的形成和修复.低温（700℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,涂层内部出现严重的内氧化;复合涂层表面也出现了内氧化,高Cr的内层未受腐蚀,有助于提高涂层的抗腐蚀性能.     

硼酸钠浓度对镁合金阳极化的影响

采用电压-时间曲线、全浸腐蚀实验、极化曲线法、X射线衍射法（XRD）、扫描电镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）和X射线光电子能谱法（XPS）等方法研究了AZ91D镁合金在含不同浓度四硼酸钠的阳极化溶液中的阳极氧化行为和膜层的成分、结构.结果表明：在文中给定工艺中,AZ91D镁合金的阳极化过程可分为3个阶段：电火花出现之前的致密层生成阶段;少量小电火花出现的多孔层生成阶段;出现较大电火花的多孔膜层稳定生长阶段.阳极氧化过程中,随着阳极氧化溶液Na2B4O7浓度的升高,出现电火花的时间延长,出现电火花时的电压值升高;膜层厚度增加,膜层上的孔径增大.阳极化膜层中主要含有Mg^2＋、O^2-、Si^4＋和B^3＋,主要相结构为MgO、MgSiO3和Mg3B2O6.四硼酸钠浓度对阳极化膜的耐蚀性影响较大,当四硼酸钠浓度为160 g/L时,膜层耐蚀性能最好.     

(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究

采用电弧离子镀（AIP）技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层（普通涂层）和（Ni-COCrAlYSiB+AlSiY）复合涂层,研究了高温合金基体与2种涂层分别在900和700℃下的涂盐（Na₂SO₄+K₂SO₄和Na₂SO₄+NaCl）热腐蚀行为.结果表明:高温（900℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面上要生成Cr₂O₃,而且涂层内部出现内氧化和内硫化现象;复合涂层表面主要生成Al₂O₃,外层出现程度较轻的内氧化,涂层表层Al含量仍然较高,维持表面Al₂O₃膜的形成和修复.低温（700℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,涂层内部出现严重的内氧化;复合涂层表面也出现了内氧化,高Cr的内层未受腐蚀,有助于提高涂层的抗腐蚀性能.     

我国若干典型大气环境中的锌腐蚀

通过锌在沈阳、江津和青岛的大气暴露试验，研究了 锌在这三种典型环境中的大气腐蚀规律.采用浸渍干燥湿润复合循环试验模拟大气腐蚀过程，研究了锌在 (NH4)2SO4、(NH4)2SO4+NaCl、(NH4)2SO4+NaHSO3和(NH4)2SO4+NaHSO3+NaCl介质中的腐蚀规律.试验结果表明在：大气暴露试验和室内模拟加速腐蚀试验中，锌的腐蚀产物都没有起到阻滞腐蚀的作用，腐蚀规律可用ΔW=Kt公式描述.采用10-2mol/L (NH4)2SO4+10-2mol/L NaHSO3或者再+10-2mol/L NaCl介质为加速剂,通过干湿复合循环试验,可模拟锌在沈阳和江津大气环境中的腐蚀，推测户外长期暴露试验的结果.     

高价铜、铁离子对钛材的缓蚀作用

研究了高价铜、铁离子对沸腾的酸性介质中钛管的缓蚀保护作用.结果表明,在40%Al2(SO4)3溶液中,当铜离子浓度达到0.01%(wt)时,可使钛的腐蚀率降到0.1mm/a以下,在pH=1的沸腾稀硫酸溶液中,当铜离子浓度达0.03%或铁离子浓度达0.01%时,可使钛管的腐蚀率降到0.02mm/a以下.