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电解液添加剂对铝锡铜合金表面微弧氧化陶瓷层的制备和结合强度的影响
1
作者 刘勇 张子钰 +3 位作者 付景国 刘学 晁海彬 马春生 《表面技术》 北大核心 2025年第5期265-275,共11页
目的满足内燃机技术不断进步对轴瓦材料提出的耐更高负荷、更长使用寿命的需求,推动铝锡铜合金表面微弧氧化表面处理技术的推广应用。方法采用恒压模式,选择碳酸钠和钨酸钠作为微弧氧化电解液添加剂,首先探究碳酸钠浓度对微弧氧化陶瓷... 目的满足内燃机技术不断进步对轴瓦材料提出的耐更高负荷、更长使用寿命的需求,推动铝锡铜合金表面微弧氧化表面处理技术的推广应用。方法采用恒压模式,选择碳酸钠和钨酸钠作为微弧氧化电解液添加剂,首先探究碳酸钠浓度对微弧氧化陶瓷层的生长过程、基本特征指标和结合强度的影响,然后以碳酸钠浓度优化结果为基础,进一步分析钨酸钠浓度对微弧氧化陶瓷层的影响。利用微弧氧化电源自带的软件采集反应中的电流数据;利用扫描电镜表征陶瓷层的微观形貌和厚度;通过ImageJ软件分析陶瓷层表面孔隙率和平均孔径;利用光学轮廓仪表征陶瓷层表面粗糙度;通过划痕试验对陶瓷层结合强度进行测试;利用显微维氏硬度计测量陶瓷层硬度;利用X射线衍射仪分析陶瓷层的物相组成;通过X射线法分析陶瓷层的应力状态;利用微纳米力学测试系统对陶瓷层弹性模量进行分析。结果碳酸钠和钨酸钠均对微弧氧化反应过程产生一定的影响。随着浓度的升高,陶瓷层厚度、表面粗糙度逐渐增加,但表面微观形貌、孔隙率和平均孔径变化不显著。碳酸钠对陶瓷层结合强度影响较小,但钨酸钠浓度的变化使得陶瓷层结合强度呈现先增加后减小的变化趋势。结论碳酸钠质量浓度为10 g/L、钨酸钠质量浓度为4 g/L时制备得到的微弧氧化陶瓷层因具有较好的结合状态和较低的平均晶粒尺寸、弹性模量和表面应力展示出较高的结合强度。 展开更多
关键词 铝锡铜合金 微弧氧化 结合强度 添加剂 碳酸钠 钨酸钠
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长时服役乙烯裂解炉管的环境致裂行为
2
作者 黄毓晖 王楠 +1 位作者 李锐 展益彬 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第1期46-52,57,共8页
针对某长期服役状态下乙烯裂解炉辐射段出口处炉管的开裂行为,通过化学成分分析、微观组织、显微硬度分析、扫描电镜、能谱分析及纳米压痕等方法进行失效分析。结果表明:环境因素(高温氧化和渗碳)与材料相互作用造成了氧化层剥落和晶界... 针对某长期服役状态下乙烯裂解炉辐射段出口处炉管的开裂行为,通过化学成分分析、微观组织、显微硬度分析、扫描电镜、能谱分析及纳米压痕等方法进行失效分析。结果表明:环境因素(高温氧化和渗碳)与材料相互作用造成了氧化层剥落和晶界弱化,从而增大了晶界的硬度与脆性,产生沿晶开裂。结合失效分析结果,为实际炉管的生产提供指导性建议。 展开更多
关键词 乙烯裂解炉管 失效分析 氧化 渗碳 环境致裂
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海洋工业大气环境下输电线路塔材腐蚀行为及力学性能研究
3
作者 李航 李新梅 +2 位作者 杨现臣 张泽疆 杨定力 《表面技术》 北大核心 2025年第2期87-95,共9页
目的研究Q345钢和SQ420NH钢在模拟海洋工业大气环境下的腐蚀动力学规律、锈层演化规律和力学性能退化规律,着重对比探讨两种低合金钢在腐蚀规律方面表现出的差异性。方法采用干/湿交替循环盐雾腐蚀试验模拟海洋工业大气环境,通过扫描电... 目的研究Q345钢和SQ420NH钢在模拟海洋工业大气环境下的腐蚀动力学规律、锈层演化规律和力学性能退化规律,着重对比探讨两种低合金钢在腐蚀规律方面表现出的差异性。方法采用干/湿交替循环盐雾腐蚀试验模拟海洋工业大气环境,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学测试和电子万能试验机等手段,分析总结低合金钢加速腐蚀行为规律和腐蚀机理。结果两种低合金钢腐蚀动力学均符合幂函数规律,腐蚀后期SQ420NH钢腐蚀深度显著低于Q345钢。Q345钢表面锈层疏松多孔,腐蚀中期有裂纹、孔洞产生,而SQ420NH钢中后期表面锈层则整体较为致密均匀。两种低合金钢腐蚀产物都以α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)为主,各腐蚀产物相对含量随腐蚀周期变化而有所差异。随着腐蚀周期的延长,Q345钢和SQ420NH钢表面锈层不断增厚,引起低合金钢塔材强度和塑性下降,低合金钢强度退化大小与锈层累积厚度呈负相关关系。腐蚀加快裂纹扩展,使腐蚀位置出现随机性。结论干/湿交替循环盐雾腐蚀试验加速效果明显,通过腐蚀动力学、表面锈层形貌及成分、力学性能等分析,能够对低合金钢腐蚀规律和腐蚀机理进行比较全面的表征,从而为海洋工业大气环境下输电杆塔防腐蚀设计和维护提供一定的参考。 展开更多
关键词 海洋工业大气 输电线路 低合金钢 腐蚀行为 锈层演化 力学性能
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不锈钢弯头的泄漏失效原因
4
作者 骆青业 陶然 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第1期120-124,共5页
某不锈钢氮气供气管路在使用过程中出现气体泄漏现象,初步检查确认这是由弯头焊缝热影响区腐蚀穿孔引起的。通过宏观观察、理化检测、扫描电镜观察以及能谱分析等检测方法对泄漏原因进行分析。结果表明,焊缝内外表面含有S、Cl等元素,弯... 某不锈钢氮气供气管路在使用过程中出现气体泄漏现象,初步检查确认这是由弯头焊缝热影响区腐蚀穿孔引起的。通过宏观观察、理化检测、扫描电镜观察以及能谱分析等检测方法对泄漏原因进行分析。结果表明,焊缝内外表面含有S、Cl等元素,弯头热影响区存在晶间腐蚀与点蚀。焊接过程工艺参数控制不当,弯头热影响区发生敏化现象引起了晶间腐蚀。管路制作过程中酸洗钝化又加剧了不锈钢晶间腐蚀,在一些危害元素的作用下不锈钢弯头发生孔蚀泄漏。为了保证系统安全运行,提出了相应的改进措施。 展开更多
关键词 不锈钢弯头 泄漏 晶间腐蚀 点蚀
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基底偏压对电弧/磁控复合技术制备CrAlN耐磨涂层性能的影响规律
5
作者 牛晓燕 刘明泽 +2 位作者 董国强 王玉江 田浩亮 《工程科学学报》 EI 北大核心 2025年第2期296-306,共11页
利用中频磁控溅射与电弧离子镀复合沉积技术在不锈钢基体上沉积CrAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压痕测试、划痕测试以及摩擦磨损试验等手段,系统地研究了基底偏压对CrAlN涂层微观形貌、力学性能及... 利用中频磁控溅射与电弧离子镀复合沉积技术在不锈钢基体上沉积CrAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压痕测试、划痕测试以及摩擦磨损试验等手段,系统地研究了基底偏压对CrAlN涂层微观形貌、力学性能及摩擦磨损性能的影响.随着基底偏压的增大,涂层表面经历了由较为粗糙的孔洞、大颗粒向平滑的形态演变.在-30 V基底偏压下(绝对值表示大小)制备的涂层表现出多个强衍射峰;-60 V偏压下,涂层沿(200)晶面方向择优生长.过高的基底偏压(-150 V)加剧了沉积过程中的二次溅射效应,导致涂层沉积速率降低,并出现晶格松弛和重结晶现象.此外,随着基底偏压的增加,涂层的硬度和弹性模量均呈先增加后减少趋势.在-60 V基底偏压下,涂层表现出较低的磨损率,而较高偏压下的涂层磨损机制转变为严重的磨粒磨损,涂层磨损严重.通过调控基底偏压,可以有效优化CrAlN涂层的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能.在-60 V基底偏压下制备的CrAlN涂层展现出优异的力学性能和耐磨性,为实际应用中提升涂层性能提供了重要的理论和实验依据. 展开更多
关键词 电弧/磁控复合沉积技术 CrAlN涂层 基底偏压 微观结构 力学性能 摩擦学性能
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表面活性剂对电镀锌-铟合金性能的影响
6
作者 邹忠利 李洋 +2 位作者 单玺畅 米志娟 张旭 《表面技术》 北大核心 2025年第2期137-147,共11页
目的研究表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与聚乙二醇2000(PEG)对Zn-In合金镀层性能的影响。方法采用单因素试验确定了CTAB与PEG的含量,使用响应曲面法建立耐蚀性能测试参数与表面活性剂含量之间的数学模型。实验采用线性电位扫描... 目的研究表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与聚乙二醇2000(PEG)对Zn-In合金镀层性能的影响。方法采用单因素试验确定了CTAB与PEG的含量,使用响应曲面法建立耐蚀性能测试参数与表面活性剂含量之间的数学模型。实验采用线性电位扫描,并采用维氏显微硬度仪,接触角测试仪、SEM、EDS和XRD对电镀锌-铟合金镀层的析氢行为、硬度、表面湿润性、表面形貌、元素种类以及物相组成进行表征。结果通过响应曲面法建立了耐腐蚀性能参数与CTAB和PEG含量之间的数学模型,获得复合表面活性剂组成,镀层的耐蚀性良好;接触角测试结果显示,未加添加剂的膜层表面湿润角为56°,优化后镀层表面湿润角仅为25°,具有较好的亲水性,且由于晶粒细化使试样硬度提升;镀层主要由Zn、In、C、O等元素组成,加入表面活性剂对镀层的影响不大,金属铟的生长晶面主要为(101)和(102)晶面。结论最佳添加复合表面活性剂的比例为CTAB0.33g/L,PEG0.87g/L,电镀液中添加表面活性剂后能够有效提升镀层耐腐蚀性能,有效抑制了析氢反应。 展开更多
关键词 Zn-In合金 表面活性剂 响应曲面法 恒电流沉积 耐蚀性
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公路边坡锚固用钢表面涂层的热处理与耐蚀耐磨性能
7
作者 耿城 晁铁彦 +1 位作者 葛玉伟 李辉 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第1期91-97,共7页
为了提升公路边坡锚固用钢的表面耐蚀和耐磨性能,采用化学镀和热处理相结合的方法在锚固用45#钢基体表面制备了Ni-B涂层,研究了热处理温度对表面涂层显微形貌、物相组成、疏水性、硬度、耐蚀和耐磨性能的影响。结果表明,250℃和350℃热... 为了提升公路边坡锚固用钢的表面耐蚀和耐磨性能,采用化学镀和热处理相结合的方法在锚固用45#钢基体表面制备了Ni-B涂层,研究了热处理温度对表面涂层显微形貌、物相组成、疏水性、硬度、耐蚀和耐磨性能的影响。结果表明,250℃和350℃热处理后涂层表面致密性提高,450℃热处理后涂层表面致密性降低,局部颗粒产生裂纹;热处理前和250℃热处理后锚固用钢表面涂层呈非晶态特征,升高热处理温度至350℃及以上时涂层主要由Fe、Ni_(2)B、Ni_(3)B和Ni_(4)B_(3)相组成,呈晶态特征;经过不同温度热处理后,锚固用钢表面涂层的硬度有不同程度增大,热处理温度为350℃时涂层的硬度最大(832 HV)。350℃热处理涂层的磨痕深度明显小于热处理前、250℃热处理和450℃热处理涂层,耐磨性较好;相较于热处理前锚固用钢表面涂层,350℃热处理涂层的腐蚀电位发生正向移动、腐蚀电流密度减小,450℃热处理涂层的腐蚀电位发生负向移动、腐蚀电流密度增大,350℃热处理涂层的耐蚀性最好。适宜的锚固用45#钢表面涂层的热处理温度为350℃,此时表面涂层的硬度最高,耐蚀和耐磨性最好。 展开更多
关键词 边坡锚固用钢 涂层 热处理 耐蚀 耐磨
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室内装饰用6063铝合金的表面改性与防腐性能研究
8
作者 曲泓颖 赵婉彤 李明超 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第1期98-104,共7页
为了提升室内装饰用6063铝合金的表面性能,采用化学刻蚀、阳极氧化和表面修饰相结合的方法对6063铝合金基体进行了表面改性处理。对比分析了化学刻蚀时间(0、1、3和5 min)对表面改性膜层显微形貌、润湿性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明... 为了提升室内装饰用6063铝合金的表面性能,采用化学刻蚀、阳极氧化和表面修饰相结合的方法对6063铝合金基体进行了表面改性处理。对比分析了化学刻蚀时间(0、1、3和5 min)对表面改性膜层显微形貌、润湿性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,化学刻蚀处理后会在6063铝合金基体表面形成形状不规则、尺寸不等的腐蚀坑,化学刻蚀处理后6063铝合金试样的表面粗糙度和与水滴的接触角都有所增加,且化学刻蚀时间越长、表面粗糙度越大,化学刻蚀3 min后试样与水滴的接触角达到151°。6063铝合金在化学刻蚀、阳极氧化和修饰处理后,十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷已成功自组装到阳极氧化膜表面形成硅烷膜。极化曲线和电化学阻抗谱的测试结果保持一致,即相较于未经化学刻蚀的试样,经过化学刻蚀处理后再进行阳极氧化和表面修饰处理的试样的耐蚀性能都会有所提高,且经过3 min化学刻蚀试样的耐蚀性能最好,适宜在室内装饰用6063铝合金的表面改性中应用。 展开更多
关键词 室内装饰 6063铝合金 化学刻蚀 阳极氧化 耐蚀性能
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重庆巫山出土带锈鎏金铜器的锈蚀研究
9
作者 金普军 杨小刚 +3 位作者 李乃胜 邵安定 徐舵 何贝 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第1期9-15,共7页
重庆巫山地区近年来出土了大批鎏金铜器,成为巫山博物馆馆藏文物中最具特色的文物。这些鎏金铜器出土时覆盖着一层致密锈蚀,严重影响到其外观和保护处理方式。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)、X... 重庆巫山地区近年来出土了大批鎏金铜器,成为巫山博物馆馆藏文物中最具特色的文物。这些鎏金铜器出土时覆盖着一层致密锈蚀,严重影响到其外观和保护处理方式。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)、X射线衍射(XRD)等表征技术对其中两件残损鎏金铜片进行金相学考察和锈蚀产物分析。结果表明:鎏金铜盘样品基体存在退火孪晶和等轴晶的组织形态,反映铜盘采用了热锻加工成型工艺。锈蚀层存在“三明治”结构特征,鎏金层之下为砖红色赤铜矿锈蚀层,鎏金层之上则覆盖着绿色孔雀石锈蚀层。鎏金层中分布着大量的赤铜矿锈蚀,能够起到锚固增加鎏金层附着力的作用。 展开更多
关键词 文物保护 金属文物 鎏金铜器 赤铜矿
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长庆油田老井筒套管内涂层贴膜防腐技术研究
10
作者 郭钢 吴春生 +2 位作者 吕锋 李楷 王尚卫 《材料保护》 2025年第2期150-155,共6页
长庆油田重点腐蚀区单一内防腐蚀技术无法满足现场需要。本文介绍了长庆油田老井筒套管内涂层贴膜防腐技术的液体环氧涂料和智能井下涂层贴膜工具,探索了相应的地面和井下联动贴膜施工工艺,并在现场腐蚀防护试验中取得了一定效果。结果... 长庆油田重点腐蚀区单一内防腐蚀技术无法满足现场需要。本文介绍了长庆油田老井筒套管内涂层贴膜防腐技术的液体环氧涂料和智能井下涂层贴膜工具,探索了相应的地面和井下联动贴膜施工工艺,并在现场腐蚀防护试验中取得了一定效果。结果表明:涂层硬度大于6 H,厚度大于400μm,附着力等级为4A,耐化学介质腐蚀,具有优异的现场应用性能;设计的智能井下涂层贴膜工具在现场应用中,通过贴膜前后井下电视照相视频资料对比,贴膜工具实现80 min喷涂220 m,厚度可达0.7 mm的设计要求,并且可以地面控制涂覆速度、精确定位涂覆深度及涂层厚度,为长庆油田老井井筒套管腐蚀防护、井下修复工艺提供了技术参考和一套可靠的技术路径。 展开更多
关键词 液体环氧涂料 井下涂层贴膜 井筒套管 现场修复
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GO/ZIF-67/水性环氧复合涂层的制备及防腐性能
11
作者 黄亚文 张田田 +3 位作者 邓莉 张炜亮 陈俊 胡程耀 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期40-48,共9页
针对氧化石墨烯(GO)无自修复性能和沸石类金属有机框架(MOFs)聚合物的腐蚀介质屏蔽性能较弱等实际问题,将具有主被动协同防腐作用的GO/MOFs复合纳米颗粒作为防腐填料,加到水性环氧树脂涂层(WEP)中从而提升防腐性能。通过微观形貌观察、... 针对氧化石墨烯(GO)无自修复性能和沸石类金属有机框架(MOFs)聚合物的腐蚀介质屏蔽性能较弱等实际问题,将具有主被动协同防腐作用的GO/MOFs复合纳米颗粒作为防腐填料,加到水性环氧树脂涂层(WEP)中从而提升防腐性能。通过微观形貌观察、电化学阻抗谱(EIS)测试和盐水浸泡实验对涂层的附着力和防腐性能进行评价。结果表明:复合纳米涂层的吸水率比纯WEP涂层降低6%。在3.5%盐水中浸泡7 d后,复合纳米填料的添加量达到0.3%时,复合涂层的阻抗模量仍能保持1.9×10^(8)Ω·cm^(2),表现出优异的防腐性能。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 沸石类金属有机框架聚合物 水性环氧树脂涂层 MOFS 防腐
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热处理对Fe-Al渗层组织结构及其熔融氯化盐腐蚀性能的影响
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作者 陈维铅 喇培清 +2 位作者 许世鹏 马超 李亚明 《表面技术》 北大核心 2025年第2期148-160,共13页
目的探索热扩散处理温度对Fe-Al渗层组织结构的影响,研究其在熔融氯化盐中的腐蚀性,为310S不锈钢在光热发电氯化盐储热领域的应用提供技术方案。方法使用77%Al_(2)O_(3)+20%Al+3%AlCl_(3)(质量分数)渗铝剂在310S钢表面制备Fe-Al涂层,并... 目的探索热扩散处理温度对Fe-Al渗层组织结构的影响,研究其在熔融氯化盐中的腐蚀性,为310S不锈钢在光热发电氯化盐储热领域的应用提供技术方案。方法使用77%Al_(2)O_(3)+20%Al+3%AlCl_(3)(质量分数)渗铝剂在310S钢表面制备Fe-Al涂层,并通过750~950℃热扩散处理30 h,改善渗层的结构及物相组成;在800℃三元共晶熔融氯化盐浸泡30 h,评价不同热扩散处理温度对渗铝层耐腐蚀性的影响。采用XRD、SEM、EDS等分析腐蚀前后渗层微观结构、物相组成,以及截面形貌和元素分布。结果800℃保温15h在310S钢表面制备了140μm厚的渗铝层,通过热扩散处理发现,温度对渗层结构及物相组成具有较大的影响。800℃以下热扩散处理渗层结构及组成基本没有变化,外层主要以Fe2Al5相为主,过渡层为FeAl相,腐蚀后表面未形成连续的氧化层。850℃处理渗层截面中间层出现了大量不规则孔洞,腐蚀后表面形成厚度约为15μm的Al_(2)O_(3)层,对渗层起到了一定的保护作用,但氧化层与渗层界面结合不紧密,容易脱落。900℃热处理渗层物相均转化为FeAl相,与基体结合界面形成厚度约为30.4μm的互扩散区;腐蚀后渗层表面形成厚度约为32μm的Al_(2)O_(3)层,且无裂纹、孔洞,与渗层结合良好,耐腐蚀性能最佳。950℃处理渗层腐蚀后表面未形成氧化层,出现了54μm的沿晶腐蚀深度。结论310S钢表面渗铝层经900℃热扩散处理后,在熔融氯化盐腐蚀环境中形成了连续、致密的Al_(2)O_(3)层,展现出了良好的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 310S钢 Fe-Al渗层 包埋渗铝 热扩散处理 氯化盐腐蚀
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镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能优化研究
13
作者 张兰 杨怡 +1 位作者 马会中 张雪芳 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期35-38,共4页
为探究镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能的影响,利用单因素试验在无机溶剂体系下通过电沉积的方式制备出不同石墨烯添加量的镍-石墨烯复合镀层,并测试分析其耐磨性与耐腐蚀性。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射物相分析、拉曼光谱对镍... 为探究镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能的影响,利用单因素试验在无机溶剂体系下通过电沉积的方式制备出不同石墨烯添加量的镍-石墨烯复合镀层,并测试分析其耐磨性与耐腐蚀性。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射物相分析、拉曼光谱对镍-石墨烯复合镀层的微观结构和组成成分进行了表征分析。结果表明:镍-石墨烯复合镀层能有效提高7075铝合金的耐磨性与耐腐蚀性,且当添加3 g/L石墨烯的复合镀层性能最佳,此时复合镀层耐磨系数为0.29,腐蚀电流密度为1.15×10^(-4)A/cm^(2)。 展开更多
关键词 镍-石墨烯镀层 7075铝合金 耐磨性 耐腐蚀性
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掺杂改性氮化物基薄膜摩擦、腐蚀与抗菌性能的研究进展
14
作者 张懋达 鞠长滨 +3 位作者 王珏 韩培培 赵梁 周飞 《表面技术》 北大核心 2025年第2期70-86,共17页
由于PVD硬质薄膜与金属之间有着较高的黏附强度,且薄膜具有致密结构以及良好的力学、耐磨和耐腐蚀性,同时能够隔绝腐蚀环境中的盐分与材料表面直接接触,因此在其表面沉积具有优异磨损腐蚀和抗菌特性的防护薄膜可以保障金属材料在磨损/... 由于PVD硬质薄膜与金属之间有着较高的黏附强度,且薄膜具有致密结构以及良好的力学、耐磨和耐腐蚀性,同时能够隔绝腐蚀环境中的盐分与材料表面直接接触,因此在其表面沉积具有优异磨损腐蚀和抗菌特性的防护薄膜可以保障金属材料在磨损/腐蚀环境中的长期使用。从传统的二元氮化物薄膜入手,针对薄膜耐磨、防腐与抗菌性能日益增长的需求,综述了Si、C、Mo与Ag元素掺杂对PVD氮化物薄膜在空气与水环境中的摩擦学特性、在盐溶液与海水中的电化学腐蚀与磨损腐蚀特性,以及静态抗菌与摩擦诱导抗菌性能的影响。传统二元的氮化物薄膜已经逐渐发展为多元的CrMoSiCN基薄膜,在这个过程中,重点分析了不同三甲基硅烷反应气体流速与Si、Mo、Ag靶材溅射电流下,薄膜的力学性能与摩擦学特性之间的紧密关联;阐述了薄膜在腐蚀性溶液中磨粒磨损、氧化磨损与电化学腐蚀之间的协同耦合关系;阐明了不同Mo、Ag元素含量下,薄膜的抗微生物黏附与抗菌特性的演变机理。指出多元氮化物基薄膜在盐溶液中的摩擦因数与磨损腐蚀材料损失受到薄膜中Si、Mo与Ag元素掺杂量变化的强烈影响,摩擦过程中的氧化与腐蚀产物有效增强了薄膜的自润滑与减磨特性;而含Mo、Ag氮化物基薄膜的杀菌能力主要与磨痕表面氧化物MoO_(x)的形成和Ag^(+)在菌液中的释放、扩散相关。 展开更多
关键词 磁控溅射 薄膜 摩擦 磨损 腐蚀 抗菌
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稀土硅酸盐环境障涂层耐水氧腐蚀研究进展
15
作者 钟鑫 牛亚然 +1 位作者 郑学斌 丁传贤 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期134-145,共12页
陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)具有密度低、耐高温、抗氧化、力学性能优异等特点,可部分取代传统高温合金应用于新一代航空发动机的热端部件。但CMCs在服役过程中面临严苛的水氧腐蚀,这严重影响其性能稳定性。环境障... 陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)具有密度低、耐高温、抗氧化、力学性能优异等特点,可部分取代传统高温合金应用于新一代航空发动机的热端部件。但CMCs在服役过程中面临严苛的水氧腐蚀,这严重影响其性能稳定性。环境障涂层(environmental barrier coatings,EBCs)是应用于航空发动机热端部件的重要材料,可将腐蚀性介质与CMCs隔离开来,从而对基体进行有效保护。简要介绍了EBCs应用背景、选材要求、发展历程和制备工艺,重点叙述了稀土硅酸盐EBCs水氧腐蚀行为和机理的研究进展,并阐述了其服役过程中的失效原因。针对目前EBCs研究存在的问题提出了改进建议。期望本综述对高性能EBCs的开发提供一些参考。 展开更多
关键词 环境障涂层 稀土硅酸盐 耐水氧腐蚀 腐蚀机理
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TiAl基合金高温防护及热障涂层体系研究进展
16
作者 张业飞 江海涛 +2 位作者 田世伟 张思远 李冲 《材料导报》 北大核心 2025年第4期154-163,共10页
TiAl基合金以其低密度、高比强度、耐烧蚀、良好的高温力学性能等优点成为新型轻质高温结构候选材料,自20世纪70年代以来备受关注。随着各种强韧化措施的研究不断深入,TiAl基合金的室温脆性问题逐步得到了解决。TiAl基合金成功应用于航... TiAl基合金以其低密度、高比强度、耐烧蚀、良好的高温力学性能等优点成为新型轻质高温结构候选材料,自20世纪70年代以来备受关注。随着各种强韧化措施的研究不断深入,TiAl基合金的室温脆性问题逐步得到了解决。TiAl基合金成功应用于航空发动机叶片、航天飞行器蒙皮、舵翼、汽车排气阀等。然而,TiAl基合金高温抗氧化性能不足,限制了其作为高温零部件的应用。目前,主要通过整体合金化以及表面改性两种方式来改善TiAl基合金的高温抗氧化性能。整体合金化是在合金中添加Nb、Si、Mo、W、稀土等合金元素,促使合金表面形成致密的氧化层并提高氧化层与基体的结合力;表面改性主要包括表面合金化和表面涂层两种途径,表面合金化技术一般采用热扩散、离子注入、预氧化、激光表面合金化等方法,表面涂层技术是利用不同种类的涂层改善基体的表面性能,例如Ti-Al-X体系涂层、MCrAlY热障涂层、陶瓷涂层、复合涂层。热障涂层,作为一种表面改性中的涂层材料,具有优异的抗氧化性能以及长期服役性能。当应用于TiAl基合金表面时,热障涂层能够有效提升合金的高温抗氧化性能。但两者结合也存在如下问题,热生长氧化物的过度生长导致界面失效,以及涂层与基体元素互扩散严重,导致热障涂层/TiAl合金体系长期服役性能减弱。本文归纳并分析了TiAl基合金的高温氧化行为,分别从整体合金化以及表面改性两个方面综述了TiAl基合金高温防护的影响因素和作用机理,分析了热障涂层应用在TiAl合金表面所面临的问题并提出了改进方案,以期为提高TiAl基合金的抗高温氧化性能及发展热障涂层/TiAl合金体系提供参考。 展开更多
关键词 TIAL基合金 热障涂层 抗氧化性能 整体合金化 表面改性
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Si含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响
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作者 古青 包海斌 +5 位作者 王永强 冯敏敏 董刚 尤涵潇 杨高林 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第5期167-175,共9页
目的研究Si元素含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响。方法利用LDF400-2000光纤耦合半导体激光器和ABB机械手组成的激光熔覆系统,在316L不锈钢基体上制备Si元素的质量分数分别为0.8%、1.6%的316L激光熔覆层。使用金相... 目的研究Si元素含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响。方法利用LDF400-2000光纤耦合半导体激光器和ABB机械手组成的激光熔覆系统,在316L不锈钢基体上制备Si元素的质量分数分别为0.8%、1.6%的316L激光熔覆层。使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)和维氏硬度计,分别从激光束扫描方向(SD)和切向(TD)分析熔覆层的微观组织、晶粒取向、织构和显微硬度。结果在SD方向,0.8%-Si熔覆层的中下部晶粒呈垂直于底部界面的柱状生长趋势,而顶部晶粒则呈胞状,1.6%-Si熔覆层晶粒的生长模式与0.8%-Si熔覆层类似,但取向更随机。在TD方向,0.8%-Si熔覆层晶粒呈外延状,取向为<100>方向,而1.6%-Si熔覆层则为<111>方向。与0.8%-Si熔覆层相比,1.6%-Si熔覆层内小角度晶界占比更高,超过了50%,在晶粒内部可见被位错缠绕的亚微米颗粒,其硬度也从0.8%-Si熔覆层的199.7HV0.3提升到212.2HV0.3。结论Si元素的含量对激光熔覆316L凝固行为和组织有着显著影响,改变了熔覆层的凝固模式,使组织结构由粗大外延生长的树枝晶转变为沿温度梯度方向生长的细小晶粒。 展开更多
关键词 激光熔覆 SI元素 316L 凝固组织 晶粒细化
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不同土壤介质中出土青铜器的腐蚀状态模拟
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作者 方园 韩润润 +3 位作者 范仕敏 武文玲 马涛 朱建锋 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
青铜器文物是我国古代文明的代表之一,具有重要的文化和历史价值,青铜器文物在地下埋藏了成百上千年,土壤环境极大地影响着其腐蚀过程。通过电镀法制备了与古青铜器成分基本一致的Cu-Sn-Pb青铜模拟试样,并在不同pH溶液中采用化学和电化... 青铜器文物是我国古代文明的代表之一,具有重要的文化和历史价值,青铜器文物在地下埋藏了成百上千年,土壤环境极大地影响着其腐蚀过程。通过电镀法制备了与古青铜器成分基本一致的Cu-Sn-Pb青铜模拟试样,并在不同pH溶液中采用化学和电化学方法对试样进行腐蚀,获得不同土壤条件出土青铜器的锈蚀状态及产物。分别采用Tafel曲线、阴极极化曲线以及电化学阻抗谱等电化学测试方法,研究经酸性、中性和碱性溶液腐蚀后试样的腐蚀行为。结果表明,经化学腐蚀或电化学腐蚀后,试样表面的锈蚀产物基本一致,与相应pH的土壤介质出土古青铜器的表面成分也基本一致;酸性溶液中试样的腐蚀最快,碱性溶液中的次之,中性溶液中试样的腐蚀最慢。 展开更多
关键词 青铜器 文物保护 土壤环境 强制腐蚀 模拟试验
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高温热暴露对等离子喷涂YSZ孔隙结构和力学性能的影响
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作者 王喆锦 王丽爽 +3 位作者 麻忠宇 董会 姚建洮 周勇 《材料导报》 北大核心 2025年第4期147-153,共7页
采用大气等离子喷涂工艺在不同喷涂距离下制备YSZ涂层,并在1300℃下进行不同时间高温热暴露。表征了喷涂态以及热暴露过程中涂层微观结构(表观孔隙率、2D孔隙密度、3D孔隙率)和力学性能(硬度、弹性模量)的变化。结果表明,当喷涂距离增大... 采用大气等离子喷涂工艺在不同喷涂距离下制备YSZ涂层,并在1300℃下进行不同时间高温热暴露。表征了喷涂态以及热暴露过程中涂层微观结构(表观孔隙率、2D孔隙密度、3D孔隙率)和力学性能(硬度、弹性模量)的变化。结果表明,当喷涂距离增大时,喷涂态涂层内部表观孔隙率、2D孔隙密度以及3D孔隙率均增大,且涂层中3D孔隙占比增大。对于同一喷涂距离的涂层,高温热暴露后,3D孔隙率变化较小,表观孔隙率和2D孔隙密度显著下降,涂层硬度和弹性模量显著增加。涂层硬度、弹性模量、表观孔隙率和2D孔隙密度随热暴露时间变化均呈现双阶段演变过程,0~20 h变化显著,20~100 h变化逐渐缓慢。涂层相结构分析表明,热暴露期间涂层相结构并未发生明显变化。涂层在高温下热暴露100 h后,表观孔隙率和2D孔隙密度约分别降低35.8%和68.2%,涂层硬度和弹性模量约分别增加78.5%和81%,3D孔隙约降低8.6%。热暴露过程中2D孔隙愈合主导了涂层的烧结致密化,最终导致涂层力学性能发生变化。随着喷涂距离增加3D孔隙占比增大,热暴露后涂层硬度及弹性模量的增量减少。因此,当涂层内部3D孔隙占比越多时,涂层抗烧结能力增强。 展开更多
关键词 等离子喷涂YSZ 热障涂层 热暴露 孔隙结构 力学性能
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垃圾焚烧炉受热面腐蚀防护涂层研究进展
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作者 彭嘉懿 李开洋 +2 位作者 谭黎明 刘锋 刘咏 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第1期57-77,共21页
为了提高发电效率,垃圾焚烧锅炉的运行温度不断提高,金属管道受热面温度不断上升,燃烧产物的腐蚀性不断增强,最终导致腐蚀穿孔、爆管等事故的发生。在金属表面添加一层更耐腐蚀的防护涂层,是减缓腐蚀、保证部件正常运行的主要途径。本... 为了提高发电效率,垃圾焚烧锅炉的运行温度不断提高,金属管道受热面温度不断上升,燃烧产物的腐蚀性不断增强,最终导致腐蚀穿孔、爆管等事故的发生。在金属表面添加一层更耐腐蚀的防护涂层,是减缓腐蚀、保证部件正常运行的主要途径。本文首先介绍了垃圾焚烧炉中的腐蚀环境与不同元素的腐蚀机理,随后介绍了腐蚀性能测试方法、涂层制备及耐腐蚀涂层成分设计方法,并分析了实际应用中的耐腐蚀涂层案例,以期对垃圾焚烧炉用高性能涂层的设计和应用提供理论指导。 展开更多
关键词 垃圾焚烧炉 高温腐蚀 涂层 成分设计
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