分层化金属陶瓷光热转换涂层的微结构构筑与热稳定性

针对金属陶瓷基光热转换涂层高温热稳定性不足的核心问题,提出构筑吸光纳米颗粒分层化结构来替代传统金属陶瓷涂层中纳米颗粒随机分布的结构,这不仅可以抑制高温下涂层中纳米颗粒的团聚和长大,而且能够增强涂层与太阳光的交互作用,达到热稳定性和选择吸收性能的同步提升.基于此思想,本文设计并制备了Cr/AlCrN/AlCrON/AlCrO多层金属陶瓷光热转换涂层,对其微结构、光学性能和热稳定性进行了详细的研究.研究结果表明,沉积态涂层的吸收率达到了0.903,发射率为0.18.3,而且在500℃、大气环境下退火1000 h后,涂层的吸收率竟提高至0.913,发射率也仅有0.199,表现出良好的光谱选择吸收性和优异的高温热稳定性.微观组织分析发现,在AlCrON吸收层内形成了AlN,Cr₂N纳米颗粒嵌于非晶陶瓷电介质基体的稳定双相复合结构,并且AlN,Cr₂N纳米颗粒呈分层化规则排列.时域有限差分(FDTD)模拟表明,纳米粒子的分层化分布可以将光子囚禁在AlCrON层内,从而增强太阳光和涂层的作用时间和强度,有助于提升涂层对太阳光的吸收,而且退火过程中纳米颗粒...     

纳米颗粒对金属陶瓷光热转换涂层选择吸收特性的影响

以双金属、氮化物和氧化物作为吸光组元的金属陶瓷涂层是一类极具发展潜力的耐高温光热转换涂层，为了明确其光谱选择性吸收机理，采用第一性原理计算和有限差分时域(FDTD)法研究了WTi、Cr₂O₃和TiN的能带结构、电子结合特性和分布特征对选择吸收特性的影响。研究结果表明：WTi双金属纳米颗粒因Ti的掺杂会产生强烈的原子轨道杂化，导致能带上移和带宽变窄，可以强化对电子的局域限制，有助于增强带间耦合作用和表面等离子体激元共振效应；Cr₂O₃氧化物纳米颗粒中存在较窄的禁带，键长易发生变化，故在高温下其光吸收机制会从电子跃迁方式向表面等离子体激元共振效应转变；TiN氮化物纳米颗粒中不存在禁带，体现出更广的光吸收波长范围，同时颗粒间稳定的键长和较高的载流子浓度增强了体系的稳定性和自由载流子光吸收效应。此外，FDTD模拟发现，小尺寸纳米颗粒在0.3～1.5μm波段内具有很高的吸收系数，而大尺寸纳米颗粒虽然吸收系数不高，但是具有更高的散射系数。基于此，创新性地提出了多尺度分层化金属陶瓷光热转换涂层的组织构筑策略，使不...     

含颗粒涂层的等效光学常数

提出了一种计算含颗粒涂层的等效光学常数新方法.仔细地考虑了球状、柱状和片状颗粒对光的吸收和散射，得到了这种涂层的表观反射率，将这个反射率等效于一个均匀涂层的反射率，从而得到了含颗粒涂层的等效光学常数. 关键词：     

装饰光学涂层的研究和进展

对装饰硬涂层目前的研究动态和应用作了评论，论述了颜色的产生和颜色变化的基本原理以及为了研究涂层颜色与涂层其它性质之间关系所需要的特殊技术。文中给出了化学计量、结构以及表面粗糙度对物理蒸汽淀积（PVD）的硬涂层颜色的影响，对于最佳标准的PVD装饰涂层和具有最新抗腐蚀性能、最新颜色的涂层系统作了评论。应用NiPd和CuSn(Zn）代替Ni电镀涂层作为中间层，使涂层系统得到了改进，大大减小了变态反应的危险性。     

用移相法测非磁性涂层的厚度

用移相法测非磁性涂层的厚度贾亚民，姜芸（西安交通大学７１００４９）随着装演技术的不断提高与发展，涂层厚度测量技术在工业生产中的应用愈来愈广，特别是铁磁性材料（如钢、铁等）表面油漆、塑料、搪瓷等喷涂厚度的测量与控制技术应用日益广泛，所以国内在这一领域的...     

水筒中涂层模型降低噪声总声级的研究

我们根据回转体模型的水筒噪声试验，分析了不同低表面能涂层模型在高，低频段代噪声总声级的效果，一些涂层模在高频噪声级降低很多时引起了噪声总声级的降低。     

SHS等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe纳米复合涂层的研究

利用SHS等离子喷涂技术，将经过机械团聚法制备的Fe₂O₃-Al复合粉体送入等离子焰流，沉积出厚度约为400 μm的复合涂层.利用XRD，SEM 和TEM等检测手段对涂层的成分和组织进行了分析，测定了涂层的显微硬度、断裂韧性以及耐磨性.结果表明涂层为具有纳米结构的FeAl₂O₄-Al₂O₃-Fe纳米复合组织；涂层的显微硬度为HV_100g870；断裂韧性是普通Al₂O₃涂层的2倍；无润滑磨损的耐磨性是普通Al₂O₃涂层的2.5倍. 关键词： SHS等离子喷涂 纳米涂层 断裂韧性     

真空热处理对陶瓷涂层性能的影响

等离子喷涂所获得的涂层结合强度高，并且能够加工高熔点的金属和陶瓷材料，但在喷涂过程中，容易产生热应力、孔隙度较高、表面熔凝不好、颗粒凸出、光洁度不高等现象。为此，研究了通过真空热处理过程来消除涂层热应力、并在一定程度上提高涂层结合强度与致密度，同时在真空中高温熔凝，提高涂层光洁度。     

激光辐照热障涂层中平面应变问题的热弹性变分分析

 针对激光辐照热障涂层材料的平面应变问题，提出热障涂层热弹性分析的基本方程，对定常温度场给出级数形式解析解，并用最小余能原理和变分法分析了结构的热弹性应力场，研究了最大应力和界面应力的分布特征，并就一些物理参数的影响进行了讨论。结果表明，热障涂层的主要破坏因素为表面拉伸应力，界面应力相对较小，但在自由边界有集中现象，剥落应力大于剪切应力，是导致涂层破坏的重要原因。涂层厚度增加会改变厚度方向上的应力分布，界面应力向中心集中。     

深紫外光刻光学薄膜

深紫外波段是目前常规光学技术的短波极限,随着波长的缩短,深紫外光学薄膜开发面临一系列特殊的问题;而对于深紫外光刻系统这样的典型超精密光学系统来说,对薄膜光学元件提出的要求则更加苛刻。本文主要介绍了适用于深紫外光刻系统的薄膜材料及膜系设计;对薄膜沉积工艺、元件面形保障、大口径曲面均匀性等超精密光学元件的指标保障关键问题进行了讨论;对环境污染与激光辐照特性等光刻系统中薄膜元件环境适应性的重要因素进行了深入分析。以上分析为突破高性能深紫外光刻光学薄膜开发瓶颈,更好地满足深紫外光刻等极高精度光学系统的应用需求指明了方向。     

KrF Laser-induced Damage to ZrO_2/SiO_2 Coatings

ＫｒＦＬａｓｅｒ－ｉｎｄｕｃｅｄＤａｍａｇｅｔｏＺｒＯ_２／ＳｉＯ_２Ｃｏａｔｉｎｇｓ￥ＷＡＮＧＮａｉｙａｎ；ＧＡＯＨｕａｉｌｉｎ（ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒｇｙ，Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ２７５－７，Ｂｅｊｉｊｎｇ１０２４１３，Ｃｈｉｎ...     

Electroless Ni—P—ferrite composite coatings for microwave applications

Electroless, EL coating technique is one of the elegant ways of coating by controlling the temperature and pH of the coating bath in which there is no usage of electric current. It is estimated that the market for this chemistry will increase at a rate of about 15% per year. Use of microwave energy for synthesis of material with novel microstructures is an exciting new field in material science with enormous application. In this investigation, nanograined BaZn_2−yCo_yFe₁₆O₂₇ y = 0.0, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6 and 2.0) powders have been synthesized by citrate precursor method followed by heat treatment at various specified temperatures like 650, 750 and 850° C for 3 h in the furnace. In addition heat treatments are also carried out in the microwave oven of the power rating of 760 W. The powders thus produced have been characterized by SEM, EPMA, VSM, XRD and thermal analysis techniques. As a forward step towards EL nano-composite coatings, Ni-P-X (X = BaZn_2−y Co_yFe₁₆O₂₇) coatings with thickness less than ∼0.1 mm thick has been produced. Such coating exhibits absorption of microwave in the range of 12–18 GHz up to about 20 db depending upon the volume fraction of the ferrite particles embedded in the Ni-P matrix     

NiCrBSi涂层在酸性介质中耐腐蚀性能

研究了NiCrBSi涂层在沸腾的H2SO4和HCl溶液中的耐腐蚀性能,分析了其腐蚀过程.实验结果表明,NiCrBSi涂层具有良好的耐腐蚀性能,腐蚀过程主要为腐蚀剂通过涂层中的通孔进入涂层,引起腐蚀,腐蚀一定时间后,在涂层与基体之间产生腐蚀产物,涂层鼓泡.     

稀土CeO_2对镍基纳米Al_2O_3激光熔覆复合涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了不同CeO2含量的镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度测试。结果表明,随着CeO2含量的增加,熔覆层组织由亚共晶向共晶组织转变;加入1.0%CeO2对镍基纳米Al2O3熔覆层的组织起到明显的细化和净化作用,枝晶生长的方向性减弱,组织趋向均匀,熔覆涂层的显微硬度值比未加稀土的涂层提高了60-95HV0.2。     

SiO_2光学增透膜的制备及光学性能

在碱催化体系中以正硅酸乙酯 (TEOS)为前驱体制得SiO2 溶胶 ,采用旋转镀膜法 (spin coating)制备SiO2 光学增透膜。研究了在不同制备条件下对膜层光学性质的影响 ,推算了膜层的折射率及厚度 ,并由此给出膜层孔隙率以及膜层的厚度与转速的关系     

碳化钨对激光熔覆高熵合金的影响

为了获得高性能的涂层材料,采用激光熔覆的方法,在Q235钢基体上制备了FeSiCrCoMo高熵合金涂层,并研究了WC对高熵合金涂层的组织和性能的影响。通过金相、X射线衍射、扫描电镜、硬度计、磨损试验机分别研究了添加WC前后涂层的微观形貌、相结构、硬度及磨损性能。结果表明:高熵合金FeSiCrCoMo涂层组织为粗大枝状晶,主要由BCC相和金属间化合物构成,添加WC后,涂层中形成了致密细小的胞状晶,同时BCC相增多,金属间化合物明显减少;添加WC后涂层的硬度明显增强,平均硬度提升了23%,涂层表面平均硬度达到了687HV0.2;WC的添加使得涂层的摩擦系数减小,磨损率减小,耐磨性能提高。     

Investigation of the microstructure and tribological behavior of cold-sprayed tin-bronze-based composite coatings

In this paper, tin-bronze/TiN and tin-bronze/quasicrystal (AlCuFeB) composite coatings were fabricated by cold spray process. Microstructure and microhardness of the prepared coatings were investigated. Ball-on-disc dry sliding wear tests were conducted in an ambient condition to examine the tribological behavior of the composite coatings. The results show that the microhardness and the density of composite coatings increase significantly compared to the pure tin-bronze coating. The friction coefficient of composite coating decreases when reinforcing particles were introduced. Furthermore, the bronze/quasicrystal composite coating has a lower friction coefficient and wear rate than the bronze/TiN coating. Tribological mechanisms of the composite coatings were discussed.     

Study on crystalline to amorphous structure transition of Cr coatings by magnetron sputtering

The influence of deposition rate on crystalline to amorphous microstructure transition of Cr coatings was studied through preparation of Cr coatings deposited onto silicon wafers using magnetron sputtering technique. The microstructure and morphology of Cr coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). Results show that Cr coating prepared at 400 W exhibits dense columnar crystalline structure and the crystallite size and crystallization rate are increased expressly in the initial 5 min. When the deposition rate achieved to the maximum, Cr coating shows a case of infinite periodic renucleation where new crystals are assumed to be nucleated periodically on the surfaces of growing crystals and strong persistence of the columnar growth morphology is apparent. However, Cr coating exhibits overall microstructure of amorphous phase mixed with a few nano-crystal grains as the deposition rate decreases to the minimum.     

极紫外多层膜技术研究进展

在极紫外波段,任何材料都表现出极强的吸收特性,因此,采用多层膜实现高反射率是构建正入射式光学系统的唯一途径。本文总结了极紫外多层膜的发展进程,叙述了制备极紫外多层膜的关键技术(磁控溅射、电子束蒸发、离子束溅射)以及它们涉及的相关设备。由于多层膜反射式光学元件主要应用于极紫外光刻与极紫外天文观测,文中重点讨论了极紫外光刻系统对多层膜性能的要求,镀膜过程中的面形精度和热稳定性等问题;同时介绍了极紫外天文观测中使用的多层膜的特点,特别讨论了多层膜光栅的制备技术和亟待解决的问题。