化学镀Ni－Cu－P合金的工艺及镀层性能研究

探讨了化学镀Ｎｉ－Ｃｕ一Ｐ合金的镀液组成及工艺条件，并采用Ｘ射线衍射和弯曲法，研究了Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ镀层的组织结构和镀层结合力，结果表明，所研究的镀液组成，在适当工艺条件下，能够实现Ｎｉ、Ｃｕ离子的共沉积，并得到良好质量的合金镀层。经４００℃热处理，镀层中有和相析出，同时硬度达到最大值。镀态下，该镀层具有良好的结合力，且随镀层中铜含量的增加和热处理温度的提高，镀层结合力能得到进一步改善。     

激光织构对干摩擦性能的影响及机理研究

采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对干摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析。建立了摩擦副的简化接触有限元模型,模拟摩擦副的滑动摩擦过程,从应力的角度分析表面织构对干摩擦性能的影响机理。试验结果表明：激光表面织构化对试件表面硬度影响显著;当激光织构面密度小于20%时,构成摩擦副的两试件的磨损量都小于无织构情况;当织构面密度大于20%时,与无织构情况相比,织构化试件的磨损仍降低,但对偶件的磨损反而增大。仿真结果表明：对织构化试件的对偶件来说,在一定的织构面密度范围内,在平均应力无大幅提高的前提下,织构凹坑的存在,缓解了接触区应力集中现象,从而有利于降低磨损。采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对干摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析。建立了摩擦副的简化接触有限元模型,模拟摩擦副的滑动摩擦过程,从应力的角度分析表面织构对干摩擦性能的影响机理。试验结果表明：激光表面织构化对试件表面硬度影响显著;当激光织构面密度小于20%时,构成摩擦副的两试件的磨损量都小于无织构情况;当织构面密度大于20%时,与无织构情况相比,织构化试件的磨损仍降低,但对偶件的磨损反而增大。仿真结果表明：对织构化试件的对偶件来说,在一定的织构面密度范围内,在平均应力无大幅提高的前提下,织构凹坑的存在,缓解了接触区应力集中现象,从而有利于降低磨损。     

SiC晶须表面化学与力学性能的研究

SiC晶须以其优异的物理和力学性能广泛应用于金属基、陶瓷基新型复合材料的制备中 ,近年来发展迅速 ,加强SiC晶须的研究与应用具有重要的现实意义。结合国内外的工作对SiC晶须的表面化学、力学性能及其复合材料的发展动向进行了详细评述     

钨及其合金涂层的研究现状

稀有金属钨属于难熔金属,具有良好的化学稳定性以及高温特性,广泛应用于现代工业及国防军工领域。然而钨资源是不可再生资源,价格昂贵且加工困难,极大地限制了它的应用。采用各种表面工程技术在基体材料表面制备钨及其合金功能涂层,赋予基体材料以优异的物理及化学性能,既在一定程度上拓宽其应用范围,又节约了资源。文中综述了目前国内外制备钨及其合金涂层的主要技术手段,并对各技术手段的特点及研究现状进行了对比分析,最后对钨基合金涂层的发展方向进行了展望。     

低碳钢表面合金强化层组织及性能的研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Q235钢表面进行Mo- Cr共渗，随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理。表面合金化层厚度达100 μm以上，表面Mo含量20%以上，Cr含量10%左右。超饱和渗碳表面含碳量在2.0%以上。在M-200磨损试验机上试验，摩擦因数平均为0.1，平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.25倍。在箱式炉中690℃回火4h，表面平均硬度595 HVo．025，有较好的抗高温软化能力。     

等离子喷涂铁基涂层疲劳磨损裂纹捕捉技术研究

采用等离子喷涂制备了铁基涂层,使用声发射技术对涂层的疲劳磨损实验进行在线监测,捕捉裂纹动态信息,总结典型的声发射信号反馈类型,通过渗透探伤的方式对涂层表面微损伤区域进行表征,并采用聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）技术对涂层的微损伤区域进行亚表层分析探索失效机理。结果表明：涂层疲劳磨损过程中声发射信号反馈分为3个阶段,即磨合期、稳定期和突变期;结合渗透探伤技术可以有效锁定涂层表面微损伤区域,验证声发射信号反馈的准确性,可见通过声发射在线监测技术可以准确地捕捉涂层内部的开裂;FIB-SEM分析表明涂层疲劳磨损失效的起源是近表层微缺陷。采用等离子喷涂制备了铁基涂层,使用声发射技术对涂层的疲劳磨损实验进行在线监测,捕捉裂纹动态信息,总结典型的声发射信号反馈类型,通过渗透探伤的方式对涂层表面微损伤区域进行表征,并采用聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）技术对涂层的微损伤区域进行亚表层分析探索失效机理。结果表明：涂层疲劳磨损过程中声发射信号反馈分为3个阶段,即磨合期、稳定期和突变期;结合渗透探伤技术可以有效锁定涂层表面微损伤区域,验证声发射信号反馈的准确性,可见通过声发射在线监测技术可以准确地捕捉涂层内部的开裂;FIB-SEM分析表明涂层疲劳磨损失效的起源是近表层微缺陷。     

载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。     

激光辅助冷喷涂Cu颗粒撞击45钢的数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS Multiphysics /LS-DYNA模块,选取Johnson-Cook材料模型与双线性各向同性硬化材料模型,建立了激光辅助冷喷涂三维模型,并通过这两种材料模型模拟了不同入射速度和沉积点温度条件下,Cu颗粒撞击45钢基体的沉积过程,分析了速度、沉积点温度对沉积颗粒变形行为的影响。结果表明：常温下颗粒撞击速度为800 m/s和基体预热温度850 ℃、 颗粒速度为500 m/s时,Cu颗粒都能有效沉积到45钢基体上;两种模型都能用于预测激光辅助冷喷涂工艺参数。     

环状氯化磷腈微胶囊化的界面聚合研究

以甲苯2,4 二异氰酸酯(TDI)和己二胺为原料,采用界面聚合法,制备了囊心为环状氯化磷腈、囊壁为聚脲的微胶囊。热重分析(TG)表明,微胶囊的热分解温度比纯环状氯化磷腈大大提高。将微胶囊应用于高密度聚乙烯( HDPE),阻燃效果优于纯环状氯化磷腈,且HDPE／环状氯化磷腈微胶囊材料的力学性能,特别是拉伸强度大大优于HDPE／纯环状氯化磷腈材料的性能。     

激光离散预处理基体镀铬身管延寿的力学机理研究

通过对激光螺旋线状离散预处理基体镀铬身管的靶场实验样品解剖分析和该类涂层／基体结构界面裂纹扩展特点的理论研究,得出激光离散预处理基体镀铬身管延寿的主要力学机理是通过3个方面延缓了铬层的剥落：将均匀基体上随机性的表面主裂纹形貌改变成与激光离散处理、阴阳线结构相对应的菱形主裂纹形貌;增加了由主裂纹围成的铬层“孤岛”尺寸;增加了主裂纹间的界面裂纹扩展距离和减小了界面裂纹驱动力。     

化学镀法制备HMX/Cu复合粒子及其热分解特性的研究

采用化学镀法制备了HMX/Cu复合粒子,利用SEM和XRD研究其大小、形貌和物相组成,并通过DSC对其热分解特性进行了分析。研究结果表明： HMX/Cu复合粒子表面负载Cu的粒径约为80 nm,包覆比较均匀;负载的纳米Cu对HMX的固相分解有明显催化作用,前期分解热量百分比值从2.37%增加到97.29%,热分解峰向低温方向移动35.53 ℃,并且热分解放缓;当升温速率为15 ℃/min时 HMX/Cu的热分解变得非常剧烈;与HMX相比,HMX/Cu的表观活化能降低了33.16 kJ/mol;适量O₂存在有利于纳米HMX/Cu的热分解。对纳米Cu的催化机理进行分析,提出了催化剂的“空间分布效应”。     

NdFeB磁性材料表面化学镀Ni-Cu-P实验研究

为提高Ni-Cu-P合金镀层的耐腐蚀性,采用正交试验法对NdFeB磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金的镀液配方和施镀工艺进行优化,获得NdFeB磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金的最佳成分配方为:硫酸镍25g/L,硫酸铜0.4g/L,次亚磷酸钠35g/L,络合剂48g/L,缓冲剂50g/L,pH值9。分析镀液pH值和镀液中CuSO4·5H2O浓度对沉积速度和镀层成分的影响。结果表明:随镀液pH值增加,沉积速度提高,镀层中Cu和Ni含量略升高,P含量逐渐降低;随镀液中CuSO4·5H2O浓度的增加,镀层中Cu含量升高,P含量先升高后降低,Ni含量降低。     

玄武岩纤维增强镁合金复合材料的制备

采用化学镀铜和未镀铜的玄武岩纤维为增强体、镁合金粉末为基体,用粉末冶金法制备了玄武岩纤维增强复合材料。借助扫描电镜表征玄武岩纤维表面和复合材料的微观形貌,并测试其压缩强度。结果表明:玄武岩纤维化学镀铜处理,覆盖了一层致密均匀且没有裂纹的镀层;镀铜纤维增强复合材料的组织致密,无明显微孔、微裂纹等缺陷,提高了纤维与镁合金基体之间的浸润性,复合材料的力学特性得到提高;在实验范围内,复合材料的压缩强度随镀铜纤维的含量增加而增加,体积分数为15%时,复合材料压缩强度最高。     

NdFeB磁性材料表面化学镀Ni-Cu-P合金研究

为了提高Ni-Cu-P合金镀层的耐腐蚀性,通过不同的化学镀工艺配方,在NdFeB磁体表面获得6种不同Cu和P含量的Ni-Cu-P三元合金镀层。利用SEM对镀层的微观组织观察与分析表明,镀层表面形貌呈致密胞状结构,Ni、Cu、P元素分布均匀。进一步的衍射分析和硬度测试表明,随镀层中Cu和P元素含量的不同,镀层结构分别由晶态、混晶态和非晶态组成,镀层的硬度随镀层结构从非晶态—混晶态—晶态的转变而增加。     

伪装网雷达吸波涂层的研制

采用化学镀或PVD的方法在基材沉积Ni金属层 ,Ni层与纳米晶金属粉涂层构成的复合涂层应用于三维伪装网时 ,该复合涂层具有厚度薄、面密度小、吸波频带宽、吸波性能好的特点 ,在 2～ 18GHz频率范围内最小反射率达到 - 18.2 4dB。     

W-Ni-Fe系纳米复合粉体的制备工艺研究

选择W-Ni-Fe系作为高密度钨合金材料体系,采用溶胶-凝胶方法制备出纳米氧化物复合粉体,用化学气相还原制备得到W-Ni-Fe系纳米复合粉体,研究了添加表面活性剂、还原温度、还原时间等工艺参数对粉体形貌粒径等物化性能的影响,确定了最佳工艺参数。     

稳定剂对化学镀Fe-Ni-P-B合金性能影响

为了获得化学镀Fe-Ni-P-B合金镀层的高镀速、高硬度和高耐腐蚀性,用电化学等方法研究单一、二元、多元稳定剂对Fe-Ni-P-B的沉积速度、镀层硬度、结合力、孔隙率、耐蚀性、腐蚀电流密度和腐蚀电位的影响。结果表明,较好单稳定剂是碘酸钾(8mg/L),二元稳定剂是硫代硫酸钠(8mg/L)+碘化钾(8mg/L)以及硫代硫酸钠(8mg/L)+碘酸钾(8mg/L),多元稳定剂是硫脲(8mg/L)+硫代硫酸钠(8mg/L)+碘化钾(8mg/L),再结合形貌分析,最好的稳定剂为硫脲(8mg/L)+硫代硫酸钠(8mg/L)+碘化钾(8mg/L)。     

化学气相沉积法制取异型钨制品研究

采用化学气相沉积的方法,以WF6和H2为原料,通过气相反应成功地沉积出多种异型致密钨制品。实验结果表明：沉积层显微组织呈柱晶沿(200)晶面择向生长,具有高纯度(>99.8%),高致密度( >19.2 g/cm3),沉积速度可达2～3 mm/h．采用化学气相沉积法制备钨制品,设备简单,工艺稳定可靠,且制品质量较高,特别适合于异型制品的制备,是一种具有广泛应用前景的钨制品制备方法。     

钨丝/非晶复合材料的冲击性能研究

对钨丝增强锆基非晶复合材料在不同温度下的冲击性能进行试验,研究钨丝非晶复合材料的断裂方式,与钨合金比较两者不同的断口形貌。结果表明,钨丝/非晶复合材料冲击韧性低于钨合金,但其受低温影响较小,在-40℃下的冲击功和常温相比基本不变。冲击断口主要有钨丝和非晶基体的剥离,非晶基体的断裂,钨丝的断裂(其中钨丝在横向断裂时有时伴有纵向裂纹)3种断裂方式。     

高冲击压力下93W合金的位错亚结构及其硬化特征

采用宏观与显微硬度测量及位错亚结构观察分析相结合的方法对 93W合金真空退火处理态材料在爆炸冲击作用下的硬度变化及其机理进行了研究。发现 ,随着冲击压力的提高存在着一个由冲击硬化到软化的转化压力。该转化现象被位错亚结构随冲击压力的演化所证实。分析表明 ,在爆炸冲击下 ,材料剧烈的塑性变形效应在压力较低时应变硬化占主导地位 ,高冲击压力时塑性功转化为热所引起的温升 ,以及钨颗粒内部新相析出是导致合金软化的根本原因