H13钢电火花沉积层组织结构的研究

采用新型电火花沉积设备，把YG8电极材料沉积在基体材料H13(4Cr5MoSiV)钢上，采用X射线仪和扫描电镜分析了白亮层的组织结构和元素分布。研究结果表明沉积工艺对白亮层的相结构和元素分布有影响。     

钛合金材料表面电火花沉积镍层工艺的研究

利用新型电火花强化技术在钛合金材料表面沉积一层镍，可形成一种高性能的耐磨层：通过对沉积层表面及界面形貌、沉积层界面元素分布与面分布及沉积层相组成结构等多项技术指标进行分析。结果表明，沉积层主要由α-Ti、β-Ti、TiNi金属间化合物组成，并具有超细组织结构；沉积层与基体间存在明显的元素过渡分布区，其中Ti元素与电极材料Ni发生冶金化合反应后形成新的化学相TiNi，对沉积层性能的改变起重要作用。     

铸钢表面电火花沉积层摩擦磨损性能

采用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层的物相、微观组织结构、元素分布、显微硬度及室温高温耐磨性能及磨损机理。结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层出现一些柱状晶和树枝状晶组织结构,沉积层中细小的Fe3W3C和Co3W3C等硬质相颗粒弥散分布于Fe2C基体上。沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV;室温下沉积层的耐磨性和300℃高温条件下沉积的耐磨性分别比同样条件下铸钢材料的磨损性能提高了2.5倍和3.4倍;不论室温还是300℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素。     

电火花沉积WC-4Co复合层界面行为

采用新型电火花沉积设备,将亚微米WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备电火花沉积合金涂层,利用SEM和XRD等技术研究沉积层与基体间的界面行为,分析沉积层的表面润湿性、物相形成机理、微观组织结构、界面元素分布、界面结合机理和显微硬度变化等。结果表明:电火花沉积技术可以在金属基体表面制造出微纳米非晶高熔点强化层。铸钢表面沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层中出现一些柱状晶和等轴晶的组织结构,沉积层中细小的Fe2C和Si2W等硬质相颗粒弥散分布于Fe3W3C和Co3W3C沉积层上。沉积层的厚度大于20μm,沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV,细小弥散分布的硬质相是沉积层硬度提高的主要因素。     

EB-PVD制备SOFC电解质涂层的显微结构表征

采用大功率EB-PVD工艺在NiO-YSZ多孔基体上制备了20μm厚的YSZ电解质涂层材料。SEM分析表明制备态涂层表面由1μm～10μm的晶粒组成并含有少量微米级的孔隙，涂层材料的断面SEM表明涂层致密并和基体结合良好。EPMA分析显示初始蒸发阶段制备的涂层材料内Y，O元素分布均匀，Zr元素的分布存在一个梯度。XRD分析表明：涂层为典型的立方相结构并表现出择优取向特征。     

电弧离子镀沉积TiAlN膜层的微观特性

采用高纯铝、钛双靶源在TC11基材上沉积制备了TiAlN膜层,并分析研究了膜层微观特性.结果表明:沉积的TiAlN膜层厚2～3 μm,膜层结构致密;可明显地观察到膜基界面处Ti、Al和N三种元素呈梯度分布,存在元素扩散,使膜层与基体间形成冶金结合;膜层沉积过程中钛靶电流对相结构有明显的影响,而基体偏压对相结构无明显影响.     

三种材料多弧离子镀TiN涂层性能比较

硬质ＴｉＮ薄膜广泛用作高速钢刀具有耐磨层,较少用于其他钢种。本文选择Ｗ６Ｍｏ６Ｃｒ４Ｖ２、３Ｃｒ２ＡＷ８Ｖ和ＧＣｒ１５三种材料用多弧离子设备沉积ＴｉＮ淫层,测定了涂 表面硬度、涂层与基体的结合力、ＴｉＮ涂层的结构及过渡层硬度分布。试验结果证明：只有选择在沉积温度下保持高的硬度及含有较多合金元素尤其是Ｖ元素的基本材料,才能获得良好的性能的ＴｉＮ涂层。     

BCN薄膜XPS结构分析时荷电效应的校正

采用X射线光电子谱（XPS）对BCN非晶纳米薄膜的结构进行表征。分别采用氩峰、荇染碳和沉积单层金3种元素峰位来校正在XPS测试过程中由荷电效应引起的峰位移动，并与傅立叶红外光谱（FTIR）进行比较，讨论了这3种校正荷电效应的元素峰位选取对正确表征BCN膜结构的影响。分析结果表明：采用不同校正元素得到的BCN薄膜中元素的结合能差别很大，只有采用合适的元素校正荷电效应才能正确的表征薄膜结构；采用氩校正结合能得到的键结构拟合结果最接近薄膜的真实结构，该方法适用于溅射气氛中含Ar气的BCN膜，且对分析膜内结构同样有效；采用污染碳法和沉积单层金校正的结合能与真实值偏差较大。     

强韧高温超导纳米线——铁基超导晶须研制成功

日本材料科学研究所（NIMS）和东京工业大学以山浦一成博士等为首的研究小组，成功研制出强韧高温超导纳米线——铁基超导晶须。 日本开发的铁基超导体，基本元素是铁和砷，在添加2种或2种以上其它附加元素之后，其超导转变温度已知达到最高。在晶须制造方法中，一般采用气相反应沉积法，即原料元素的蒸发、反应气体的输送和基体上的沉积。     

Ag-LaNiO3-δ电接触材料的直流电弧特性研究

研究了Ag-LaNiO3-δ电接触材料在直流电弧作用下弧区的元素分布、材料的微观组织形貌、直流电弧作用前后的电极形貌以及电极表面的元素分布；探讨了Ag-LaNiO3-δ电接触材料在直流电弧作用下的转移和腐蚀机理。实验结果表明：直流电弧引起阳极表面熔化、Ag离子向阴极转移及在阴极表面沉积；LaNiO3-δ复合金属氧化物在电弧高温作用下分解成单元素，吸收了电弧能，有利于灭弧；同时LaNiO3-δ颗粒悬浮在阳极Ag微小熔池中，增加了熔融Ag的粘度，有利于降低Ag熔滴的飞溅，减少了电弧烧损。Ag-LaNiO3-δ复合电接触材料显示出良好的综合电性能。     

点焊电极表面电火花沉积复合涂层的组织和性能

采用振动电极电火花沉积的方法在点焊电极表面得到合金复合涂层,用XRD、SEM、EDX,显微硬度仪以及焊接试验研究了涂层的显微组织和性能。结果表明,沉积涂层是由TiC、Cu、CuNi2Ti组成的复合涂层;复合涂层形貌的主要特征是表面呈现裂纹以及由于电弧放电引起的飞溅坑;涂层与基体之间是良好的冶金结合;在1N载荷下复合涂层的显微硬度HV高达1144。与无涂层的电极相比,电火花沉积处理的电极寿命提高了1.4倍。     

微束等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层微观结构的特征研究

目的 通过与大气等离子喷涂和超音速火焰啧涂的对比,研究微束等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层的微观组织特点.方法 以高结晶度的羟基磷灰石粉末为原料,采用三种不同的喷涂方法(微束等离子喷涂、大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂),在Ti-6Al-4V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层.利用冷场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对三种涂层的形貌、相组成和择优取向进行分析.结果 与大气等离子喷涂及超音速火焰喷涂制备的涂层相比,应用该设备制备的羟基磷灰石涂层表面平整致密,无大量的气孔存在;涂层截面呈典型的层状结构,在近三分之一表面处观察到柱状晶;涂层中仅有少量的非晶相及分解相,结晶度高达90％以上.这些特征均有利于羟基磷灰石涂层在体液环境中的稳定性.结论 比较三种喷涂方法,采用微束等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层致密,结晶度高,杂相少,且存在择优取向的柱状晶.     

烧结Nd—Fe—B永磁体化学镀Ni—Cu—P性能研究

通过适当的预处理工艺,在烧结Nd-Fe-B永磁体表面直接实用化学镀Ni-Cu-P,不需要预镀处理,用X－射线衍射仪,扫描电镜分析与镀层的结构和表面形貌、测试了镀层的耐蚀性能和结合强度。结果表明,Nd-Fe-B永磁体经化学镀Ni-Cu-P后,可以获得与基体结合良好,孔隙率低、耐蚀性高的镀层。     

铝薄膜对烧结NdFeB磁体耐蚀性能的影响

采用直流磁控溅射的方法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al薄膜提高磁体的耐蚀性能。研究膜厚及溅射功率对薄膜结构和耐蚀性能的影响。利用SEM对Al薄膜的微观结构进行分析,并采用动态极化曲线和中性盐雾实验分析Al薄膜耐蚀性能。均匀致密的Al薄膜的形成是获得良好耐蚀性能的必要条件。在51-82 W溅射功率下制备的6.69μm的Al薄膜具有良好的耐蚀性能。     

化学气相沉积钨涂层及抗烧蚀性能研究

利用X射线荧光能谱仪、扫描电镜及其能谱仪和显微硬度计等方法对CVD法制备的钨涂层进行了成分、显微组织分析,并测试了其显微硬度以及抗烧蚀性能.研究结果表明,采用化学气相沉积法,能在炮钢基体上制备致密均匀的高纯钨涂层,其纯度大于99.9%,并且钨涂层具有典型的柱状晶体结构,同时具有良好的抗烧蚀性能.     

Effect of annealing treatment on the microstructure and properties of cold-sprayed Cu coating

Copper (Cu) coating was deposited by cold spraying, and the electrical resistivity of the coating in both directions parallel and perpendicular to the coating surface was measured to investigate the anisotropy of the coating. Annealing treatment was applied to the coating to examine its effect on the microstructure and properties of the cold-sprayed Cu coating. The examination of coating microstructure evidently revealed that the coating was constituted by the flattened particles, and the interfaces were clearly observed between the deposited particles. The anisotropy in microstructure and electrical resistivity was present in cold-sprayed Cu coating. The electrical resistivity of the as-sprayed coating was higher than that of Cu bulk. Moreover, the electrical resistivity along the direction parallel to the coating surface was lower than that along the perpendicular direction. It was found that annealing treatment led to the enhancement of particle interface bonding and evident recry stallization of the elongated grains and remarkable grain growth as well. The annealed coating presented equiaxed grain structures similar to the annealed Cu bulk with particle interfaces almost disappearing under certain annealing conditions. The coalescence of voids or pores in the coating was clearly observed at high annealing temperatures. Moreover, the annealed coating yielded an electrical resistivity and microhardness comparable to Cu bulk. The original version of this paper was published in the CD ROM Thermal Spray Connects: Explore Its Surfacing Potential, International Thermal Spray Conference, sponsored by DVS, ASM International, and HW International Institute of Welding, Basel, Switzerland, May 2–4, 2005, DVS-Verlag GmbH, Düsseldorf, Germany.     

氮气分压对AlCrTiSiN超晶格涂层微观结构及力学性能的影响

超晶格涂层因具有优异的力学性能及抗氧化性能在刀具涂层工业中备受关注。采用多弧离子镀技术在高速钢表面制备了AlCrTiSiN涂层,研究了氮气分压对AlCrTiSiN涂层微观结构及力学性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜研究了AlCrTiSiN涂层的微观结构;利用纳米压痕仪、划痕仪和磨损仪研究了AlCrTiSiN涂层的力学性能。结果表明:不同氮气分压的AlCrTiSiN涂层均由(Cr,Al)N相、(Ti,Al)N相和(Cr,Al)2N相以及非晶态的Si相和Si3N4相组成。与氮气分压为4Pa的涂层相比,氮气分压为2或3Pa的涂层具有更高的硬度、抗载荷能力和涂层-基体结合强度,以及更低的摩擦因数及磨损率。此外,45钢和铸铁切削试验表明:AlCrTiSiN涂层刀具较AlCrN涂层刀具有更好的切削性能,无涂层刀具具有最差的切削性能。     

热处理对冷喷涂Fe涂层组织与性能影响研究

冷喷涂作为一种新型的涂层技术,在制备大部分金属涂层、金属陶瓷复合涂层方面有着巨大的潜力。本文采用冷喷涂在Al基体上制备了Fe涂层,并结合喷涂后热处理研究了涂层组织与性能特点。结果表明,所得Fe涂层的内部组织比较致密;受到喷涂过程中空气的影响,喷涂射流呈现亮流,所制备涂层表面有较大、较深气孔。在较低温度下热处理后Fe涂层的显微组织变化不明显,显微硬度明显降低;Fe涂层与Al基体之间形成约10μm厚度的金属间化合物层。     

Influences of ceria and yttrium on properties of D127 surfacing electrode

The coating of D127,a surfacing electrode,was added ceria(CeO_2) and yttrium (Y) for possible enhanced electrode properties.The method of orthogonal test was adopted.The coating with different amount of CeO_2 and Y was pressed.The hardness of surfacing layer was carried on by hardness tester,microstructure was investigated by metallograph,and the content of rare earths was analyzed by X-ray energy dispersive spectrometer.The results show that the microstructures of deposited metal can be effectively made fine,accordingly,the hardness and the wear-resistance of deposited metal are also raised.But the addition amount of the rare-earth should be proper.The deposited metal microstructure is the finest and the most homogeneous when the addition amount of CeO_2 is 2 wt.% and Y 1.2 wt.%,and the hardness of the surfacing layer is the highest.     

溅射技术对TiN涂层结构和力学性能的影响

目的 沉积条件对Ti N涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响,而溅射技术又决定了涂层的沉积条件,探究不同溅射技术对Ti N涂层的微观组织结构和性能的影响,提高Ti N涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法 采用不同的溅射技术(dcMS、Hi PMS、Hybrid)在M2高速钢表面沉积Ti N涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、sin²ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了Ti N涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果 不同溅射技术制备的Ti N涂层均为柱状晶结构和Ti N (111)择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度(29.7GPa)和最低的膜基结合力(HF2),而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高沉积速率和高膜基结合力,其膜基结合力达到HF1级,临界载荷(Lc2)达到82.5 N。不同溅射技术制备的Ti N涂层的摩擦因数均随着温度的升高而降低,在500℃时,Ti N涂层的摩擦因数约为0.53。Ti N涂层的磨损率随着温度的升...