连续物理气相沉积带钢涂镀研究进展与应用现状

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作者 赵兴源 刘昕 +4 位作者 刘秋元 邱肖盼 张子月 江社明 张启富 《材料导报》 北大核心 2025年第2期147-155,共9页

随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需... 随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需求。物理气相沉积技术通过真空镀膜方式解决了新一代高强钢电镀和热浸镀的现存难题,优异的表面质量、强附着力、广泛的镀料选择和环保特性使其成为下一代表面工程技术的重要发展方向。本文综述了PVD在带钢涂镀领域替代传统带钢防腐镀层技术(如电镀锌和热镀锌)的应用及发展前景,特别关注了PVD的热蒸发方法、带钢连续PVD涂镀的发展历史、研究进展及其在工业应用中的现状,最后展望了带钢连续PVD镀层技术未来的研究方向。 展开更多

关键词 物理气相沉积 带钢涂镀 锌及锌合金 耐腐蚀性

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全光谱碳基陶瓷纤维及其在海水淡化中的应用 被引量：1

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作者 邱肖盼 席玉林 朱景帅 《南方能源建设》 2024年第2期198-207,共10页

[目的]为了缓解环境污染及淡水短缺等全球性问题,提出了一种将绿色可再生太阳能转换为热能用于海水淡化的环保技术,设计了一种具有全光谱吸收能力的新型纤维膜蒸发器。[方法]首先,采用静电纺丝工艺制备纳米级C@TiO_(2)纤维膜生坯,随后在... [目的]为了缓解环境污染及淡水短缺等全球性问题,提出了一种将绿色可再生太阳能转换为热能用于海水淡化的环保技术,设计了一种具有全光谱吸收能力的新型纤维膜蒸发器。[方法]首先,采用静电纺丝工艺制备纳米级C@TiO_(2)纤维膜生坯,随后在800℃原位碳热还原2 h制备了深黑色的碳基陶瓷C@Ti_(4)O_(7)光热转换材料。[结果]研究结果表明:由于C元素和Ti3+的掺杂以及氧空位缺陷的存在,C@Ti_(4)O_(7)纤维膜具有远低于W-TiO_(2)的带隙,能够很好地吸收波长在200~2500 nm的太阳光。当光照强度为1kW/m^(2)时,C@Ti_(4)O_(7)纤维膜表面温度能够快速上升至74.55℃,漂浮在空气-海水界面处能够使海水的蒸发速率达到1.55 kg/(m^(2)·h),其光热转换效率高达90.68%。当光照强度为5 kW/m^(2)时,蒸发器能够产生高达460 mV的电信号,而且可在NaCl质量分数为10%的模拟海水中连续工作30 d且表面不结盐。[结论]因此,采用碳基陶瓷C@Ti_(4)O_(7)作为太阳能驱动界面蒸发器的光热转换材料不仅具有高效的光热转换效率,而且有利于大规模扩展,在海水淡化领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 界面蒸发 光热转换 Ti_(4)O_(7) 海水淡化 水伏发电

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宽光谱共轭小分子在太阳能海水淡化与热电发电中的应用

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作者 朱景帅 邱肖盼 《南方能源建设》 2024年第4期23-30,共8页

[目的]为解决太阳能海水淡化器件成本高、制备工艺复杂的难题,选择具有重量轻、成本低、合成及提纯工艺简单等优点的有机小分子光热材料作为太阳能吸收材料。[方法]利用1种有机共轭小分子Y6,与低成本的纤维素纸结合,制备了在350~1 000 n... [目的]为解决太阳能海水淡化器件成本高、制备工艺复杂的难题,选择具有重量轻、成本低、合成及提纯工艺简单等优点的有机小分子光热材料作为太阳能吸收材料。[方法]利用1种有机共轭小分子Y6,与低成本的纤维素纸结合,制备了在350~1 000 nm范围内宽光谱吸收的高光热转换性能的Janus结构水蒸发器。[结果]蒸发器的下表面具有高效的水粘附性,利于高速集水,而蒸发器的上表面具有拒水性,能够达到理想的自漂浮能力。并且每3.14cm^(2)的器件仅需0.5 mg光热材料就能实现超过70℃的温度,节约用料优势明显。[结论]在1.0 kW/m^(2)太阳光辐照下,基于Y6的蒸发器的光热能量转换效率为64.4%,蒸发速率高达1.13 kg/(m^(2)·h),明显高于对照的纤维素纸蒸发器。经过太阳能蒸发脱盐后,得到的纯化水的离子浓度相比于初始的模拟海水显著降低4~6个数量级。该蒸发器与热电器件集成,在1.0 kW/m^(2)太阳光照射下,蒸发速率达到1.02 kg/(m^(2)·h),同时还产生了55 mV的输出电压。研究结果表明,基于有机小分子Y6的太阳能蒸发器,在光热水净化和热电发电协同作用方面具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 太阳能利用 光热材料 有机共轭小分子 海水淡化 热电发电

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加热温度对镀锌热成形钢镀层裂纹的影响 被引量：7

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作者 李学涛 张杰 +3 位作者 邱肖盼 江社明 张启富 滕华湘 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期208-211,共4页

利用扫描电镜（SEM）及附带能谱仪系统（EDS）,对镀锌热成形钢不同加热温度热冲压后裂纹形貌与结构进行了研究。结果表明：随着加热温度的提高,镀层中Fe含量升高;由于Γ相的存在,加热温度850℃后热成形,镀层中存在部分扩展至基体的裂纹;... 利用扫描电镜（SEM）及附带能谱仪系统（EDS）,对镀锌热成形钢不同加热温度热冲压后裂纹形貌与结构进行了研究。结果表明：随着加热温度的提高,镀层中Fe含量升高;由于Γ相的存在,加热温度850℃后热成形,镀层中存在部分扩展至基体的裂纹;900℃或950℃加热后,镀层中不存在Γ相,热成形获得的镀层质量较好,未出现扩展至基体的LMIE裂纹;提高加热温度可以降低LMIE裂纹的出现。 展开更多

关键词 加热温度 锌基镀层 热成形钢 裂纹

原文传递

冲压温度对镀锌22MnB5钢板镀层中裂纹的影响 被引量：7

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作者 邱肖盼 张杰 +4 位作者 江社明 张启富 孙世清 滕华湘 李学涛 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2018年第4期302-306,322,共6页

利用扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱仪系统(EDS),对在不同冲压温度下热成形后镀锌22MnB5钢板镀层中产生的裂纹进行了研究。结果表明:对钢板进行900℃保温5min的均匀奥氏体化能够有效提高镀层中的Fe含量,使镀层中的液态Zn在热冲压后转变... 利用扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱仪系统(EDS),对在不同冲压温度下热成形后镀锌22MnB5钢板镀层中产生的裂纹进行了研究。结果表明:对钢板进行900℃保温5min的均匀奥氏体化能够有效提高镀层中的Fe含量,使镀层中的液态Zn在热冲压后转变为固态的α-Fe(Zn)相,避免高温冲压时出现由液态金属导致的脆性(LMIE)裂纹;冲压后镀层中Zn含量为25%~30%(原子分数),能够为基体提供良好的阴极保护作用;冲压温度在Γ相熔点(782℃)以下时有利于减少镀层中的LMIE裂纹。 展开更多

关键词 热成形钢 冲压温度 锌镀层 液态金属导致脆性(LMIE)

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预合金化处理对22MnB5热成型钢镀层组织成分的影响 被引量：7

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作者 张强 刘家鹏 +2 位作者 邱肖盼 尉念伦 孙世清 《河北科技大学学报》 CAS 2017年第3期291-297,共7页

在热成型钢上施加镀层,可有效避免其在热成型工艺中出现表面氧化、脱碳等缺陷,使成型后工件具有一定程度的抗腐蚀能力,研究了22MnB5热成型钢镀Zn层在升温过程中的微观组织结构变化和热处理工艺对镀层组织、性能的影响,对镀锌22MnB5钢进... 在热成型钢上施加镀层,可有效避免其在热成型工艺中出现表面氧化、脱碳等缺陷,使成型后工件具有一定程度的抗腐蚀能力,研究了22MnB5热成型钢镀Zn层在升温过程中的微观组织结构变化和热处理工艺对镀层组织、性能的影响,对镀锌22MnB5钢进行不同的预合金化+相同的奥氏体化处理后,采用扫描电镜、能谱仪和辉光光谱分析仪对其镀层形貌、微观结构和组成成分进行了分析。其结果表明,在预合金化时间相同的情况下,随着温度上升,镀层由开始的ζ相、δ相、Γ_1相和Γ相互相掺杂逐渐转变为以Γ相为主;在预合金化温度相同的情况下,随着预合金化处理时间的延长,镀层中的Zn含量逐渐减少,Fe含量持续增加;在经过奥氏体化处理后镀层中Fe含量可达到88%左右,Zn含量可达到8%左右,镀层几乎全部为α-Fe(Zn),只在表面存在少量Γ相,镀层厚度在12μm左右;预合金化工艺为550℃保温30min、奥氏体化工艺为920℃保温4min时能得到质量较好的镀层。此结果对于发展新型含镀层热成型钢板具有重要参考价值。 展开更多

关键词 相图与相变 热成型钢 预合金化处理 锌基镀层 Zn-Fe相 Г相

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保温时间对镀锌热成形钢镀层组织及裂纹的影响 被引量：4

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作者 李学涛 邱肖盼 +3 位作者 张杰 江社明 张启富 滕华湘 《热加工工艺》 北大核心 2020年第22期156-158,161,共4页

利用扫描电镜(SEM)及附带能谱仪系统(EDS),对镀锌热成形钢900℃保温不同时间后740℃热冲压所得镀层的组织成分与裂纹的形貌进行了研究。结果表明,保温2.5 min热成形后镀层主要由Γ相和α-Fe(Zn)组成,热成形时会产生扩展至基体的裂纹;随... 利用扫描电镜(SEM)及附带能谱仪系统(EDS),对镀锌热成形钢900℃保温不同时间后740℃热冲压所得镀层的组织成分与裂纹的形貌进行了研究。结果表明,保温2.5 min热成形后镀层主要由Γ相和α-Fe(Zn)组成,热成形时会产生扩展至基体的裂纹;随着保温时间的延长,热成形后镀层中的Fe含量逐渐增加,保温5、7.5 min热成形后,镀层组织为α-Fe(Zn),镀层中Fe含量超过70at%,在热冲压时可以有效减少LMIE裂纹的产生。 展开更多

关键词 纯锌镀层 保温时间 热成形钢 裂纹

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Mg含量对真空蒸镀Zn-Mg镀层耐蚀性的影响 被引量：2

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作者 邱肖盼 刘秋元 +2 位作者 刘昕 江社明 张启富 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2020年第11期50-55,共6页

采用盐雾试验及电化学方法等对真空蒸镀Zn-Mg合金镀层的显微组织及耐蚀性进行了研究。结果表明,Mg的质量分数为4.5%时,Zn-Mg合金镀层具有较好的耐蚀性,此镀层经过720h盐雾试验后仍未出现红锈,耐蚀性至少是纯Zn镀层的9倍。XRD结果表明Zn... 采用盐雾试验及电化学方法等对真空蒸镀Zn-Mg合金镀层的显微组织及耐蚀性进行了研究。结果表明,Mg的质量分数为4.5%时,Zn-Mg合金镀层具有较好的耐蚀性,此镀层经过720h盐雾试验后仍未出现红锈,耐蚀性至少是纯Zn镀层的9倍。XRD结果表明Zn-Mg合金镀层中存在能够提高耐蚀性的MgZn2相和Mg2Zn(11)相,其经过盐雾腐蚀后的腐蚀产物主要为氧化锌(ZnO)、碱式氯化锌[Zn5(OH)8Cl2·H2O]、碱式碳酸锌[Zn4CO3(OH)6·H2O]和Zn5(CO3)2(OH)6等。Zn5(OH)8Cl2·H2O致密且绝缘性好,能抑制阴极反应和疏松ZnO的形成,从而使得Zn-Mg合金镀层具有优异的耐蚀性。 展开更多

关键词 锌镁合金镀层 真空镀 蒸镀 耐蚀性

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真空蒸镀制备Zn-Mg镀层的研究进展 被引量：1

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作者 刘昕 邱肖盼 +2 位作者 江社明 张建 张启富 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期133-137,共5页

锌镁合金镀层是目前解决锌资源溃乏、适应高环保要求的一种镀层产品,是升级换代的智能镀层材料,其中真空蒸镀是目前生产锌镁合金镀层的主流生产工艺。主要介绍了真空蒸镀制备Zn-Mg镀层的研究进展,以促进对这种耐蚀性能优良镀层的深入了解。

关键词 镀层 耐腐蚀 真空镀 蒸镀 锌镁镀层

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退火工艺对真空蒸镀Zn-Mg镀层耐蚀性的影响 被引量：1

10

作者 邱肖盼 刘昕 +2 位作者 刘秋元 江社明 张启富 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期460-465,共6页

为了研究不同的合金化退火工艺对真空蒸镀Zn-Mg合金镀层耐蚀性的影响,通过酸性盐雾试验、Na2SO4全浸泡腐蚀试验及电化学腐蚀试验对镀层的腐蚀特性进行了研究,并采用X射线衍射对腐蚀前后的相组成进行了分析。研究结果表明,真空蒸镀Mg层后... 为了研究不同的合金化退火工艺对真空蒸镀Zn-Mg合金镀层耐蚀性的影响,通过酸性盐雾试验、Na2SO4全浸泡腐蚀试验及电化学腐蚀试验对镀层的腐蚀特性进行了研究,并采用X射线衍射对腐蚀前后的相组成进行了分析。研究结果表明,真空蒸镀Mg层后,合金化退火工艺为410℃保温30 s时所得镀层的耐蚀性较好,在全浸腐蚀试验中,其耐蚀性约是纯Zn镀层的40倍。另外,合金化退火后在锌镁界面形成的共晶MgZn2相和Mg2Zn11相有利于提高镀层的耐蚀性,Zn-Mg合金镀层在盐雾试验后生成的腐蚀产物所含组分的种类与纯Zn镀层的相似,主要由致密的碱式氯化锌[Zn5(OH)8Cl2·H2O]、碱式碳酸锌[Zn4CO3(OH)6·H2O]、Zn5(CO3)2(OH)6和少量的ZnO等构成。 展开更多

关键词 真空蒸镀 Zn-Mg合金 退火工艺 耐蚀性

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预合金化温度对22MnB5锌基镀层组织和成分的影响

11

作者 邱肖盼 张杰 +4 位作者 李远鹏 江社明 孙世清 滕华湘 李学涛 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期134-139,共6页

采用扫描电镜及附属EDS能谱仪研究了不同预合金化温度对热成形钢22MnB5锌基镀层形貌及组织成分的影响规律。结果表明,在相同的预合金化时间下,随着温度的升高,镀层组成由开始时的ζ相、δ相和Γ相逐渐转变为只有Γ相;镀层中的Fe含量逐... 采用扫描电镜及附属EDS能谱仪研究了不同预合金化温度对热成形钢22MnB5锌基镀层形貌及组织成分的影响规律。结果表明,在相同的预合金化时间下,随着温度的升高,镀层组成由开始时的ζ相、δ相和Γ相逐渐转变为只有Γ相;镀层中的Fe含量逐渐增加,Zn含量逐渐减少,最终镀层中的Fe含量可达80%~90%,而Zn含量最高可达到25%以上;预合金化工艺为600℃保温10 min,奥氏体化工艺为900℃保温5 min时能得到质量较好的镀层;试样在奥氏体化之后,镀层表面为ZnO和Al_2O_3,镀层中的组织几乎全部为α-Fe(Zn),只在表层有极少的Г相。 展开更多

关键词 预合金化 22MnB5 锌基镀层 Zn-Fe相

原文传递

基板温度对真空热蒸发沉积纯锌镀层组织性能的影响

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作者 邱肖盼 刘昕 +2 位作者 江社明 蒋光锐 张启富 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期946-951,共6页

通过真空热蒸发技术沉积得到一种耗锌量少且性能良好的锌镀层,研究了不同基板温度对所得锌镀层组织形貌、微观结构、腐蚀行为和附着力的影响。结果表明,当基底温度低于100℃时,镀层中存在排列紧密的柱状晶,当基板温度超过150℃后,镀层... 通过真空热蒸发技术沉积得到一种耗锌量少且性能良好的锌镀层,研究了不同基板温度对所得锌镀层组织形貌、微观结构、腐蚀行为和附着力的影响。结果表明,当基底温度低于100℃时,镀层中存在排列紧密的柱状晶,当基板温度超过150℃后,镀层的微观结构发生明显变化。随着基板温度的升高,镀层表面电子转移的阻抗降低,基板温度为100℃时所得镀层的自腐蚀电位较正。随着基板温度的升高,镀层的附着力呈现先降低后增强的趋势,在25℃和50℃下沉积的镀层试样以及GI镀层试样中出现较为明显的镀层剥离现象。 展开更多

关键词 基板温度 锌镀层 耐蚀性 附着力

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新型双弹簧悬架耦合振动特性及应用

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作者 邱肖盼 席玉林 《汽车科技》 2018年第4期63-67,共5页

操稳性和平顺性是评价汽车性能的两个重要指标,分析研究表明,操稳性主要源于悬架对车身扰动的响应,响应越小,操稳性越好;平顺性主要源于悬架对路面激励的响应,响应越充分,平顺性越好。传统的单弹簧悬架对扰动和激励只能进行单一响应,无... 操稳性和平顺性是评价汽车性能的两个重要指标,分析研究表明,操稳性主要源于悬架对车身扰动的响应,响应越小,操稳性越好;平顺性主要源于悬架对路面激励的响应,响应越充分,平顺性越好。传统的单弹簧悬架对扰动和激励只能进行单一响应,无法同时提高车辆的操稳性和平顺性;新型双弹簧悬架对扰动采用不响应的设计,对激励进行充分响应的同时还可以保持底盘的平衡,其操稳性和平顺性远超过传统单弹簧悬架。本文结合双弹簧悬架的耦合振动进行分析,在提高车辆操稳性的同时,找到提高平顺性的参数范围和设计方法。 展开更多

关键词 扰动 激励 耦合振动 操稳性 平顺性

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基于第一性原理的锌镁合金相计算

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作者 李士明 张启富 +2 位作者 邱肖盼 张子月 仲海峰 《材料保护》 CAS CSCD 2022年第S01期9-12,26,共5页

基于密度泛函理论(DFT),运用Materials Studio软件中的CASTEP模块,基于通过优化结构计算了物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)制备的Zn-Mg合金镀层中最重要的MgZn_(2)和Mg_(2)Zn_(11)相的形成焓、结合能、弹性常数以及硬度... 基于密度泛函理论(DFT),运用Materials Studio软件中的CASTEP模块,基于通过优化结构计算了物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)制备的Zn-Mg合金镀层中最重要的MgZn_(2)和Mg_(2)Zn_(11)相的形成焓、结合能、弹性常数以及硬度等性质。结果表明:MgZn_(2)相能够稳定存在,具有比Mg_(2)Zn_(11)相高的结构稳定性、弹性性能及硬度。 展开更多

关键词 Zn-Mg金属间相 相结构 稳定性 弹性性质 第一性原理

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自动平衡悬架的受力分析及模型验证

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作者 席玉林 邱肖盼 《汽车零部件》 2018年第2期29-33,共5页

悬架是影响汽车乘坐舒适性和操作稳定性的重要装置。在普通的悬架设计中,乘坐舒适性和操作稳定性是两个不可调和的矛盾,即使在高配置车辆中采用可以根据需求自动调节减震器阻尼的主动悬挂,也不过是权宜之计,并没有从根本上解决问题。结... 悬架是影响汽车乘坐舒适性和操作稳定性的重要装置。在普通的悬架设计中,乘坐舒适性和操作稳定性是两个不可调和的矛盾,即使在高配置车辆中采用可以根据需求自动调节减震器阻尼的主动悬挂,也不过是权宜之计,并没有从根本上解决问题。结合实物模型介绍双弹簧自动平衡悬架的技术原理和实验验证,通过弹簧背压自动保持车身平衡,不仅可以同时提高车辆的乘坐舒适性和操作稳定性,还具有低成本和长寿命的优点。 展开更多

关键词 悬架 双弹簧 背压 自动平衡 主动干扰 被动干扰

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预合金化时间对热成形钢锌基镀层组织和成分的影响 被引量：6

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作者 于武刚 邱肖盼 +3 位作者 张杰 江社明 杨慧宇 张启富 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期84-88,共5页

利用扫描电子显微镜及附属EDS能谱仪研究了不同预合金化时间对热成形钢22MnB5锌基镀层组织形貌及成分分布的影响规律。结果表明,试样在加热之后,镀层表面氧化物主要为ZnO和Al_2O_3;在550℃预合金化时,随着时间的延长,基体中的铁逐渐向... 利用扫描电子显微镜及附属EDS能谱仪研究了不同预合金化时间对热成形钢22MnB5锌基镀层组织形貌及成分分布的影响规律。结果表明,试样在加热之后,镀层表面氧化物主要为ZnO和Al_2O_3;在550℃预合金化时,随着时间的延长,基体中的铁逐渐向镀层中扩散,镀层组成由η相、ζ相、δ相和Γ相逐渐转变为只有Γ相;奥氏体化之后,镀层中的组织几乎全部为α-Fe(Zn),只在表面有极少的Г相;预合金化保温时间为30 min时,在900℃保温5 min奥氏体化后能得到质量较好的镀层。 展开更多

关键词 预合金化 热成形 22MnB5 锌基镀层 Zn-Fe相

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镁含量对无压浸渗SiC/Al复合材料性能的影响 被引量：2

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作者 刘秋元 王峰 +3 位作者 邱肖盼 贺智勇 张启富 谢志鹏 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期818-823,共6页

以SiC粉及铝合金(3%Mg(质量分数)、5%Mg、7%Mg、10%Mg)为主要原料,采用无压浸渗工艺制备得到了SiC/Al复合材料。表征了SiC/Al复合材料的物相组成、显微结构、力学性能及热导率,研究了合金中Mg含量对SiC/Al复合材料结构组成、力学及热学... 以SiC粉及铝合金(3%Mg(质量分数)、5%Mg、7%Mg、10%Mg)为主要原料,采用无压浸渗工艺制备得到了SiC/Al复合材料。表征了SiC/Al复合材料的物相组成、显微结构、力学性能及热导率,研究了合金中Mg含量对SiC/Al复合材料结构组成、力学及热学性能的影响。结果表明:制备得到的SiC/Al复合材料主晶相均为SiC与Al。适量Mg的引入有助于改善铝合金与SiC颗粒间的浸渗性能,能有效促进SiC/Al复合材料的界面反应。其中引入5%Mg样品的显微结构较为致密,综合性能较优,其气孔率为0.13%,体积密度为2.94 g/cm3,抗弯强度为(366.36±14.37)MPa,断裂韧性为(9.2±0.27)MPa·m1/2,热导率为178.81 W/(m·K)。 展开更多

关键词 铝基碳化硅复合材料 无压浸渗 结构组成 性能

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