AlxCrFeNi3Ti0.3高熵合金的微观组织、力学和摩擦学性能研究

为给Al_xCrFeNi₃Ti_0.3高熵合金在摩擦磨损领域的应用提供技术支撑和理论支持,利用电弧熔炼技术制备了Al_xCrFeNi₃Ti_0.3高熵合金,通过X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦试验机、万能试验机、三维轮廊仪、扫描电镜等研究了不同Al含量对高熵合金组织、力学与摩擦学性能的影响。结果表明：Al的加入使高熵合金由单一的FCC相转变为FCC和BCC两相共存,且两相均呈现出树枝晶结构。随着Al含量的增加,合金的密度降低,但合金的硬度、屈服强度和抗压强度显著增大,表现出优异的综合力学性能。Al的加入显著改善了高熵合金的耐磨性能,其中Al_1.2CrFeNi₃Ti_0.3高熵合金的室温耐磨性能较不含Al的高熵合金提高了约8倍,且合金的磨损机制由磨粒磨损转变为氧化磨损。其强度和硬度的提高以及磨损表面硬质氧化层的形成是合金耐磨性能改善的主要原因。     

离心辅助微模塑法制备Fe-Ni合金微流道

采用离心辅助微模塑方法,制备了Fe-Ni合金微流道。着重考察了分散剂含量和pH值对浆料分散性的影响,结果表明当分散剂含量为1.5wt%和pH=4时,Fe-Ni乙醇基浆料的分散性最好。用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制带有微结构的原始硅模板,在PDMS弹性模上采用离心注模方法进行浆料的微成形。最终制备出微结构完整、表面无裂纹、致密的Fe-Ni合金微流道,其最大线性收缩率为12.7%,致密度为97.3%,说明离心辅助微模塑法是一种可行的微器件制备方法。     

固体润滑剂在Ni-Cr合金／Si3N4摩擦副界面的转移行为与摩擦学研究

考察了Ni-Cr-CaF2，Ni-Cr-PbO合金分别与Si3N4配副下的摩擦学性能，运用扫描电镜分析了固体润滑剂在Ni-Cr合金／Si3N4摩擦副界面的转移行为。结果表明，转移膜中CaF2的存在有利于在Si3N4陶瓷上形成有效的转移膜，但是CaF2未在摩擦界面优先转移，而软金属Pb与Si3N4陶瓷的润湿较差，不能存Si3N4陶瓷上形成软金属Pb的完整转移膜。     

MoSi2基复合材料的摩擦学行为

采用热压烧结工艺,制备了TiC、TiCN和TiB2增强的MoSi2基复合材料.考察了MoSi2基复合材料的力学性能和摩擦学性能,采用扫描电子显微镜观察了复合材料的磨损表面形貌.结果表明MoSi2-TiB2显示出了良好的烧结性能;第2相陶瓷的加入明显地提高了MoSi2的力学性能和摩擦学性能,其中MoSi2-TiC尤为明显.MoSi2磨损表面粗糙,并伴有一些微裂纹;MoSi2-TiC和MoSi2-TiCN磨损表面存在微犁削现象及一些剥落坑;MoSi2-TiB2磨损机制为轻微的磨粒磨损.     

电接触烧结增强NiCr-Cr3C2涂层的显微组织和摩擦磨损行为研究

目的在等离子喷涂的基础上,采用电接触烧结技术制备具有良好摩擦学性能的Ni Cr-Cr_3C_2涂层。方法采用等离子喷涂工艺将NiCr-Cr_3C_2涂层预置到GH4169合金试件表面,再经过电接触烧结工艺制备增强涂层。利用OM、SEM、XRD及EDS研究耐磨层的物相、显微组织及化学组成特征,并采用球盘式摩擦磨损试验机对涂层的摩擦学行为进行评价。结果通过电接触烧结过程中的瞬时热效应,促进了NiCr-Cr_3C_2等离子喷涂层界面的塑性变形及热扩散,使涂层的孔隙率由5%降到2%,结合强度由46MPa提升到210 MPa。在400℃和600℃时,摩擦表面可形成完整的摩擦层,共晶氟化物组分使涂层摩擦系数由室温至400℃条件下的0.8降低到600℃条件下的0.45。涂层在600℃条件下表现出氧化磨损的特征。结论电接触烧结工艺能实现等离子喷涂Ni Cr-Cr_3C_2涂层的性能增强,获得较高结合强度、较低孔隙率和摩擦系数,在600℃条件下表现出较好的摩擦磨损性能。     

几种自润滑镍基合金显微组织的研究

由于自润滑镍基合金提供的转移膜润滑，明显改善了镍基合金／陶瓷配副的高温摩擦学性能，因此镍基合金／陶瓷摩擦副在热动力机械系统中显示了良好的应用前景。自润滑镍基合金必须在高温下制备，固体润滑剂可能与基体发生固相反应，从而引起润滑剂的失效以及材料显微组织的改变，但是目前关于自润滑镍基合金显微组织的研究还有待于进一步深入。     

MoNbTaTiW难熔高熵合金表面硅化物涂层的制备与抗氧化机理

解决难熔高熵合金在高温下的抗氧化问题是其应用于工程的前提,在难熔金属表面制备抗氧化涂层是提高其抗氧化性能的有效途径。采用料浆熔烧法在MoNbTaTiW难熔高熵合金表面制备复杂硅化物抗氧化涂层（Si-20Cr-20Fe）,利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等研究原始硅化物涂层及其在1 300℃氧化后的显微结构、物相和成分,探讨Si, Fe, Cr在涂层中的扩散规律和涂层的抗氧化机理。结果显示：熔烧后的原始硅化物涂层由金属与硅反应生成的二硅化物、5/3硅化物和三元硅化物Cr₄Nb₂Si₅组成,硅化物涂层与基体之间形成了良好的扩散反应界面。1 300℃氧化后,Si, Fe, Cr 3种元素向基体扩散,扩散反应界面向基体方向移动,涂层厚度增加,扩散反应界面的结构与成分与原始复杂硅化物涂层的无显著差别。氧化后涂层表面形成了由CrNbO₄,SiO₂,WO₃和Fe₂SiO₄组成的无裂纹致密氧化物层,...