ZL101A铝合金微弧氧化纳米陶瓷涂层的腐蚀行为研究

本文通过在硅酸盐电解液中加入纳米TiO2添加剂,研究了在NaCl溶液中长时间浸泡后,ZL101A铸造铝合金微弧氧化陶瓷涂层的腐蚀行为.结果表明,微弧氧化涂层可以在一定程度上保护基体不被腐蚀,电解液中加入纳米TiO2添加剂后,不但填补部分疏松层的孔洞,也增加了致密层的厚度,有效阻挡了Cl-对基体的直接侵入.     

AlN陶瓷表面氧化及Mo-Mn法金属化研究

对无压烧结制备的AlN陶瓷氧化处理,采用传统Mo-Mn法在预氧化后的AlN陶瓷表面制备金属化层,并在Mo-Mn金属化层表面实施镀镍制备Mo-Mn/Ni复合金属化层.研究了AlN陶瓷氧化及金属化对其导热性能、力学性能、表面相组成及显微结构的影响.结果表明:氮化铝陶瓷经过1100 ℃保温3 h的氧化处理之后,在其表面生成均匀分布的氧化铝层,热导率和抗弯强度分别提升了6.2;和26.6;.AlN陶瓷表层制备的Mo-Mn/Ni复合金属化层厚度约为28 μm,Al2O3层、Mo-Mn层与Ni层之间通过元素的相互迁移形成扩散层,层间紧密结合.金属化后陶瓷的热扩散系数较纯AlN陶瓷基体提升3.8;.     

Al2O3膜层制备参数对SiO2/Al2O3/PET复合膜透湿性能的影响

采用磁控溅射工艺在PET衬底上依次沉积了Al2 O3和SiO2薄膜,制备出SiO2/Al2 O3/PET复合膜.利用扫描电镜和透湿仪对复合膜的表面形貌和透湿性能进行表征.研究了制备Al2 O3膜层的射频功率、氩气流量、本底真空度和溅射时间4个参数对复合膜透湿率的影响.结果表明:复合膜的透湿率随着本底真空度的升高而减小,随着射频功率、氩气流量和溅射时间的增加均呈现先减小后增大的变化趋势;4个制备参数对复合膜透湿率的影响程度由大到小依次是本底真空度、氩气流量、射频功率、溅射时间;4个制备参数的较优组合为本地真空度0.5×10-3 Pa,射频功率300 W,溅射时间6 min,氩气流量70 mL·min-1.     

ZrB2-SiBCN复合陶瓷恒温氧化行为研究

高温结构材料ZrB2陶瓷由于其烧结温度高,应用受到限制,SiBCN聚合物前驱体的添加降低了ZrB2的烧结温度,并能够获得致密的ZrB2-SiBCN复合陶瓷.研究其氧化行为对于ZrB2-SiBCN陶瓷在高温领域的应用有重要的意义.通过XRD、SEM等手段对陶瓷1300℃时氧化行为进行了分析和研究,结果表明,在高温空气环境下,SiBCN陶瓷氧化直接生成硼硅酸盐玻璃,硼硅酸盐玻璃粘度低,铺展速度快,在陶瓷表面可形成氧化物保护层,阻碍陶瓷的进一步氧化.ZrO2与SiO2反应生成新的ZrSiO4相,使硼硅酸玻璃层因被消耗而变薄,ZrSiO4附近的ZrB2颗粒从硼硅酸盐玻璃层内裸露出来,加速了ZrB2的氧化.ZrSiO4相的生成降低了硼硅酸盐玻璃对陶瓷的抗氧化保护作用.     

用AAO模板法制备高度定向碳纳米管阵列的研究进展

用二步氧化法可以在草酸或硫酸中制备多孔氧化铝（AAO）模板,这种模板成本低,高度有序,六角排列。利用化学气相沉积技术可以制备高度定向生长的碳纳米管,这将有利于研究碳纳米管的性质和它在纳米电子器件及其他领域的应用。本文介绍了AAO模板的阳极氧化工艺,成膜机理以及不同电解液,氧化电流、电压等因素对纳米孔道的影响。讨论了催化剂和气相沉积温度对碳纳米管特性的影响,并指出这种制备碳纳米管的技术需要深入研究的问题。     

微弧氧化陶瓷膜封孔后处理及抗高温氧化性能的研究

在铝酸盐体系中,利用微等离体氧化脉冲电源在Ti-6Al-4V合金表面制备了以Al2TiO5为主晶相的陶瓷膜层,然后采用钛酸四丁酯/乙醇和硅酸钠溶液的封孔方法对微弧氧化陶瓷膜进行封孔后处理。通过SEM及高温氧化测试,分析比较了陶瓷膜层在封孔前后的表面形貌以及抗高温氧化性能的变化情况。结果表明:封孔后膜层孔洞明显变小。经700℃高温氧化测试,采用钛酸四丁酯/乙醇溶液封孔方法不仅没有带来抗高温氧化性能的提高反而下降,而硅酸钠溶液的封孔方法提高了抗高温氧化性能。     

含氟电解液使用次数(n≤15)对TiO2纳米管阵列形貌及锂电性能的影响

为了降低含氟电解液对环境的不良影响和有用资源的浪费,本文以不同使用次数(n≤15)的含氟溶液作为电解液,采用阳极氧化法制备了一系列TiO2纳米管阵列(TiO2NT).然后借助SEM、恒流充/放电、循环稳定性及循环伏安(CV)技术研究了含氟电解液的使用次数(n≤15)对所制备纳米管阵列电极的形貌及脱/嵌锂离子性能的影响.结果表明:含氟电解液的使用次数(n≤15)对TiO2NT形貌的负面影响不明显;作为锂离子电池负极活性材料时,电化学脱/嵌锂性能也没有出现大幅降低.     

HfC系超高温陶瓷抗氧化烧蚀性能研究

以热压烧结制备不同配比的HfC-SiC超高温陶瓷试样,采用超音速火焰分别在2300K和2500K下进行600s烧蚀试验,利用SEM和EDS对烧蚀后材料的微观结构和成分进行分析.结果表明:HfC-SiC体系超高温陶瓷具有优异的抗氧化烧蚀性能,30vol; SiC-HfC材料的抗烧蚀性能优于50vol;SiC-HfC材料与纯HfC材料,其抗氧化烧蚀主要依赖于HfCxOy与SiO2所生成的氧化层.纯HfC陶瓷的烧蚀氧化层与基体粘附性弱,出现了明显的分层,而SiC的加入使得氧化层与基体之间粘附性加强.烧蚀温度升高,烧蚀层厚度增加,抗烧蚀性能下降.与此同时,烧蚀温度提高会使Si元素有较多的损失,导致氧化层不致密;当SiC含量增加到50vol;后,内层HfCxOy骨架松散,不利于材料的抗氧化烧蚀.     

陶瓷先驱体聚硅氮烷(PSZ)加入Si、MoSi2填料制备石墨抗氧化复合涂层的研究

采用陶瓷先驱体聚硅氮烷(PSZ)为主要原料,并加入Si、MoSi2填料,于石墨表面制备高温抗氧化涂层.借助扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段对复合涂层的微观结构和相组成进行表征,并对涂层的抗氧化性能进行了初步研究.结果表明,涂层厚度约为30μm,内层为化学结合的SiC-Si过渡层,外层为MoSi2-SiC-SiCN氧阻挡层,涂层表面较为平整、致密,与过渡层结合紧密.涂层试样抗氧化效果与氧化温度有关,当氧化温度为1200℃时,抗氧化能力较差,氧化失重率约为10.98;,当氧化温度高于1300℃时,高温封填剂的作用发挥充分,抗氧化性能显著提高,氧化失重率仅为1.15;.     

高居里点(1-x)Ba_(0.998)La_(0.002)TiO_3+xBi_4Ti_3O_(12)系统陶瓷微观结构及温度特性的研究

采用传统陶瓷制备工艺制备(1-x)Ba_(0.998)La_(0.002)TiO_3+ xBi_4Ti_3O_(12) (0≤x≤0.01)系统陶瓷.对在还原气氛(氮气)中烧成的陶瓷样品在一定温度下进行再氧化处理.研究了不同Bi_4Ti_3O_(12)掺杂浓度以及再氧化过程对BaTiO_3微观结构、介电性能及居里温度Tc的影响.结果表明:掺杂Bi_4Ti_3O_(12)后,BaTiO_3陶瓷的晶粒尺寸明显减小;Bi_4Ti_3O_(12)具有提高陶瓷居里点温度的作用,当x=1.0时,居里温度提高到T_c=150 ℃.随着BIT加入量的增加,电子与缺位混合补偿,晶格中将产生金属离子缺位,以补偿多余电子,因此随着BIT掺入量的增加,电阻率逐渐增大.     

利用含吸收的纳米涂层实现的克尔效应增强

本文研究了含吸收的纳米涂层对铁薄膜的磁光克尔效应的影响.利用厚度仅为30 nm的吸收涂层硅实现了铁薄膜纵向和横向克尔效应的增强.660 nm波长处的纵向克尔转角的最大增强系数为1.46,对应涂层厚度为9nm,基于等效折射率模型,我们对纵向克尔转角进行了拟合,拟合结果可以很好的匹配实验.同时,铁薄膜的横向克尔效应也得到了增强,最大增强系数为9.43.     

热障涂层用陶瓷材料研究进展

寻求性能良好的涂层用陶瓷材料已经成为热障涂层技术领域的研究热点,本文综述了国内外锆基氧化物、A2B2O7型氧化物以及各类新型氧化物等热障涂层用陶瓷材料的研究成果,讨论了每一类材料在热物理性能研究方面存在的不足.指出未来应基于光子理论,设法降低ZrO2基陶瓷与A2B2O7氧化物的高温光子热导率,进一步提高涂层材料的隔热性能;系统研究元素掺杂对新报道陶瓷热物理性能的影响规律,并采用合适的工艺制备其对应热障涂层,实际考察涂层的综合性能;根据热传导和热膨胀基础理论,从材料设计的角度开发性能更加优良的新型涂层用陶瓷材料.     

Structure of Polycrystalline Cu Films as Solar Selective Coatings

Copper thin films (5–150 nm) were prepared by vacuum deposition with different rates (0.7, 1.5 and 3 nm/s). The position, intensity and profile of X-ray diffraction lines were analysed to study the phases, the crystallographic preferred orientation as well as the residual strain and crystallite size. The fcc polycrystalline Cu phase was revealed and no oxide phases were identified. The films were highly oriented with 〈111〉 fiber texture. The ratio of P₁₁₁/P₂₀₀ increased with the film thickness. Thus, in case of amorphous substrate, the type of the crystallographic texture of a film depends mainly on the structure of the deposited material. The crystallite size increases while the residual strain decreases, as the film thickness or the deposition rate is increased. The crystallite size was very small compared with the film thickness. The effect of deposition rate was pronounced specially from 0.7 to 1.5 nm/s.     

CVD样品台旋转对沉积金刚石涂层的影响

以CH3COCH3和H2为反应气源,利用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法,通过改变样品台的旋转频率在YG6硬质合金(WC-6wt; Co)基体上沉积金刚石涂层.利用X射线衍射分析YG6硬质合金表面沉积金刚石涂层物相,通过扫描电子显微镜和压痕试验机分析金刚石涂层的表面形貌、沉积厚度和膜基结合性能,考察了样品台旋转频率对沉积金刚石涂层结构与性能的影响,以确定最佳的样品台旋转频率.结果 表明,在固定沉积工艺参数条件下,当样品台的旋转频率为2次/h时,在YG6硬质合金基体上沉积的金刚石涂层具有较优的晶粒和更均匀致密的聚晶结构以及更高的膜-基结合力.     

微/纳米CVD金刚石涂层沉积工艺参数优化

通过正交实验设计工艺参数,利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备金刚石涂层,采用扫描电镜、洛氏硬度计、X射线衍射仪等对金刚石涂层进行性能表征,同时进行切削试验,从而确定微米层和纳米层最佳的碳源浓度、沉积气压、热丝与基体间距.结果表明:最优微米金刚石涂层沉积工艺参数为碳源浓度2;,沉积气压3 kPa,热丝/基体间距5 mm.最优纳米金刚石涂层沉积工艺参数为碳源浓度5;,沉积气压5 kPa,热丝/基体间距8 mm.     

热障涂层用稀土锆酸盐陶瓷材料研究进展

稀土锆酸盐热障涂层材料因具有低热导率,良好的高温相稳定性和隔氧性能等优点而被认为是最具有潜力的新型高温热障涂层材料体系之一.本文主要针对其作为新一代热障涂层在隔热与承载方面的性能需求,分析了热物理性能与力学性能的研究进展,并展望今后稀土锆酸盐的研制方向.     

合成CVD金刚石涂层用硬质合金基体预处理工艺优化研究

以CH3COCH3和H2为反应气源,采用热丝CVD法在经过两步法和三步法预处理的YG6硬质合金(WC-6wt;Co)基体上沉积金刚石涂层.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析检测预处理后的YG6基体的表面形貌和钴含量,通过对比三步法与两步法的预处理结果确定三步法最佳工艺.利用扫描电镜、X射线衍射仪和硬度计检测所得金刚石涂层的表面形貌、结晶性和膜基结合性.结果表明:三步法最佳工艺为先采用酸溶液腐蚀20 s,然后采用碱溶液腐蚀20 min,最后继续用酸溶液腐蚀3 min.三步法预处理后的YG6基体获得的金刚石薄膜生长更加均匀致密,晶粒取向更高,膜基结合性能更好.     

基于BP神经网络的Ni-TiN镀层腐蚀速率预测研究

采用磁场电沉积方法在40Cr钢表面制备了Ni-TiN镀层,并在正交实验的基础上建立了BP神经网络模型对镀层腐蚀速率进行预测,最后利用扫描电镜、X射线衍射仪以及显微电子天平对镀层的表面形貌、组分以及腐蚀速率进行分析和研究.结果表明,当工艺组合为A2B2C3D1,即TiN粒子浓度6 g/L,磁场强度0.4T,占空比50;,电流密度0.5 A/dm2时,Ni-TiN镀层经腐蚀后表面较为平整,凸起状物质较少.BP神经网络模型能够较好的模拟Ni-TiN镀层腐蚀速率,腐蚀速率最小值仅为2.134 mg/m·h,因此也证明了BP神经网络的可靠性.经XRD分析,Ni-TiN镀层存在Ni、TiN两相.     

前驱体转化法制备TiSi2/YSZ陶瓷涂层

采用聚硅氮烷前驱体作为基体,添加惰性填料(YSZ)和活性填料(TiSi2)制备涂层浆料,在310s不锈钢表面利用前驱体转化法制备TiSi2/YSZ陶瓷涂层.通过TGA、XRD和SEM对涂层的物相组成和微观形貌进行了表征,并研究了TiSi2含量对涂层的隔热性能以及耐高温性能的影响.结果表明,所制备的涂层厚度在15～35μm之间,由于前驱体树脂裂解过程中的体积收缩,未添加TiSi2的涂层表面分布有大量裂纹且涂层部分脱落.裂解过程中,TiSi2氧化生成TiO2与SiO2后可使TiSi2体积膨胀,弥补了前驱体树脂的体积收缩.因此随着TiSi2含量的增加,涂层脱落面积减少,表面裂纹密度降低,当TiSi2的体积分数达41;时,涂层内部无裂纹产生,该涂层样品在1200℃氧化25 h后金属基底氧化增重降低88.8;,并表现出良好的隔热性能和抗热震性能.     

基于AR模型的Ni-TiN复合镀层TiN粒子复合量预测研究

采用超声-脉冲电沉积方法在T8钢表面制备了Ni-TiN复合镀层,采用扫描电镜和X射线光衍射仪对镀镀层物相组织结构进行检测,并建立AR模型对镀层的TiN粒子复合量进行预测.结果表明,当电流密度4 A/dm2、占空比50;、超声波功率140 W时,Ni-TiN复合镀层表面较为光滑,晶粒较为细小,组织较为均匀.XRD分析表明,Ni-TiN复合镀层中存在Ni、TiN两相,镍的衍射峰分别位于44.8°、52.2°和76.8°,TiN的衍射峰分别位于38.5°、42.8°和66.5°.AR模型对Ni-TiN复合镀层TiN粒子复合量预测能力较强,其相对误差最大值与最小值分别为2.43;及0.71;.