基于BP神经网络的Ni-Si3N4复合镀层工艺-性能模型预测

在正交试验的基础上,运用BP神经网络优化脉冲电沉积工艺制备高颗粒含量的Ni-Si3 N4复合镀层;并对Ni-Si3N4复合镀层的微观结构以及高温抗氧化性能进行了表征分析.结果表明,运用BP神经网络优化的最佳工艺条件:颗粒悬浮量为40 g/L,镀液温度为45℃,转速为300 r/min,占空比为60;;该模型所得预测值与试验值曲线吻合较好,其相对误差较小,最大误差不超过3;,相关系数为0.99932.采用该优化工艺制备的Ni-Si3N4复合镀层中Si3N4微粒弥散分布于Ni基质层内部,镀层与基体之间无孔隙、裂纹等缺陷,具有优异的高温抗氧化性能.     

ZrO2含量对Ni-Co-ZrO2复合镀层显微硬度和耐磨性能的影响

以硫酸镍、硫酸钴和氧化锆为主要原料,采用脉冲沉积技术在Q235钢基体表面沉积了Ni-Co-ZrO2复合镀层,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分别观察和表征了复合镀层的显微形貌、成分组成和相结构,并对Ni-Co-ZrO2复合镀层的显微硬度和耐磨性进行了研究.结果表明:ZrO2颗粒弥散分布于Ni-Co合金中,基体与镀层界面处无孔隙、裂纹等缺陷,镀层厚度约为60μm;镀态下Ni-Co-ZrO2复合镀层基质合金为晶态结构,主要生长晶面为Ni(111)和Co (110),XRD衍射图谱呈现出低强度、大峰宽和多晶向的相结构特征.随着镀层内ZrO2颗粒含量的增加,Ni-Co-ZrO2复合镀层的显微硬度呈现先提高后降低、磨损量先减少后增加的趋势,当ZrO2含量为20 g/L时,复合镀层的硬度最高、磨损量最少,磨痕形貌呈现出轻微磨损.     

基于AR模型的Ni-Al2O3复合镀层显微硬度预测

采用磁场电沉积方法在45钢表面制备了Ni-Al2O3复合镀层,用扫描电镜、显微硬度计等仪器对复合镀层表面及显微硬度进行检测.最后用AR模型对Ni-Al2O3复合镀层显微硬度进行预测.结果表明,当磁场强度0.3T,Al2O3粒子浓度8 g/L,电流密度1.5 A/dm2时,Ni-Al2O3复合镀层表面较为平整,镀层缺陷较少.AR模型能够较好的预测Ni-Al2O3复合镀层显微硬度,最大相对误差仅为1.9;.     

基于RBF神经网络的Ni-TiN镀层耐蚀性能预测研究

采用脉冲电沉积方法在40Cr钢表面制备Ni-TiN复合镀层,并以TiN粒子浓度、电流密度以及占空比为输入层,以Ni-TiN复合镀层腐蚀量为输出层,建立RBF神经网络模型,对镀层腐蚀量进行预测研究,最后利用扫描电镜观察不同工艺参数下镀层表面形貌.结果表明,RBF神经网络对镀层腐蚀量有较强的预测能力,其预测值与实验值相对误差最小仅为0.73;;SEM分析表明,当TiN粒子浓度10 g/L,电流密度5 A/dm2,占空比60;时,Ni-TiN复合镀层经腐蚀后表面较为平整,腐蚀坑较少,耐腐蚀性能较好.     

脉冲占空比对Ni-TiN镀层组织及其耐磨性能的影响

采用磁场-电沉积方法在40Cr钢表面制得Ni-TiN复合镀层.利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、X射线衍射仪(XRD)及磨损试验机等对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微硬度、织构和耐磨性能进行研究.结果表明,脉冲占空比为50;时,镀层表面镍晶粒平均粒径65.3 nm,且镀层中TiN粒子复合量较多.随着脉冲占空比的增加,Ni-TiN镀层的显微硬度先增加后降低.脉冲占空比为50;时,Ni-TiN镀层的显微硬度达到最大值934 Hv,其磨损量和平均摩擦系数分别为28.5 mg和0.43.     

热处理温度对Ni-P-TiN纳米镀层的结构及其摩擦学性能影响

为改善机械零件的表面性能,采用超声波辅助化学沉积方法,在45钢基体表面制得Ni-P-TiN纳米镀层,利用透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电镜、摩擦磨损试验机对其进行微观组织、机械性能及摩擦学性能研究.结果表明,镀态Ni-P-TiN纳米镀层主要由大量Ni和少量TiN组成,镍晶粒和TiN粒子的平均粒径分别为95nm和42 nm.当热处理温度达到300℃时,Ni-P-TiN纳米镀层中出现Ni3P相和NiO相,其显微硬度高达951.9Hv,其平均摩擦系数为0.43.     

超声辅助脉冲电沉积Ni-TiN复合镀层制备工艺研究

采用超声辅助脉冲电沉积方法在45#钢表面制备NI-TiN复合镀层..利用X射线衍射仪(XRD)对复合镀层的物相组成进行检测分析,并利用原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)对Ni-TiN复合镀层的立体表面形貌及晶粒的分布进行观察分析.结果表明:当超声波功率为300 W时,所制备的Ni-TiN纳米复合镀层衍射峰强度最高,且含有Ni、TiN两相,Ni晶粒得到显著细化,TiN纳米颗粒分布较为均匀,无显著团聚现象发生.     

热等静压处理对元素级CVDZnS性能影响研究

元素级CVDZnS由于具有良好的光学性能和力学性能,是目前实用的中长波红外窗口材料.通过对元素级的ZnS进行热等静压工艺处理,对处理前后的ZnS进行了扫描电镜显微结构分析、透过率分析和弯曲强度的分析.研究表明,热等静压处理使得ZnS的晶粒有所长大,提高了光学性能,特别是可见光、1.06 μm及近红外波段透过率有了明显提高,但材料的弯曲强度有所下降.     

TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料的设计与制备

以纳米TiB2和微米TiB2为基体,WC为增强相,h-BN为固体润滑剂,采用热压工艺制备了TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料,并测量了其力学性能.结果表明:与均质TiB2/WC/h-BN微米自润滑陶瓷材料相比,其抗弯强度、断裂韧性与硬度分别提高了15.8;、6.7;和11.1;.用压痕法测量得到材料内部的残余应力,其应力值呈明显的阶梯变化趋势,且关于中间层对称分布,材料表层存在残余压应力,可有效提高材料力学性能与使用性能.显微结构观察显示,TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料晶粒细小、均匀,纳米TiB2颗粒分布均匀,材料断裂模式为典型的穿晶/沿晶混合断裂模式.     

化学复合镀制备Ni-P-SiC包覆立方氮化硼的机理研究

采用化学复合镀方法,制备了N-P-SiC包覆cBN磨料,通过SEM、EDX和XRD方法对制备的磨料进行了表征.分析了复合镀层的表面形貌、元素组成和物相结构,研究了复合镀层的沉积机理与胞状物的生长过程.SiC微粒与镀层的结合方式可能有三种,只有SiC微粒在镀液中完全被活化,才有可能被Ni-P合金牢固包覆,不至于被流动的镀液冲刷下来.     

添加纳米固体润滑剂的自润滑陶瓷材料高温摩擦磨损性能研究

采用真空热压烧结工艺制备了一种添加纳米固体润滑剂CaF2的自润滑陶瓷材料,研究其在室温25℃到600℃环境下与40Cr钢销干摩擦时的摩擦磨损性能.结果表明:自润滑陶瓷材料的摩擦系数与磨损率随环境温度的升高而逐渐降低,600℃时摩擦系数降低到0.21,磨损率降低到2.4×10-6 mm3/N·m.常温下自润滑陶瓷材料的磨损机理是磨粒磨损,高温环境同时存在磨粒磨损和粘着磨损.高温环境下摩擦表面纳米CaF2含量的增加和固体润滑膜的形成是摩擦磨损性能改善的主要原因.     

铼元素在镍基晶体中的高温机械性能研究

添加高铼酸钾于化学镍镀液中,得到光滑、致密的Ni-P-Re镀层,采用SEM、XRD、EDS等检测分析.结果表明,热处理后其仍为非晶态结构,其在600℃才完全晶化.镀层的氧化增重明显降低,微动摩擦系数整体小于普通的Ni-P镀层摩擦系数,体现了较好的高温抗氧化能力和抗微动磨损能力,有利于其在高温环境下,保持较好的机械性能.     

高温高压退火对碳化硅性能的影响

以CVD生产的碳化硅为原料在高温高压下进行退火处理,探究退火温度对碳化硅性能的影响.实验结果表明:随着退火温度的增加,碳化硅的颜色由浅绿色变为无色;体积有明显的缩小、密度增加;退火后碳化硅的抗压强度显著增强,机械强度有所增加;退火后的SiC结构并没有发生变化,15R-SiC在798.6 cm-1处拉曼峰强度减少,4H-SiC在970 cm-1拉曼峰强度有所增强.     

MgO-Al2O3-FeOn复相材料的高温蠕变性能研究

高铁镁砂中引入质量分数为3;的板状刚玉(粒径为2～3 mm),经1580℃烧结制备MgO-Al2O3-FeOn复相材料.对烧后试样进行蠕变温度分别为1300℃、1400℃和1500℃(压力为0.2 MPa,保温时间为50 h)的压蠕变实验.试样在1300℃、1400℃和1500℃的蠕变率分别为-0.382;、-1.140;和-4.348;.在50 h的压蠕变试验中,前20h为初始蠕变阶段,蠕变方程符合y=A+B*exp(C*x);后30 h为稳态蠕变阶段,蠕变方程符合y=D+E*x,式中y--蠕变率,;;x--时间,h;A、B、C、D、E--实验常数.采用XRD和SEM分析表征蠕变后试样的物相组成及显微结构.结果表明:在高铁镁砂中铁氧化物的促进下,板状刚玉周围形成了镁铁铝尖晶石固溶体,并具有明显的"核-壳"环带结构.由于选用的板状刚玉粒径为2～3 mm,经过不同温度的蠕变后,试样仍保持完整的环带结构而未被破坏,但由于离子扩散的原因,从外到内形成了多层环带结构.     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr与WC-Co涂层高温结合性能研究

采用超音速火焰喷涂在PCrNi3MoVA钢基体上分别制备了Cr3C2-NiCr与WC-Co涂层,并对涂层进行了800℃高温后续处理.用扫描电镜(SEM)观察分析两种涂层表面及涂层截面组织,分析涂层界面结合状态.用SANS CMT5305型拉伸试验机分别测试两种涂层在常温和高温处理后的结合强度.结果表明,常温下Cr3C2-NiCr与wC-Co涂层与基体的结合能力相似,高温下Cr3C2-NiCr涂层与基体的结合能力基本保持不变,而WC-Co涂层发生剥落.     

保温时间对合成轻质耐高温六铝酸钙材料性能的影响

采用钙质海砂和工业γ-氧化铝为原料,经球磨、成型和无压烧结等工艺原位反应制备了六铝酸钙轻质耐高温材料,利用XRD和SEM研究了产物的物相组成和显微形貌,探讨了保温时间对制备产物体积密度、显气孔率和常温抗折强度的影响.结果表明:当合成温度为1550℃,保温时间为3～6h时,产物主要为片状六铝酸钙;保温时间由3h增加至6h时,片状晶粒的厚度和尺寸增大,当保温6h时,晶体边缘已经开始出现熔融现象;试样体积密度先减小后增大;当保温时间为5h时,试样有较优的综合性能,其显气孔率、体积密度和抗折强度值分别为55.24;和1.67 g/cm3和7.06 MPa.     

高温富Si环境中C/C复合纤维异化机理研究

随着直拉法热场尺寸的不断增大,单晶硅生产过程中已经大批量采用C/C复合埚帮替代石墨埚帮.但是,由于埚帮处在高温富Si环境中,经过一定时间后碳纤维出现异化现象,致使埚帮失效,高频次的更换增加了企业的生产成本.研究中利用XRD对碳纤维埚帮异化不同阶段物相进行分析,通过SEM对异化后的埚帮形貌进行观察,发现处在高温富Si氛围中的碳纤维变成了碳化硅.通过对单晶硅炉内流场和温度场分析,揭示了碳化硅的形成过程和机理.结合碳纤维硅化过程和反应机理分析了埚帮异化的主要原因,为后续高寿命埚帮设计和延长其使用寿命提供增强策略.     

The Influence of High Temperature Predeformation on Ductility of LiF and BaF2 Single Crystals

The effect of high temperature predeformation on deformation characteristics of ductile LiF and brittle BaF₂ crystals was investigated. The same predeformation, as has been shown previously, leads to the increasing of the limited plastic deformation of MgO crystals by one order of magnitude. It was found that in both investigated crystals, as in the case of MgO crystals, at the test temperature T₂ ≅ 0.1 T_m limited plastic deformation before fracture obviously increases if the specimen was prestrained up to ε_p ≦ 1% at T₁ = 0.5 T_m. This increase is as higher as the plasticity of crystal is lower. In BaF₂ crystals it reaches a factor of 20 and more. The effect is connected with the creation of mobile dislocations during the high temperature predeformation and dislocaton sources for subsequent deformation at lower temperatures and with the homogeneity of the process of plastic deformation. These conditions prevent the appearance of dangerous places in which the fracture can begin.     

退火温度和涂膜层数对溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜微结构及光学特性的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度和涂膜层数对ZnO薄膜结晶性和光学特性的影响.扫描电镜(SEM)结果表明,退火温度的升高使得薄膜致密性和均匀性均得到改善.旋涂10层以上的薄膜其表面形貌明显要好于旋涂5层的薄膜样品,但旋涂10层和20层的薄膜其形貌和微结构差异并不显著.XRD图谱表明所有样品都具有纤锌矿结构,随着热处理温度的升高,各衍射峰强度增大,晶粒尺寸变大.光致发光(PL)测量显示,退火温度越高,涂膜层数越少,其PL谱发光强度越强.紫外-可见透过谱发现,涂膜层数越少,透射率越高;而提高退火温度也有助于改善薄膜透射率.结合已得到的微结构信息,对观察到的光学性能进行了合理解释,综合认为旋涂10层并在600℃退火是溶胶凝胶法制备ZnO薄膜的最佳生长条件.