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WC含量对WC增强镍基复合涂层界面组织的影响
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作者 王星星 田家豪 +4 位作者 武胜金 康克家 凌自成 杜全斌 温国栋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期40-46,I0005,I0006,共9页
WC(碳化钨)增强镍基复合涂层具有高耐磨、耐腐蚀、高硬度特点,在盾构部件、旋耕刀具、石油钻探等领域广泛应用.为提高水力机械过流部件服役寿命,以WC颗粒和镍基粉状钎料为涂层材料,采用真空炉中热辐射钎涂方法在奥氏体不锈钢表面成功制... WC(碳化钨)增强镍基复合涂层具有高耐磨、耐腐蚀、高硬度特点,在盾构部件、旋耕刀具、石油钻探等领域广泛应用.为提高水力机械过流部件服役寿命,以WC颗粒和镍基粉状钎料为涂层材料,采用真空炉中热辐射钎涂方法在奥氏体不锈钢表面成功制备WC增强镍基复合钎涂层,借助扫描电镜、X射线衍射仪等对钎涂层显微组织和界面行为进行系统分析.结果表明,硬质相WC与镍基钎料界面结合存在机械咬合与冶金结合双重作用;钎涂层与钢基体之间存在一定程度的成分扩散,其较狭窄扩散区宽度约100μm;当WC含量低于25%时,复合钎涂层对不锈钢基体润湿性较好,可制备出最低孔隙率1.08%的复合钎涂层. 展开更多
关键词 钎焊 复合涂层 WC增强镍基钎料 界面组织 润湿性
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激光熔覆原位Ti-C-B-Al复合涂层的结构特征与力学性能
2
作者 舒林森 张粲东 +1 位作者 于鹤龙 张朝铭 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期173-177,共5页
以钛粉、铝粉和碳化硼粉末为原料,采用同步同轴激光熔覆系统在Ti6Al4V钛合金表面制备含原位自生TiC、TiB以及TiAl金属间化合物增强钛基的Ti-C-B-Al复合涂层,研究了复合涂层的显微组织、物相构成、显微硬度和微纳米力学性能。结果表明,... 以钛粉、铝粉和碳化硼粉末为原料,采用同步同轴激光熔覆系统在Ti6Al4V钛合金表面制备含原位自生TiC、TiB以及TiAl金属间化合物增强钛基的Ti-C-B-Al复合涂层,研究了复合涂层的显微组织、物相构成、显微硬度和微纳米力学性能。结果表明,三种粉末在高能激光束的作用下充分反应并生成了TiC、TiB以及TiAl金属间化合物增强相。复合涂层表面光滑,涂层内部无气孔及裂纹,与基体间形成了良好的冶金结合,增强相在涂层内分布均匀,相比于基体,熔覆涂层具有较优的力学性能。涂层硬度在460HV_(0.3)~510HV_(0.3)之间,同时涂层的纳米力学性能与显微硬度具有较好的对应关系,其中当m(Ti)∶m(Al)∶m(B_(4)C)=84∶12∶4时,制得的涂层具有较优的力学性能。 展开更多
关键词 支撑膜原位合成 钛基复合涂层 激光熔覆 力学性能
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激光熔覆WC/316L复合涂层结构及磨损性能
3
作者 董会 惠瑞亮 +1 位作者 赵鑫哲 袁天磊 《焊管》 2024年第1期27-31,共5页
为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题,采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。... 为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题,采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。结果显示,低热输入量可以防止WC颗粒下沉,提升熔覆层厚度方向上的WC颗粒分布均匀性;但WC的平面分布均匀性较差,同时低热输入导致WC颗粒结合较弱,易发生脱落;熔覆过程中,粉末中15%的WC发生分解。研究表明,通过降低激光热输入量,可以制备WC厚度方向较为均匀的复合涂层,提升熔覆层耐磨性,但是需要优化WC平面分布均匀性与WC颗粒结合性能。 展开更多
关键词 激光熔覆 耐磨层 耐磨性 WC增强金属基复合涂层
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激光熔覆Ni-Al_(2)O_(3)复合涂层的微观结构与耐腐蚀性能研究
4
作者 孙勇辉 闫洪 +4 位作者 兰昊 黄传兵 于守泉 孙小明 张伟刚 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期143-152,共10页
目的 解决Cr-Ni系不锈钢在重腐蚀工业环境中本体耐腐蚀性能不足的问题。方法 采用激光熔覆技术制备Ni-Al_(2)O_(3)复合涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪(EDS)和显微硬度计、电化学工作站等技术研究所制备涂层的微观结构、相组成和... 目的 解决Cr-Ni系不锈钢在重腐蚀工业环境中本体耐腐蚀性能不足的问题。方法 采用激光熔覆技术制备Ni-Al_(2)O_(3)复合涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪(EDS)和显微硬度计、电化学工作站等技术研究所制备涂层的微观结构、相组成和元素分布,分析Al_(2)O_(3)含量对复合涂层形貌、显微硬度和耐腐蚀性能的影响规律。结果 复合涂层组织均匀、无明显缺陷,与基体之间存在明显的冶金结合区,沿着该复合涂层深度方向的微观结构依次呈现为胞状晶、定向生长的柱状晶及细小的等轴晶,物相则由均匀分布于复合涂层顶部的Al_(2)O_(3)颗粒和金属间化合物(Fe-Ni、Fe-Ni-Cr固溶体)构成。随着Al_(2)O_(3)含量的增大,复合涂层的显微硬度呈先增大后减小的趋势,腐蚀电位呈先增大后减小的趋势,而失重腐蚀速率和腐蚀电流密度呈先减小后增大的趋势,涂层的耐腐蚀性能呈先增强后减弱的趋势。在Ni-x%Al_(2)O_(3)(x为0、0.15、0.25、0.35,质量分数)复合涂层中,Ni-25%Al_(2)O_(3)复合涂层具有较高的显微硬度和良好的耐腐蚀性能,该涂层的显微硬度达到1026.3HV,腐蚀失重速率为0.15mg/(cm2·h),腐蚀电压和腐蚀电流密度分别为–326.6m V和38.6μA/cm2。当继续增加Al_(2)O_(3)的含量时,气孔和裂纹等缺陷开始增多,复合涂层的显微硬度和耐腐蚀性能均呈现下降趋势。研究表明,Ni-x%Al_(2)O_(3)(x≤25)复合涂层的显微硬度和耐腐蚀性能的变化由细晶强化、固溶强化和颗粒强化协同作用所致。结论 激光熔覆Ni-25%Al_(2)O_(3)复合涂层具有较高的硬度和良好的耐腐蚀性,可以有效防护Cr-Ni系不锈钢,提高重腐蚀工业环境下机械零件的耐蚀性和使役寿命。 展开更多
关键词 激光熔覆 复合涂层 微观结构 显微硬度 耐腐蚀性能
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镁合金表面微弧氧化/自组装/镍复合涂层的腐蚀过程和机理
5
作者 王东 刘金玉 +3 位作者 孙世博 吴方 温玉清 尚伟 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期100-109,共10页
镁合金具有很强的活性,在水溶液或潮湿的大气中容易被腐蚀。为了提高镁合金的耐腐蚀性能,首先利用微弧氧化工艺进行微弧氧化,通过乙酸乙酯(C_(4)H_(8)O_(2))进行自组装,最后化学镀镍,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化(MAO)/自组装(SAM)/镍... 镁合金具有很强的活性,在水溶液或潮湿的大气中容易被腐蚀。为了提高镁合金的耐腐蚀性能,首先利用微弧氧化工艺进行微弧氧化,通过乙酸乙酯(C_(4)H_(8)O_(2))进行自组装,最后化学镀镍,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化(MAO)/自组装(SAM)/镍(Ni)复合涂层。通过形貌结构、电化学测试和腐蚀产物分析研究复合涂层在3.5 wt.%NaCl环境中的腐蚀行为,并建立复合涂层的腐蚀过程模型。结果表明:Cl^(−)的存在加速了腐蚀的发生。复合涂层的腐蚀电流密度与镁合金相比下降3个数量级,复合涂层显著提高了镁合金的耐蚀性。复合涂层在盐雾环境中0~96 h时,Ni层表面结构仍然致密。当复合涂层暴露在腐蚀环境中120 h后,Ni层开始被破坏,腐蚀离子进行渗透,形成通道。之后,基体上的SAM层和MAO层的保护时间缩短。在144 h时,腐蚀离子直接穿透了复合涂层,使基体涂层保护失效。研究成果可为该类涂层的开发、制备和应用提供试验依据和理论基础。 展开更多
关键词 镁合金 微弧氧化 复合涂层 耐蚀性能 腐蚀过程
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电泳共沉积法制备金刚石/Al_(2)O_(3)/玻璃复合涂层的工艺
6
作者 薛志萍 陆静 +2 位作者 毛现艳 黄身桂 郭桦 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期303-313,共11页
以304不锈钢为基体,采用电泳共沉积法制备复合涂层,并通过烧结方式实现涂层在基体的固化。研究电泳共沉积过程中不同悬浮液组成、沉积电压、沉积时间和Al^(3+)质量分数等因素对涂层性能的影响,对涂层进行微观结构表征和力学性能测试,并... 以304不锈钢为基体,采用电泳共沉积法制备复合涂层,并通过烧结方式实现涂层在基体的固化。研究电泳共沉积过程中不同悬浮液组成、沉积电压、沉积时间和Al^(3+)质量分数等因素对涂层性能的影响,对涂层进行微观结构表征和力学性能测试,并使用该工艺制备抛光盘,用于蓝宝石的抛光。结果表明:当沉积电压为50 V,沉积时间为6 min,添加质量分数为0.10%的Al^(3+)时,可获得光滑、均匀的金刚石/Al_(2)O_(3)/玻璃复合涂层;复合涂层经450℃烧结3 h后,表面致密均匀,硬度达521 HV,复合涂层的耐磨性、与基体的结合强度均良好;使用抛光盘对蓝宝石进行抛光,可将表面粗糙度降低90.2%。 展开更多
关键词 金刚石 电泳共沉积 复合涂层 烧结 抛光盘
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Y_(2)O_(3)含量对大气等离子喷涂Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构和力学性能的影响
7
作者 马文强 赵晓琴 +4 位作者 安宇龙 卜珍宇 孙初锋 周惠娣 陈建敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期208-216,共9页
目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。... 目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。利用SEM、EDS对粉末以及不同涂层的形貌、组织结构、元素分布进行分析。使用XRD表征粉末和涂层的物相。使用显微硬度仪、纳米压痕测试仪和电子万能试验机对涂层的显微硬度、弹性模量以及断裂韧性等力学性能进行测试分析。结果Al_(2)O_(3)喷涂粉末的物相由α-Al_(2)O_(3)组成,而喷涂得到的Al_(2)O_(3)涂层则由α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)组成。加入Y_(2)O_(3)后,对复合涂层中γ-Al_(2)O_(3)的生成有一定的抑制作用。随着喷涂粉末中Y_(2)O_(3)含量的增多,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层表面未充分熔融的颗粒逐渐增加,复合涂层的孔隙率也越来越大,掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的孔隙率最低,涂层最致密。Al_(2)O_(3)涂层具有最高的显微硬度值(1209HV0.3)和弹性模量(227 GPa)。随着Y_(2)O_(3)含量的增加,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的显微硬度与弹性模量逐渐降低。Al_(2)O_(3)-10%Y_(2)O_(3)复合涂层的弹性恢复率高达48.3%,并且其断裂韧性及抗塑性变形的能力也最好。结论掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层具有最致密的微观组织结构,其综合力学性能最好。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层 孔隙率 微观结构 力学性能
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通过调控表面石墨烯-环氧树脂复合涂层的仿生界面和取向以提高镁合金的防腐和热/电性能
8
作者 隋普升 刘成宝 +3 位作者 张爱猛 孙聪 崔蓝月 曾荣昌 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期157-170,共14页
通过旋涂方法制备具有“砖泥”结构的仿生石墨烯−环氧树脂复合涂层。合成咪唑基离子液体修饰的石墨烯(GI)以改善石墨烯(G)和环氧树脂之间的界面相容性。通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱观察和分析其表面... 通过旋涂方法制备具有“砖泥”结构的仿生石墨烯−环氧树脂复合涂层。合成咪唑基离子液体修饰的石墨烯(GI)以改善石墨烯(G)和环氧树脂之间的界面相容性。通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱观察和分析其表面形貌和化学结构,利用热成像仪记录表面温度变化,通过体积表面积电阻率测试仪和激光闪点法分别测定涂层的表面电阻率和导热系数,通过电化学阻抗谱和盐雾腐蚀试验表征其耐蚀性。复合涂层中的GI层呈现出近似平行的取向,从而提高热传导和静电耗散效率。穿过平面的导热系数和表面电阻率分别为0.77 W·m^(−1)·K^(−1)和1.6×10^(6)Ω·cm。电化学阻抗谱测试表明,经过40 d的浸泡,涂层的低频模量达到6.76×10^(10)Ω·cm^(2),比纯环氧涂层提高约2个数量级,表现出优异的耐腐蚀性。 展开更多
关键词 仿生结构 复合涂层 镁合金 石墨烯取向 耐蚀性
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含Ag@Ni核壳结构粉体镍基复合涂层的多循环高温摩擦学性能
9
作者 何乃如 方子文 +3 位作者 贾均红 杨杰 陈威 辛骅 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期618-628,共11页
为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明:Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层... 为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明:Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层中Ag与NiCrAlY的界面结合强度,进而显著提高复合涂层的硬度。Ni覆层有效地抑制了Ag在高温摩擦过程中的扩散与耗散。800℃时NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层的摩擦因数仅为0.25,磨损率仅为1×10^(-5)mm^(3)/(N·m),显著低于NiCrAlY-Mo-Ag涂层。同时,Ag的核壳结构设计使得涂层在高温多循环工况下始终保持良好的自润滑性和耐磨性。 展开更多
关键词 核壳结构 Ag@Ni NI基复合涂层 摩擦学性能 高温热循环
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表面机械研磨法制备Ni+WC复合涂层的耐磨性研究
10
作者 刘港 刘静 +1 位作者 杨峰 陈丽 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第1期163-170,共8页
为强化TA1钛合金的组织结构并提高其耐磨损性能,采用行星式机械球磨装置,在Ni与WC 2种粉末配比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1及5∶1的5种混合型增强介质下对TA1合金进行表面机械复合强化处理,在0.05 MPa氮气气氛下,设定转速为350 r/min... 为强化TA1钛合金的组织结构并提高其耐磨损性能,采用行星式机械球磨装置,在Ni与WC 2种粉末配比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1及5∶1的5种混合型增强介质下对TA1合金进行表面机械复合强化处理,在0.05 MPa氮气气氛下,设定转速为350 r/min,时间为8 h,对TA1钛合金进行表面机械变形+固相涂层复合强化处理,这种一步法表面复合强化技术具有工艺简单、能耗少、涂层选材灵活等优势。结果显示:TA1钛合金表面形成由Ni+WC涂层+形变细晶区组成的复合强化层,涂层区厚度在40μm以上,其中Ni∶WC为3∶1时所得复合涂层内部缺陷最少,且连续均匀。在5 N、10 N载荷下Ni∶WC为3∶1摩擦系数相较于其他比例低,摩擦区间更加稳定且持续时间更长。2种载荷下磨损量均较TA1原样少,其中Ni∶WC为3∶1的强化样磨痕深度、磨损量均优异于其他4种配比,因此减摩效果最为优异。此种Ni、WC混合增强介质下表层机械复合强化工艺可大幅提升TA1钛合金表层耐磨损性。混合增强颗粒涂层具有较强的减摩效果,其磨损机制主要是磨粒磨损与氧化磨损。 展开更多
关键词 表面机械研磨 Ni+WC复合涂层 形变细晶 耐磨损性能
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超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能
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作者 孙启帆 林钟卫 +3 位作者 刘博 章钢 李波 姚建华 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期115-125,共11页
目的研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观... 目的研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能及磨损机制进行分析。结果随着原始粉末中镀铜石墨质量占比的增加,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的沉积效率逐渐降低。基于Al_(2)O_(3)颗粒的原位喷丸效应及激光辐照的加热软化效应,复合涂层具有致密的微观组织,且复合涂层与基体界面结合良好。单一添加Al_(2)O_(3)颗粒可以将Cu涂层的硬度从108.19HV0.2提高至121.82HV0.2。随着石墨含量的增大,涂层的显微硬度逐渐降低,镀铜石墨在原始粉末中的质量分数从5%增至15%,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的硬度从116.09HV0.2降至94.17HV0.2。添加石墨能够在复合涂层表面形成固体润滑层,降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能。CuAlGr10复合涂层具有最优的耐磨损性能,磨损率为0.7×10^(−4)mm^(3)/(N·m)。此外,由于激光辐照促进了复合涂层内部颗粒间的界面结合,均匀分散在石墨润滑相中的Al_(2)O_(3)颗粒作为负载支撑和耐磨相,可进一步降低复合涂层的磨损率。结论Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层优异的耐磨性能是润滑相石墨颗粒和硬质增强相Al_(2)O_(3)颗粒共同作用的结果,石墨的添加能够降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能,但过量的石墨颗粒会对涂层产生割裂作用,导致增强相Al_(2)O_(3)颗粒脱离涂层,从而加剧涂层的磨损。 展开更多
关键词 超音速激光沉积 Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层 微观组织 显微硬度 耐磨损性能 磨损机制
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冷喷涂Ti/WC复合涂层的组织与耐磨性研究
12
作者 葛洁洁 徐雅欣 李文亚 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期96-101,123,共7页
为解决钛及其合金磨损性能较差的问题,采用高压冷喷涂技术在Ti6Al4V合金基体上沉积了2种不同成分的Ti/WC复合涂层,通过室温下的干滑动摩擦磨损试验分别测试了基体与复合涂层的摩擦性能,并采用扫描电镜及拉曼光谱对磨损表面进行了观察与... 为解决钛及其合金磨损性能较差的问题,采用高压冷喷涂技术在Ti6Al4V合金基体上沉积了2种不同成分的Ti/WC复合涂层,通过室温下的干滑动摩擦磨损试验分别测试了基体与复合涂层的摩擦性能,并采用扫描电镜及拉曼光谱对磨损表面进行了观察与表征。结果表明,与Ti6Al4V基体的磨损率(4.06×10-7 mm3/(N·m))相比,复合涂层的磨损率降低了一个数量级,表现出优异的耐磨性。此外,涂层内WC含量的增加,提高了涂层的显微硬度,涂层的耐磨性也随之提升。在磨损轨迹表面,由TiO2、WO3以及WC碎片构成的摩擦膜能够有效避免磨球与涂层表面的直接接触,从而降低磨损程度。因此,冷喷涂Ti/WC复合涂层在钛合金磨损防护方面具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 钛合金 冷喷涂 复合涂层 WC 摩擦磨损
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电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究
13
作者 孙鹏 朱亮 +4 位作者 靳鹏程 张爱华 王旭东 周辉 郭宁 《电焊机》 2024年第2期17-23,共7页
石墨烯与金属粉末混合后容易团聚,不能有效均匀分散,无法充分发挥其优异特性。为解决石墨烯在复合材料中的团聚问题,采用自主研制的电爆设备制备了石墨烯气溶胶,将其与铜粉混合得到石墨烯/铜复合粉体,并制备出石墨烯/铜复合涂层。使用... 石墨烯与金属粉末混合后容易团聚,不能有效均匀分散,无法充分发挥其优异特性。为解决石墨烯在复合材料中的团聚问题,采用自主研制的电爆设备制备了石墨烯气溶胶,将其与铜粉混合得到石墨烯/铜复合粉体,并制备出石墨烯/铜复合涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对石墨烯气溶胶及复合材料进行表征分析,并测试涂层的硬度和耐磨性。结果表明,电爆法制备的石墨烯主要为小片径石墨烯,片径尺寸为5~40 nm,层数为3~7层。在浓度0.875 mg/L的石墨烯气溶胶中,衬底放置时间少于10 min时,单个的小片径石墨烯片碰撞吸附在衬底上,未发现凝并后的石墨烯气溶胶凝胶;衬底放置时间超过10 min后,许多小片径石墨烯堆叠在一起,形成石墨烯气溶胶凝胶,且衬底放置时间越长,凝并越严重,石墨烯气溶胶凝胶团也在不断长大。石墨烯/铜复合粉体中小片径石墨烯均匀吸附在铜粉表面,制备出的复合涂层其表面C元素分布均匀,有效解决了团聚问题。0.5 wt.%石墨烯/铜涂层平均硬度为74.8 HV0.05、摩擦系数为0.18,与纯铜涂层相比均有不同程度的提升。结果表明,电爆法制备的石墨烯气溶胶可用于制备石墨烯/铜复合涂层,提高涂层的硬度和耐磨性。该方法有望为制备高性能石墨烯/金属复合材料提供新的途径。 展开更多
关键词 电爆法 石墨烯气溶胶 石墨烯/铜复合粉体 石墨烯/铜复合涂层 耐磨性
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低压冷喷涂制备Al-Ni-xCr复合涂层及其磨损特性研究
14
作者 张怡颖 张留艳 +3 位作者 韩兆康 林倩 袁彬凯 谭桂斌 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第5期36-43,共8页
防腐性能较好的铝基涂层存在耐磨性不足的问题。本文设计了Ni粉和Cr粉复合沉积的方法来改善涂层的耐磨性。采用低压冷喷涂技术,制备了一系列Cr含量不同的Al-Ni-xCr复合涂层。通过金相、扫描电镜及X射线衍射等方法分析了复合涂层的微观... 防腐性能较好的铝基涂层存在耐磨性不足的问题。本文设计了Ni粉和Cr粉复合沉积的方法来改善涂层的耐磨性。采用低压冷喷涂技术,制备了一系列Cr含量不同的Al-Ni-xCr复合涂层。通过金相、扫描电镜及X射线衍射等方法分析了复合涂层的微观形貌和成分。采用显微硬度计和磨损仪测试了涂层的显微硬度和磨损曲线,结合磨痕形貌分析了复合涂层的磨损机理。研究得出:低压冷喷涂可实现Al、Cr、Ni三种金属粉的共沉积,并获得致密、均匀的Al-Ni-xCr复合涂层。枝晶状Ni粉沉积率较高,Cr粉沉积率较低。含70 wt.%Cr的混粉涂层中,Cr含量约为31 wt.%。硬质颗粒Cr同时起到夯实涂层的作用,随着Cr含量增加,Al-Ni-xCr复合涂层的致密性提高。Al-Ni-xCr复合涂层的耐磨性能主要来自于Cr而非Ni,且与Cr含量有关。Al-Ni-70Cr复合涂层耐磨性最佳,磨损率仅为Al涂层的1/2。其优异的耐磨性归因于摩擦界面形成了稳定的、较硬的、含Cr量较高的复合氧化膜,抑制了磨损过程。 展开更多
关键词 Al-Ni-Cr复合涂层 冷喷涂 摩擦系数 极化行为
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水下超疏油P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层的制备及性能
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作者 董广利 商淑瑜 +1 位作者 王君 郝红 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期30-34,65,共6页
为制备具有水下超疏油性能的P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层,通过自由基聚合制备聚合物P(NIPAm-co-TMSPMA),采用溶胶-凝胶法制备P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合溶液,采用浸渍提拉法制备P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层。通过F... 为制备具有水下超疏油性能的P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层,通过自由基聚合制备聚合物P(NIPAm-co-TMSPMA),采用溶胶-凝胶法制备P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合溶液,采用浸渍提拉法制备P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层。通过FTIR、^(1)H-NMR、GPC、热重分析、SEM、接触角仪、UV对聚合物及复合涂层进行测试分析。实验结果表明:随SiO_(2)质量分数的增加,亲水性逐渐降低,水下疏油性呈现先增大后降低的趋势;当SiO_(2)质量分数为30%时,水下油接触角为156°,涂层具有较低粘附力,表明复合涂层具有较大的水下疏油接触角和较低粘附力,表现出良好水下超疏油性能。蛋白质吸附实验结果表明:空白样品表面蛋白质吸附量为163μg/cm^(2),复合涂层表面蛋白质吸附量为82μg/cm^(2),表现出一定的抗蛋白质吸附性能。由于复合涂层具有良好的水下超疏油性、极低粘附力以及一定的抗蛋白质吸附性能,为其在生物医学领域上的应用提供了可能。 展开更多
关键词 水下超疏油 复合涂层 抗蛋白质吸附
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Cr-C类石墨复合涂层制备表征及其在硬质合金铣刀上的应用
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作者 张哲轩 杨忠仪 +2 位作者 夏荣华 李新陈 彭浩 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期55-64,共10页
为了提高硬质合金铣刀的使用寿命,降低摩擦加工时的摩擦因数,本文结合Cr元素对涂层生长的促进作用与类石墨(GLC)涂层的优异性能,采用磁控溅射离子镀的方法,在硬质合金(YG8)上制备Cr-C类石墨复合涂层。通过拉曼光谱对复合涂层成分类石墨... 为了提高硬质合金铣刀的使用寿命,降低摩擦加工时的摩擦因数,本文结合Cr元素对涂层生长的促进作用与类石墨(GLC)涂层的优异性能,采用磁控溅射离子镀的方法,在硬质合金(YG8)上制备Cr-C类石墨复合涂层。通过拉曼光谱对复合涂层成分类石墨进行表征。利用扫描电镜观察涂层截面形貌,结合线扫描与面扫描结果对涂层元素成分分布进行表征。对复合涂层试样进行摩擦磨损试验,测定摩擦因数并计算磨损率,采用硬度测量仪测定复合涂层的硬度,使用自动划痕仪来评定复合涂层结合力。结果表明:Cr-C类石墨复合涂层具有典型的类石墨非晶碳结构特征,复合涂层整体厚度约为0.68μm;Cr元素主要分布在底层与过渡层,少量掺杂在工作层;C元素主要分布在工作层中,各层涂层内部没有裂纹、孔洞等缺陷,涂层的致密性较好。Cr-C类石墨复合涂层摩擦因数约为0.2,由磨痕形貌测得磨损体积为65.6651 mm^(3),磨损率为2.28×10^(-4) mm^(3)/(N·mm),复合涂层摩擦因数低,耐磨性好。复合涂层硬度可达824~986 HRV,与传统类石墨涂层相比,硬度提升28.22%~51.69%,复合涂层与基体之间的结合力为24 N,与同样应用于硬质合金铣刀的涂层相比,具有良好的结合性能。本文研究可为Cr-C类石墨复合涂层在硬质合金铣刀中的应用提供依据。 展开更多
关键词 复合涂层 磁控溅射 类石墨 硬质合金铣刀 铝合金 摩擦因数 涂层致密性
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GH907高温合金表面电弧离子镀NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层的高温抗氧化性能研究
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作者 朱荣涛 丁晓理 +3 位作者 陶浩天 关紫匀 燕峰 解志文 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期167-175,共9页
为提高GH907高温合金在750℃下高温抗氧化性能。在GH907合金表面采用电弧离子镀技术(AIP)制备NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层。系统开展复合涂层的高温抗氧化行为和机理研究,利用XRD、SEM和EDS等微尺度分析表征方法,全面解析氧化过程中物相的... 为提高GH907高温合金在750℃下高温抗氧化性能。在GH907合金表面采用电弧离子镀技术(AIP)制备NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层。系统开展复合涂层的高温抗氧化行为和机理研究,利用XRD、SEM和EDS等微尺度分析表征方法,全面解析氧化过程中物相的结构特征、氧化产物成分及表/截面形貌特征。结果试验表明,750℃氧化500 h后,GH907高温合金氧化层(FeO,Fe_(2)O_(3))萌生大量裂纹,氧化层发生大面积剥落。基体呈迅速氧化增重趋势,500 h质量增重值为22.38 mg/cm^(2)。相比之下,NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层在氧化实验中,由于形成连续且致密的Al2O3屏障层,有效抑制氧气内扩散,延缓GH907高温合金发生氧化反应的影响。氧化80 h质量增重为6.37 mg/cm^(2),随后质量增重率趋于稳定,500 h复合涂层质量增重值仅有7.68 mg/cm^(2)。结论由此表明,NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层可以显著提高GH907高温合金高温抗氧化性能。 展开更多
关键词 GH907高温合金 NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层 高温抗氧化机理
原文传递
高低温交替海洋环境下NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层的腐蚀失效机理
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作者 朱荣涛 张亮 +8 位作者 汪永宏 陈世露 季星红 池汕 许金亮 郭春江 段龙汉 燕峰 解志文 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第4期1-10,共10页
为探究NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层在高低温交替海洋环境中的腐蚀损伤和退化机理,通过设计高-低温氧化交替和高温氧化-酸性盐雾交替试验,对NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层腐蚀损伤开展研究。试验结果表明,经750℃高-低温交替氧化50次循环后,涂层... 为探究NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层在高低温交替海洋环境中的腐蚀损伤和退化机理,通过设计高-低温氧化交替和高温氧化-酸性盐雾交替试验,对NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层腐蚀损伤开展研究。试验结果表明,经750℃高-低温交替氧化50次循环后,涂层在氧化试验中发生氧化侵蚀,但表面结构完整性并未受到破坏。试验结束后合金质量仅增加了3.87 mg/cm^(2),表明涂层有效抑制了氧气向内部发生扩散,避免了基体遭受氧化侵蚀。在50次高温氧化-酸性盐雾交替循环过程中,NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层发生了严重的腐蚀降解,试验结束后合金质量高达13.52 mg/cm^(2)。氧化层结构因长期的盐雾侵蚀导致表面松动,萌生腐蚀孔洞甚至发生脱落。随着高温氧化-酸性盐雾交替循环次数的增加,引起涂层损伤的临界反应由氧化侵蚀转变为热腐蚀。混合盐共晶反应生成的氯气作为催化载体,加速了氧化产物的生长,证明NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层在高温氧化-酸性盐雾交替环境下的抗腐蚀性能较弱。 展开更多
关键词 NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层 海洋环境 高-低温氧化交替 高温氧化-酸性盐雾交替
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Inconel718合金激光熔覆Co/TiN复合涂层摩擦学及氧化行为
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作者 庄宿国 贺泊铭 +3 位作者 刘秀波 张飞志 张诗怡 刘志远 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期71-81,共11页
为了研究拓展Inconel718合金在高温环境下的应用,使用激光熔覆在其表面制备Co/TiN复合涂层,并结合XRD、SEM和EDS等分析方法,探究其在室温和600℃下的摩擦学行为及800℃下的抗氧化性能。结果表明:制备的涂层硬度相对基体有所提高,约为基... 为了研究拓展Inconel718合金在高温环境下的应用,使用激光熔覆在其表面制备Co/TiN复合涂层,并结合XRD、SEM和EDS等分析方法,探究其在室温和600℃下的摩擦学行为及800℃下的抗氧化性能。结果表明:制备的涂层硬度相对基体有所提高,约为基体的1.3~1.4倍。另外,涂层中的物相主要为固溶体及金属间化合物。对涂层的摩擦学性能进行测试,当TiN添加量为4%(质量分数,下同)时,涂层的减摩性能最好;而添加量为6%时,涂层的耐磨性最好,磨损率最大可降低90.02%。此外,氧化实验表明:Co/TiN复合涂层具有一定的抗氧化性能,氧化速率为8.7634mg^(2)·cm^(-4)·h^(-1),与基体相差不大。由此说明该复合涂层在保留基体抗氧化性的同时,能够大幅降低高温下的磨损率,且磨损率随着TiN的增加而减小。通过磨损机理分析可知,在600℃下各涂层均发生氧化磨损,其表面氧化膜的产生一定程度上也有助于降低磨损率。 展开更多
关键词 INCONEL718 激光熔覆 复合涂层 摩擦学行为 抗氧化性
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H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层组织及高温耐磨损性能
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作者 常倾城 任利兵 +2 位作者 刘英 谢咏馨 李卫 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期108-114,共7页
目的研究NbC颗粒的加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影响。方法将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合,采用激光熔覆技术,在H13钢基体表面制备不同NbC含量(质量分数分别为0%、10%、20%、30%)增强的NbC... 目的研究NbC颗粒的加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影响。方法将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合,采用激光熔覆技术,在H13钢基体表面制备不同NbC含量(质量分数分别为0%、10%、20%、30%)增强的NbC/Ni60合金复合涂层。采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪对复合涂层的微观组织和物相进行分析。借助显微硬度计,研究复合涂层的截面显微硬度分布规律。采用高温摩擦磨损试验机测试复合涂层在真空400℃下的摩擦磨损性能。结果在激光熔覆NbC/Ni60复合涂层中,物相主要由γ-(Ni,Fe)固溶体、Ni_(2)Si、CrB、Cr23C6、NbC组成;熔覆层以胞晶和枝晶为主,NbC含量对复合熔覆层组织及形态具有显著影响,加入少量NbC可使熔覆层组织细化;在NbC的质量分数为20%时,大量弥散的NbC颗粒在枝晶间呈聚集趋势;在NbC的质量分数为30%时,熔覆层中NbC相呈现块状、花瓣状形貌。NbC/Ni60复合涂层的硬度显著高于H13钢基体,随着NbC含量的增加,NbC/Ni60复合熔覆层的显微硬度逐渐升高,NbC的质量分数为30%的NbC/Ni60复合熔覆层的平均硬度高达848HV。在真空400℃、压力100 N、转速100 r/min、时间7200 s磨损工况下,NbC质量分数为20%的NbC/Ni60复合涂层的磨损量最小,因此其高温耐磨性最好。NbC质量分数为10%的NbC/Ni60复合涂层的摩擦因数最小。随着NbC含量的增加,复合涂层的摩擦因数反而升高。结论NbC/Ni60复合涂层与H13钢基体具有很好的冶金结合,显著提高了高温耐磨性能;NbC颗粒硬质相具有较好的增强作用,能够明显提高NbC/Ni60复合涂层的硬度和耐磨性;粗大NbC相不利于复合涂层耐磨性的进一步提高。NbC/Ni60复合涂层的磨损机制主要为磨粒磨损、疲劳剥落磨损。 展开更多
关键词 激光熔覆 NbC/Ni60复合涂层 微观组织 显微硬度 高温耐磨性能
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