电镀工艺对镍纳米膜微观结构及硬度的影响

采用直流电沉积法制备纳米晶镍膜,研究了添加剂C12H2NaSO4,TJ,GL-100对镀层微观表面形貌、硬度、晶粒尺寸及织构的影响,同时探讨了电流密度对硬度的影响。结果表明：在无添加剂和仅加入C12H25NaSO4时,改变了镀层晶面的生长速率和晶粒快速的生长方向,使（200）晶面发生织构;TJ的添加显著细化晶粒;TJ和GL-100复合添加使镀层晶粒在（111）晶面择优取向生长。3种添加剂的复合作用,使镀层表面形貌及硬度达到最佳状态。在电镀条件相同时,镀层的硬度随电流密度的增加而增加。     

偏压对CrTiAlN镀层组织形貌及磨损性能的影响

利用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制备了耐磨CrTiAlN镀层,分析了溅射偏压对该镀层的形貌、相结构以及磨损性能的影响。研究表明：偏压对镀层的形貌、相结构以及与摩擦学性能有关的摩擦系数、硬度、结合力以及磨损率等参数都有影响。在制备CrTiAlN镀层的过程中,当偏压为-75V时镀层的耐磨损性最好,当偏压在-65V--85V变化时,镀层形貌的变化对镀层的磨损性能无明显影响,CrTiAlN镀层相结构的变化是影响磨损性能的主要原因。     

镍-氧化锆纳米复合电铸层微观形貌影响因素的分析

用SEM分析了诸如电铸时间、电流密度、镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量、电流形式和阴极表面粗糙度等因素对Ni-ZrO2纳米复合电铸层微观形貌的影响.结果表明,电铸时间、阴极电流密度以及镀液中纳米ZrO2悬浮量对纳米复合电铸层微观形貌有一定程度的影响,采用脉冲电沉积工艺有助于获得表面光滑平整、显微组织均匀致密的纳米复合电铸层.     

烧结方法对AlN陶瓷微观形貌及热导率的影响

采用真空烧结、N2保护无压烧结、放电等离子烧结等方法对AlN粉末进行烧结,研究烧结方法对粉体烧结行为以及产物物相组成、微观形貌及热导率的影响。结果表明:真空烧结会显著降低AlN材料的脱氮分解温度,无法实现其致密化;而通过N2保护无压烧结和放电等离子烧结的方法均能得到结构致密、热导率较高的AlN陶瓷,其中后者的烧结温度更低、制得陶瓷样品的致密度和热导率更高,在1650℃保温10min即可烧结得到热导率为121.5W·m-1·K-1的AlN陶瓷。     

镍基合金焊条ENiCrCoMo-1性能试验及微观形貌分析研究

对两个厂家的镍基合金焊条ENiCrCoMo-1进行了工艺性和熔敷金属性能对比试验,并对微观形貌进行了分析。试验结果表明,两个厂家的镍基合金焊条ENiCrCoMo-1工艺性能均良好,熔敷金属成分及力学性能均满足国标要求。此外,由于两个厂家镍基合金焊条ENiCrCoMo-1熔敷金属成分的差异,使其凝固树枝晶及析出相形貌和分布不同,从而导致其性能存在一定的差异。     

高速电镀锌工艺对镀层粗糙度及微观形貌的影响

利用自制的模拟重力高速电镀槽,考察了在硫酸盐镀锌过程中,阴极电流密度、镀液流速、镀层厚度3个主要电镀工艺参数对所得锌层的粗糙度的影响.结果发现:镀层的粗糙度随电流密度(30～70 A/dm2)的增加呈现先下降后增加的趋势,随镀液流速(0.8～2.0 m/s)的增加而单调下降,随镀层厚度(20～90g/m2)的增加而单调增加.在对这些数据进行分析的基础上,讨论了这3组数据之间的关系,解释了其对粗糙度影响的原因.同时考察了这些参数对镀层微观形貌的影响,发现镀层的微观形貌也显著地受这些参数的影响.     

机械搅拌对纳米复合镀层微观组织及性能的影响(英文)

通过Ni、W、P和CeO2、SiO2纳米颗粒的脉冲共沉积,在普通碳钢表面制各了Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合镀层,研究了机械搅拌速度对纳米复合镀层微观组织及性能的影响,采用化学组成、元素分布、沉积速率、显微硬度和微观组织进行表征.结果表明:当机械搅拌速度控制在1000 r/min时,纳米复合材料微观组织致密,基质金属轮廓清晰,晶粒较细,纳米颗粒以弥散态均匀分布在基质金属中.同时,元素线扫描和面扫描分析表明,W、P、Si和Ce的平均含量非常接近,说明元素在纳米复合镀层中的分布是均匀的.提高机械搅拌速度,纳米复合镀层晶粒得到细化,沉积速率和显微硬度增加,当机械搅拌速度提高到1000 r/min时,沉积速率(32.68μm/h)和显微硬度(6820 MPa)最高.继续提高机械搅拌速度,纳米复合镀层晶粒尺寸反而增加,沉积速率和显微硬度降低.     

压铸铝合金微弧氧化膜微观形貌和结构表征

使用扫描电镜、X射线衍射仪分析了LY12变形铝合金和YL112压铸铝合金微弧氧化陶瓷膜的形貌和相组成,并探讨了基材中Si、Cu元素含量以及电解液种类和成分对压铸铝合金微弧氧化陶瓷层的影响.结果表明:本实验条件下获得陶瓷层的主要相都是γ-Al2O3.高Si压铸铝合金在磷酸盐体系溶液中形成SiO2相,在硅酸盐体系溶液中形成3Al2O3·2SiO2相,还有少量的Cu2O相,受Si、Cu元素影响,磷酸盐体系溶液中陶瓷膜颗粒粗大,孔洞的孔径也较大,组织疏松.     

ZG40Cr25Ni20炉管服役后断裂韧性试验分析及断口微观形貌研究

将断裂力学原理应用到炉管寿命预测中.利用MTS810试验机,对服役3万h的炉管和未服役炉管的断裂韧性进行了试验分析,并利用扫描电镜进行了断口的形貌分析.研究结果表明:服役后炉管的断裂韧性与未服役炉管相比显著下降,抵抗裂纹扩展能力减弱;服役后的炉管断裂面没有裂纹稳态扩展区和宏观塑形变形,对应于断裂韧性的下降,断裂面微观形貌呈典型的脆性断裂特征.     

大功率机车车轮材料微观组织对性能的影响

国产大功率机车车轮的自主创新,需要对车轮材料的各项性能进行全面研究。针对大功率机车试制的3种新型车轮材料进行了微观组织、力学性能和摩擦磨损性能研究。通过光学显微镜和扫描电镜观察微观组织形貌,并对先共析铁素体量、珠光体层片间距和显微硬度进行了测试,研究了3种车轮材料的微观组织;通过力学性能试验,获得了车轮材料强度、硬度、塑性和韧性等性能数据;通过Optimol SRV摩擦磨损试验,测试了车轮材料的滑动摩擦磨损性能。通过对车轮材料微观组织、力学性能和摩擦磨损性能的分析比较,发现3种车轮材料的磨损机制有较大差异,而不同的滑动摩擦磨损性能主要由微观组织及其力学性能的差别所决定。     

脉冲偏压对贫铀表面磁控溅射CrN_x薄膜结构与性能的影响

为改善金属铀基体的抗腐蚀性能,采用非平衡磁控溅射离子镀技术在不同偏压下于金属铀表面制备CrNx薄膜。采用SEM和AFM研究了薄膜形貌和表面粗糙度,采用X射线光电子能谱研究了薄膜表面的元素分布及化学价态。试验结果表明,采用磁控溅射在较低脉冲偏压下沉积的CrNx薄膜晶粒较细小,偏压越高,表面粗糙度越大。生成的薄膜为Cr+CrN+Cr2N混合结构,并含有少量的Cr2O3,随着偏压的升高,金属态Cr的含量减少,而铬的氮化物的含量增加,所制备薄膜的自然腐蚀电位升高,腐蚀电流密度减小。偏压为-800 V时,所制备的薄膜具有较好的抗腐蚀性能。     

非平衡度和闭合状态对磁控溅射离子镀过程的影响

利用非平衡磁控溅射离子镀技术于不同磁控管非平衡度和磁场闭合状态下在单晶硅基体上制备出Cr镀层,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了不同生长阶段Cr镀层的微观形貌、表面粗糙度和晶体择优生长趋势的变化。结果表明:磁控管非平衡和磁场闭合状态的改变显著影响着Cr镀层生长过程中的结晶取向、表面粗糙度和致密度。不同非平衡度下,Cr镀层组织为疏松的柱状晶体组织,镀层表面粗糙度随磁控管非衡度的增大而增大。随着磁场闭合程度的增加,Cr镀层组织由疏松的柱状晶体组织,向较致密的柱状晶体再向致密的无明显柱状晶体的组织转化,镀层晶体有沿低能量(110)晶面生长向高能量(200)晶面过渡择优生长的趋势。     

Zn与Ti摩尔比对磁控溅射TiO2-ZnO异质复合薄膜微观结构及光催化性能的影响

利用磁控溅射离子镀技术制备系列TiO 2-ZnO异质复合薄膜,通过调节溅射靶材电流的大小控制薄膜中n（Zn）/n（Ti）值。采用AFM﹑SEM﹑Raman和XPS手段表征薄膜的微观形貌和结构,并以甲基橙作为光催化污染物,研究n（Zn）/n（Ti）对TiO 2-ZnO复合薄膜微观结构及光催化性能的影响。结果表明：随着n（Zn）/n（Ti）的增大,复合薄膜的晶粒尺寸先减小而后增大,其粗糙度也先增大而后减小,且均在n（Zn）/n（Ti）为1/9.3时达到极值;n（Zn）/n（Ti）对薄膜中元素Ti和Zn的价态无明显影响,均以TiO 2和ZnO形式存在,但比值的大小影响薄膜退火后TiO 2中锐钛矿/金红石异质结的数量;n（Zn）/n（Ti）越大,复合薄膜的光响应范围及吸光度越大,其响应光谱最大可扩展150 nm,波长可至450 nm,但异质复合薄膜光催化效果与其并不对应,取决于ZnO对TiO 2复合薄膜微观结构的影响,当n（Zn）/n（Ti）为1/9.3时,薄膜的降解速率最大,光催化能力最好。     

热处理工艺对12Cr钢组织与性能的影响

利用金相检测、室温拉伸、硬度和冲击检测等方法,研究了不同热处理工艺对12Cr钢组织及性能的影响。结果表明,淬火温度对12Cr钢热处理后的晶粒度影响显著,随淬火温度的升高,12Cr钢的晶粒逐渐长大,而其冲击性能明显改善,硬度也明显提高;随回火温度的上升,12Cr钢的强度逐渐降低。当淬火温度上升到1160 ℃时,晶粒度粗达3级;当回火温度超过700 ℃时,12Cr钢的短时持久性能明显恶化;在1100 ℃淬火,680 ℃回火时,获得均匀的板条状马氏体组织,短时持久性能最佳。     

热处理工艺对Cr8钢组织与性能的影响

研究了不同淬火、回火温度对Cr8钢组织和性能的影响。结果表明,Cr8钢1050℃淬火组织为马氏体、碳化物和少量残留奥氏体。当Cr8钢在1050℃淬火,525℃回火后钢的硬度达到57 HRC,并且具有良好的韧性。     

Cr含量对CrxMoNbTiZr系高熵合金组织与性能的影响

采用真空电弧熔炼的方法制备了Cr_xMoNbTiZr系高熵合金(x=0, 0.5, 1, 1.5)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计以及电化学工作站研究了Cr含量对该高熵合金结构、组织、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,Cr的添加使合金由单相BCC结构转变为富Zr相与富Mo-Nb相的双相BCC结构,随着Cr含量增加,在富Zr相中还有富Cr的Laves相析出;Cr_1.5MoNbTiZr合金具有最高硬度765.53 HV,这是由于第二相析出强化、固溶强化与高熵合金晶格畸变的共同作用;Cr的加入增加了Cr_xMoNbTiZr系高熵合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中发生腐蚀倾向,但降低了该系高熵合金的腐蚀速率,同时发现Cr的添加存在一个临界值来保证合金的抗点蚀能力,超过这个临界值合金就会更容易发生点蚀现象。     

脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的微观结构和性能的影响

采用脉冲偏压电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压频率在M2高速钢基体上沉积TiSiN薄膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,研究脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的表面和截面形貌、元素成分、相结构的影响,并通过纳米压痕仪测试了TiSiN薄膜的纳米硬度和弹性模量。在统计的视场内(9×10³ μm²),TiSiN薄膜表面的大颗粒直径在0.30~7.26 μm之间,脉冲偏压频率从40 kHz到60 kHz,数量由495个减少到356个,之后随着脉冲偏压频率增加到80 kHz,大颗粒数量又增加到657个;当脉冲偏压频率为60 kHz时,TiSiN薄膜表面大颗粒和微坑缺陷数量最少,Si原子含量达到最小值0.46%;脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜以非柱状晶的结构进行生长,厚度达到最小值1.63 μm;脉冲偏压频率为60 kHz时,柱状晶结构细化,薄膜的致密度增加。不同脉冲偏压频率下TiSiN薄膜都在(111)晶面位置出现择优取向,Si以非晶态Si₃N₄的形式存在于TiSiN薄膜中,没有检测到Si的峰值,形成了TiN晶体和Si₃N₄非晶态的复合结构。脉冲偏压频率60 kHz下TiSiN薄膜的表面大颗粒最少,纳米硬度达到最大值34.56 GPa,比M2高速钢基体的硬度提高了约3倍。当脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到最大值－0.352 V(vs SCE),比基体提高了723 mV,自腐蚀电流密度达到0.73 μA/cm²;当脉冲偏压频率为70 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到－0.526 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值 0.66 μA/cm²。     

淬火温度对Cr5MoVNi钢组织和性能的影响

为了研究淬火温度对Cr5MoVNi钢组织和性能的影响,采用了1000、1050、1100、1150 ℃淬火、230 ℃回火的热处理工艺。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及压缩试验等方法研究了不同淬火温度下的微观组织和力学性能。研究发现,随着淬火温度升高,试验钢基体中的残留奥氏体明显增多,甚至转变为单一的残留奥氏体;试验钢的硬度单调降低;冲击吸收能量先升高后降低,在1100 ℃达到最大值20.1 J;压缩变形过程中,残留奥氏体发生TRIP效应,是压缩应变超过35%的原因所在。     

非平衡闭合场磁控溅射CrTiAlN/MoST复合涂层的性能研究

采用非平衡闭合场磁控溅射方法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备CrTiAlN单一涂层和CrTiAlN/MoST复合涂层,通过AFM、XRD、显微硬度、划痕和磨损试验综合分析涂层相结构和的表面性能.实验结果表明,CrTiAlN/MoST复合涂层比CrTiAlN单一涂层更光滑、致密,(Cr,Ti,Al)N在(111)晶面呈强烈的衍射峰,无明显的MoS2衍射峰.Crl2MoV经PVD处理后,表面显微硬度和耐磨性得到了明显的提高,尤其是复合涂层,由于CrTiAlN硬涂层抗磨和MoST软涂层减摩的综合作用表现出比CrTiAlN涂层更低的磨损率,主要的磨损机制为逐层剥落的疲劳磨损.     

氮气流量对(Ti,Al,Si,Cr)N超硬薄膜的结构与性能的影响

采用等离子增强磁控溅射技术（PEMC）在YG8硬质合金表面制备了(Ti, Al, Si, Cr)N超硬膜,研究了N₂流量对膜层结构、成分、形态特征与性能的影响。试验结果表明,所得薄膜为面心立方结构,随N₂流量增加,薄膜的晶体学取向由（111）晶面向（200）晶面转变。薄膜表面呈现柱状晶形态,N₂流量为70 sccm时,柱状晶尺寸最小,粗糙度最低。所得薄膜的硬度随N₂流量的增加先增大后减小,N₂流量为70 sccm时,达到最大值35.70 GPa。