（Ti, AI）C ceramic coating prepared by electrical discharge in liquid

用粉末模压成型工艺和无压烧结方法制备了Ti-Al混合烧结工具电极,采用所制备的电极在煤油中对45钢表面进行脉冲放电沉积（Ti,Al）C陶瓷涂层。探讨了粉体配比对工具电极致密度和相组成以及对液相放电所制备的涂层组织与表面形貌的影响。结果表明,随着Al含量的提高,工具电极密度和相对密度先下降后升高,当Al含量为60%时,电极密度达到最小;XRD结果显示制备出涂层的物相主要为（Ti,Al）C,而制备出的涂层表面形貌明显不同,随着电极中Al元素的升高,熔滴状的熔池尺寸越来越大,宏观上越来越粗糙,截面涂层厚度约为20μm。     

液相脉冲放电制备Ti(C,N)多元陶瓷涂层

TiN类涂层目前主要采用物理气相沉积方法进行制备,本文提出了一种TiN类涂层的低成本制备方法,该方法将Ti块体材料作为工具电极置入乙醇胺液相介质中,通过液相脉冲放电涂层技术在45钢表面制备出Ti(C,N)陶瓷多元涂层。对涂层组织形貌、物相结构等进行了分析。结果表明,所制备的陶瓷涂层厚度约为20μm,主要物相为Ti(C0.3,N0.7);涂层表面显微硬度可达1 780HV以上,涂层表面有不规则的放射状突起边缘。透射电镜分析结果表明,涂层晶粒尺寸均匀细小,选区花样谱图揭示了涂层等轴晶粒具有晶体学上的随机取向,晶体结构为面心立方。     

液相介质中脉冲放电制备(Ti,Al)C涂层及其高温磨损性能研究

将Ti、Al按一定比例混合压制烧结成电极,置于含碳的液相介质中,利用脉冲放电所产生的低温高能等离子体在45钢基体上沉积(Ti,Al)C硬质金属陶瓷涂层;并对涂层进行高温磨损试验。结果表明:试验温度高于200℃时,涂层的摩擦系数随温度的升高而降低;观察涂层磨损形貌发现,低温时,磨痕为平行犁沟,表明涂层的磨损机理为磨粒磨损;高温时,犁沟比室温时浅且表面有氧化物,其磨损机理为轻微磨粒磨损和氧化磨损。     

高速钢钻头电火花沉积 Ti( C, N) /Al2O3 复合涂层的组织及切 削性能

目的在高速钢钻头表面电火花沉积Ti(C,N)/Al2O3复合涂层,以提高其切削性能。方法利用电火花沉积技术,以Ti(C,N)/Al2O3作为电极材料,在高速钢钻头表面制备Ti(C,N)/Al2O3涂层,考察涂层的物相组成、组织形貌及横截面硬度分布,并进行切削试验。结果涂层组织均匀,厚度约32~36μm,物相主要为C0.3N0.7Ti,Al2O3,AlTi3,Fe7W6,Fe4N,TiN和AlN,平均硬度是基体高速钢的2.6倍。结论在高速钢钻头表面制备Ti(C,N)/Al2O3涂层可以提高刀具的切削性能,延长其使用寿命。     

双步球磨与放电等离子烧结制备细晶TiAl合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结(SPS)技术制备细晶Ti-47Al(at%)合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪以及透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对球磨后的粉末形貌结构、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析。结果表明:双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸在20~40μm之间,内部结构均匀,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl和少量的Ti3Al相及Ti2Al相组成,随着烧结温度的升高,Ti3Al相含量有所增加。当烧结温度为1000℃时,烧结块体获得的主要是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~250nm之间。当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,等轴晶粒有明显长大的现象,显微组织主要由等轴状的TiAl相和片层状的Ti3Al相组成。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆 Al-Ti-Ni/C涂层的电化学腐蚀行为

以Al、Ti和Ni/C混合粉末为原料,在AZ91D镁合金表面激光熔覆制备Al_3Ti增强Al基复合涂层,并与基体和Al涂层进行对比。采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层的组织形貌和相组成进行分析,利用显微硬度计、电化学工作站对涂层硬度和耐腐蚀性进行测定。结果表明:Al涂层由Al_3Mg_2和Al_(12)Mg_(17)相组成,添加10%(Ti+Ni/C)涂层中还原位自生了增强相Al_3Ti。与基体相比,涂层的硬度显著提高,耐腐蚀性有了明显改善。而与Al涂层相比,添加10%(Ti+Ni/C)涂层的平均硬度提高了41%,自腐蚀电位增加了167 mV,自腐蚀电流密度略有下降,耐腐蚀性得到进一步提高。EIS测试结果显示,添加10%(Ti+Ni/C)涂层的Rc、Rct值均高于Al涂层和基体,证实了添加10%(Ti+Ni/C)涂层具有最好的耐腐蚀性。     

nc-(Ti,Al)(C,N)/a-SiNx纳米复合薄膜的制备及性能研究

目的 研究Si、C单元素掺杂及其共同掺杂TiAlN涂层对涂层性能的影响.方法 基于阴极电弧+辉光放电技术,在SUS304不锈钢基体及硬质合金刀具上分别制备nc-(Ti,Al)N、nc-(Ti,Al)N/a-SiNx、nc-TiAlCN及nc-TiAlCN/a-SiNx/a-C纳米复合薄膜,通过SEM观察涂层的微观组织形貌,并借助EDS表征涂层的元素成分,用XRD分析涂层的物相构成,探究C、Si元素对涂层生长的影响.采用纳米硬度仪测试涂层的硬度,采用二维轮廓仪及三维形貌仪表征涂层的表面粗糙度及表面形貌,通过滑动摩擦磨损试验测定涂层的耐磨性,用纳米划痕仪表征涂层的摩擦系数及涂层与基体的结合强度,用铣削实验表征涂层的切削性能.结果 该技术制备的TiAlN涂层,内部晶相结构复杂,硬度为29.57 GPa,主要归因于Ti2AlN、Ti2N等硬质相及TiN0.3相的形成降低了涂层的晶格常数.此为首次报道通过物理气相沉积方法制备含TiN0.3相的涂层.TiAlSiN涂层的硬度最高,为37.69 GPa,且耐磨性最好,主要原因是Si的添加起到了细晶强化和晶界强化的作用.C掺杂TiAlN使涂层析出更多非晶相,涂层硬度降低.C、Si元素共同掺杂,使得nc-TiAlCN/a-SiNx/a-C涂层表现出较低的摩擦系数及表面粗糙度,但与基体的结合性能最差,nc-(Ti,Al)N/a-SiNx薄膜的结合强度最好.结论 涂层均提高了基体表面的显微硬度,Si、C元素的掺杂可使涂层的某些性能得以大幅提升,但在实际应用中,还需根据应用需求选择合适的涂层.     

熔渗反应合成铝基表面Al_3Ti/Al复合涂层

采用Al-Ti体系,通过熔渗结合原位反应法制备出Al基表面Al_3Ti/Al复合涂层,研究了涂层的微观结构、相组成、过渡层形貌及显微硬度分布。结果表明:熔渗温度由700℃增加至800℃,涂层中Al_3Ti颗粒长大,分布更加均匀,形状由近球形转变为短棒状,同时有少量Al_3Ti相扩散至Al基体内部形成粗针状形貌。不同熔渗温度下,Al_3Ti/Al复合涂层和Al基体在界面处均形成良好的冶金结合。Al∶Ti摩尔比为5∶1时,涂层中Al_3Ti颗粒数量较多,团聚现象严重,涂层致密度较低;随着Al∶Ti摩尔比增加到7∶1,Al_3Ti颗粒数量减少,尺寸减小至5～8μm,分布更加均匀,涂层致密度显著增加。不同成分复合涂层硬度均显著高于基体,并随Al_3Ti含量增加而升高,最高可达180 HV,为Al基体硬度的3.9倍。     

TiC对激光熔覆TiC-Ti-Al涂层结构与性能的影响

为了研究Ti C对激光熔覆涂层结构与性能的影响,运用激光熔覆技术在Ti Al合金表面制备Ti-Al-Ti C涂层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机对所制备涂层的显微组织、物相及成分、显微硬度和摩擦磨损性能等进行了测试。结果表明:在含有20%微米级Ti C的激光熔覆层(A涂层)内,增强相Ti C生长较为发达,整体呈树枝状形态,枝晶生长方向较为杂乱,熔覆质量较差;而在含有10%纳米级Ti C的激光熔覆层(B涂层)内,增强相Ti C的形貌为颗粒状和长条状,在熔覆层内分布较均匀,生长方向较规律;在含有20%纳米级Ti C的激光熔覆层(C涂层)内,增强相Ti C的形貌主要为颗粒状和细杆状,熔覆层内组织生长发达,致密,熔覆质量较好。添加纳米级Ti C的涂层在显微硬度和耐磨性上优于添加微米级Ti C的涂层,涂层中纳米Ti C含量由10%上升到20%时,涂层显微硬度和耐磨性均有明显提高。     

TiC/Al3Ti表面复合涂层的冶金合成

采用铸造反应合成技术在钢铁表面合成TiC/Al3Ti金属间化合物基复合材料涂层。研究了涂层的物相、组织和界面形貌,测试了涂层的硬度分布并对涂层的形成机理进行探讨。结果表明:在熔融铁液作用下,Al-Ti-C体系反应完全,制备出TiC颗粒增强金属间化合物基表面复合涂层。TiC颗粒均匀地镶嵌在Al3Ti基体上,涂层致密。当TiC含量较少时,TiC呈条状;随着TiC含量的增加,TiC尺寸逐渐减小,且由长条状向粒状转化。涂层与铁基体界面为良好的冶金结合,从涂层到界面处Al、Ti、Fe、C元素呈梯度变化。涂层的硬度明显高于基体,且随着涂层中TiC含量的增加略有提高。     

TA15钛合金表面激光熔化沉积Ti-Cr二元合金涂层

通过激光熔化沉积不同比例Ti与Cr的混合粉末,在TA15钛合金表面制备出Ti-Cr二元合金涂层,分析了涂层的组织、相组成、硬度及界面结合情况。结果表明,Ti与Cr在激光熔池中实现了原位合金化,沉积层内部组织致密,与基体冶金结合;随着Cr含量的增加,沉积涂层中析出TiCr2相,硬度增加;涂层在300℃下具有良好的组织及性能稳定性,经550℃保温2 h退火处理后,涂层中亚稳β-Ti发生不完全共析转变,涂层硬度增加;涂层具有良好的强韧性配合,与钛合金基体适配度高,可用于钛合金表面耐磨及抗擦伤涂层的制备。     

钛铝伪合金涂层在模拟深海压力下的腐蚀行为

通过电化学测试和微观组织分析等方法,研究了钛铝双丝高速电弧喷涂伪合金涂层在模拟深海压力条件下的腐蚀行为。结果表明:钛铝伪合金涂层在6 MPa高压静水条件下仍保持了较好的耐蚀性能,主要是由于涂层中富Ti相基本未被腐蚀,在涂层结构中起到了支撑骨架的作用,富Al相则起到了牺牲阳极保护的作用。同时腐蚀产物有效地填充了富Ti相的"骨架"结构,使之形成具有高度"自封闭"效果的涂层,强化了涂层的耐蚀效果。     

工艺参数对SHS法制备TiC-Ni(Mo)金属陶瓷复合材料的影响

为了研究预压坯相对密度、预热温度、反应物配比、孔隙率等工艺参数对TiC-Ni(Mo)铝基金属陶瓷复合材料高温合成过程的影响作用,采用自蔓延燃烧合成(SHS)技术在7A52铝合金表面制备了TiC-Ni(Mo)金属陶瓷复合涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)对涂层的物相结构进行了分析。结果表明:体系的燃烧速度随预压坯相对密度的提高呈先增后减的趋势,预压坯的最佳相对密度约为55%;体系的燃烧温度随预热温度增长而增长,最佳预热温度区间在400~450K;体系的绝热温度随体系中Ni-Mo含量的提高而降低,最合适的配比方案为TiC-20Ni(Mo)。     

镍硫钴析氢电极的制备及性能研究

采用电沉积方法制备Ni-S-Co合金电极,通过正交实验和极化曲线测试研究了CoSO4·7H2O浓度、电流密度、电镀液温度、电沉积时间和电解液温度对Ni-S-Co电极析氢性能的影响.采用SEM,XRD和EDXA对镀层的形貌、结构和组成进行观察和分析.实验结果表明:制备具有最佳析氢活性的Ni-S-Co电极的工艺条件是25 ...     

Microstructure and Formation Mechanism of Porous Ti-Al Intermetallics Prepared by Pressureless Sintering

以Ti和Al 2种粉末为原料,采用粉末压制-无压烧结技术制备了TiAl多孔材料,并对其宏观形貌、相组成、孔结构、反应机制和孔隙形成机理进行了分析。结果表明：Ti-Al粉末压坯在烧结过程中发生了明显的体积膨胀,多孔材料的总孔隙率为49.88%~57.53%,开孔率为47.60%~56.15%。多孔材料主要由连续的颗粒骨架、骨架之间的大孔隙和骨架内部的小孔隙构成,孔隙主要来自粉末压坯颗粒之间存在的原始大孔隙、无压烧结过程中先熔化的Al颗粒在毛细作用下发生流动形成的原位大孔隙和析出过程在Ti-Al产物颗粒之间形成的小孔隙。Ti-Al多孔材料主要由TiAl3单相构成,无压烧结过程中Ti-Al之间发生了热爆反应。     

热化学反应法制备耐海水腐蚀陶瓷涂层及机理分析

为了提高铝合金的耐海水腐蚀性能,采用热化学反应法在其表面制备陶瓷涂层,确定了料浆组分的最佳配比,通过SEM,XRD,3.5%(质量分数)NaCl溶液和真实海水浸泡实验等手段研究了涂层的表面形貌、相组成及耐腐蚀性能.此外,还分析了热化学反应法制备陶瓷涂层的机理.结果表明:所得陶瓷涂层均匀、致密,为复相陶瓷结构,与金属表面主要是化学结合,能有效延长铝合金在海水中的使用寿命.     

液相脉冲放电沉积涂层的温度场模拟及研究

通过有限元数值模拟的方法,选取合适的热源模型、热边界条件,建立了液体介质中在45钢表面进行脉冲放电沉积TiC陶瓷涂层的热传导模型。采用有限元分析软件ANSYS对液相脉冲电火花放电表面温度场进行数值模拟,研究了脉冲电流参数对温度场和涂层表面形貌的影响。结果表明:工具电极的最高温度远高于工件的最高温度;温度均在轴向上降低较快,而在径向上分布较均匀;最高温度随加工电流的增加呈缓慢下降趋势;随脉冲电流的增大,沉积到工件上的火山口状涂层颗粒明显增大。     

Al/Si比例对TC4合金表面激光熔覆Ti-Al-Si涂层组织与摩擦性能的影响

以不同Al/Si比例的Ti-Al-Si复合粉末为原料,采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备Ti-Al-Si涂层,研究了Al/Si比例对涂层物相、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,单道熔覆的涂层中没有发现明显的裂纹及气孔,涂层与基体之间呈现良好的冶金结合。不同Al/Si比例涂层中组织均以熔断的枝晶为主,枝晶的成分主要为α-Ti,增强相为板条状的Ti₅Si₃及Ti₇Al₅Si₁₂,枝晶间主要是TiAl、Ti₃Al、TiAl₃金属间化合物。Si元素含量越高,涂层中原位生成的增强相的含量越多,涂层的显微硬度也比较高,最高可达1194 HV0.1,约为基体的4.1倍,但增强相过多会使涂层的脆性增加,耐磨性降低。Al元素含量较多时,组织细化效果明显,增强相对硬度和耐磨性能的影响比晶粒细化的作用更强。     

气体流量对铝合金表面等离子喷涂8YSZ热防护涂层微观特性及力学性能影响研究

为了突破铝合金表面等离子喷涂热防护涂层结合强度低的技术瓶颈,采用三阴极等离子喷涂系统,在7A04-T6超高强铝合金基材表面制备了8YSZ热防护涂层,借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及万能力学试验机,分析表征了不同气体流量参数对涂层显微形貌、物相组成、显微硬度及结合强度的影响,并提出了气体流量参数对涂层结合强度影响的临界值。研究结果表明：不同的气体流量参数下制备的涂层上表面均存在着熔融及半熔融的粉末粒子形貌、不同尺寸的孔隙结构及不同程度的裂纹扩展形貌。伴随着气体流量的增加,涂层的致密度增加,涂层的夯实形貌则呈现先增加后减少的变化趋势。不同气体流量参数下制备的涂层的物相结构与喂料粉末基本一致,都仅存在单一成分的Zr0.92Y0.08O1.96组元。伴随着气体流量参数的增大,涂层的平均显微硬度呈现逐渐增大的变化趋势,涂层的平均结合强度呈现先增大后减小的变化趋势。     

Preparation and structure of microarc oxidation ceramic coatings containing ZrO2 grown on LY12 Al alloy

Ceramic coatings containing ZrO2 were prepared in situ on LY12 aluminum alloy by microarc oxidation（MAO） in the mixed solution of zirconate and phosphate solution.The phase composition and morphology of the coatings were studied by XRD and SEM,respectively.The growing mechanism of ceramic coatings was discussed in a preliminary manner.The results show that with an increase in MAO time,the compactness of the coating improved and the thickness increased.From the inner layer to the coating surface,the content of Zr increased,while the content of Al decreased.In addition,the coating was composed of m-ZrO2,t-ZrO2,and a little amount of γ-Al2O3.With an increase in reaction time,the relative content of t-ZrO2 within the coating sharply decreased while the relative content of m-ZrO2 sharply increased,and then both generally kept at a constant level after 60 min.