检索结果-内蒙古大学图书馆

材料研究与应用 2024年第4期18卷 649-655页

作者：孙忠武马佳艳褚欣谢迎春刘敏黄继武中国航发哈尔滨东安发动机(集团)有限公司黑龙江哈尔滨150060 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

TiAl基合金作为一种可替代传统高温镍基合金的高温轻质材料,因优异特性被作为高推重比先进军用飞机发动机高压压气机及低压涡轮叶片的首选材料,可在高温环境下长期服役。然而,TiAl基合金的传统制备方法如精密铸造、铸锭冶金、粉末冶金... 详细信息

TiAl基合金作为一种可替代传统高温镍基合金的高温轻质材料,因优异特性被作为高推重比先进军用飞机发动机高压压气机及低压涡轮叶片的首选材料,可在高温环境下长期服役。然而,TiAl基合金的传统制备方法如精密铸造、铸锭冶金、粉末冶金、激光增材技术等,均存在成品性能差、加工难度大、工艺复杂和成本高等问题。为克服这些问题,高效制备满足新一代航空发动机轻量化、耐高温服役需求的优异性能TiAl基合金,基于元素粉末冶金法,提出了一种新的制备方法。选用Ti和Al混合粉末,采用冷喷涂法制备TiAl基合金预制体,再结合热等静压烧结技术实现TiAl基合金的复合制备。同时,探究了沉积参数对沉积效率和TiAl基合金涂层成分的影响,研究了不同热等静压参数对TiAl基合金的组织性能的调控作用。结果表明,所制备的TiAl基合金涂层致密无明显缺陷,在压力为5 MPa和温度为500℃的冷喷涂工艺参数下,获得了75%的较高的沉积效率和4%的较小的涂层成分偏差。通过合理调控后续热等静压工艺的温度、压力和升温升压方式等参数,最终实现了组织致密的TiAl基合金制备。该复合制备新方法,避免了TiAl合金粉末本征脆性难以直接冷喷涂成形的缺点,充分发挥了冷喷涂和热等静压技术的优势,有效解决了传统TiAl合金成形难题,为冷喷涂-热等静压近净成形TiAl基合金提供了参考。

关键词： TiAl合金冷喷涂热等静压前驱体沉积效率孔隙率扩散相变

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基于YSZ的电镀Pt复合涂层红外发射率探究

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材料研究与应用 2025年第1期19卷 171-179页

作者：张景钦杨文超湛永钟侯振宁张小锋广西大学资源环境与材料学院/省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室/有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西南宁530004 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

红外隐身性能是新一代战斗机高温部件设计中的关键指标。高温部件通常采用热障涂层作为面层,通过表面涂覆红外低发射率涂层实现红外隐身。研究了不同涂层制备工艺对复合涂层性能的影响。采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术和大气... 详细信息

红外隐身性能是新一代战斗机高温部件设计中的关键指标。高温部件通常采用热障涂层作为面层,通过表面涂覆红外低发射率涂层实现红外隐身。研究了不同涂层制备工艺对复合涂层性能的影响。采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术和大气等离子喷涂(APS)技术,以DZ40M高温合金为基体,通过PS-PVD或APS制备不同厚度的7YSZ陶瓷层,随用电弧离子镀沉积Al中间层以提升表面导电性,并通过电镀法形成Pt红外低发射率层。研究表明,Al层在真空热处理过程中与YSZ发生原位反应生成致密α-Al2O3层,显著增强涂层间结合强度。当采用APS工艺制备YSZ层,Al/Pt的厚度比接近1∶1时,复合涂层在真空热处理后红外发射率可低至0.21,结合强度达41 MPa,通过优化Al/Pt层的厚度比,结合强度可进一步提升至53 MPa。若Al层过薄,Pt层会出现微观翘起,若Al层过厚,则会导致Pt层微观层面产生起伏与空洞,这两种情况均会对复合涂层的红外性能与结合强度造成影响。当采用PS-PVD工艺制备YSZ层,复合涂层在真空热处理后红外发射率低至0.27,结合强度达到68 MPa。为高性能红外隐身涂层的设计与工艺优化提供了重要理论依据。

关键词：大气等离子喷涂等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层氧化钇稳定氧化锆电镀红外发射率显微结构结合强度

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低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的抗燃气热冲击性能研究

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材料研究与应用 2024年第1期18卷 123-132页

作者：赵宇毛熙烨吕伯文邓朝阳董东东李创生毛杰邓春明邓畅光刘敏中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403

为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1000℃/75 h燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层... 详细信息

为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1000℃/75 h燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层表面形貌、相组成和显微组织、涂层厚度和均匀性等性能参数的变化。结果表明:热冲击试验后,不同涂层叶片的整体尺寸未发生显著变化,表明涂层在高温环境下具有稳定的尺寸;涂层表面形成了Al_(2)O_(3)膜和NiAl_(2)O_(4)尖晶石,保留了较好的结构完整度,这有助于提高涂层的耐腐蚀性能;涂层的物相组成主要包括γ-Ni、γ’-Ni_(3)Al和少量的β-NiAl,形成了贫Al区、互扩散区、二次反应区等典型微区结构,析出的TCP相为R相,表明在热冲击过程中涂层发生了相变;不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层均表现出了良好的抗热冲击性能,为航空发动机涡轮叶片的高温应用提供了可行的涂层方案。

关键词：低压等离子喷涂 NiCoCrAlYTa涂层燃气热冲击抗热冲击性能抗氧化性能叶片尺寸涂层厚度互扩散

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基于全固态复合电致变色阻挡层的性能研究

基于全固态复合电致变色阻挡层的性能研究

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第七届粤港澳真空科技创新发展论坛暨2023年广东省真空学会学术年会

作者：王晓萌苏一凡张程唐鹏石倩林松盛中国地质大学(北京)工程技术学院广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室

在全固态电解质器件中,电解质层作为传导离子的载体起着重要的作用,影响着电致变色器件的转换速率、记忆效应等关键性能。针对全固态电解质器件存在的电流泄漏、电子击穿和循环性能等问题,创新的全固态电解质体系和器件结构是提高性能... 详细信息

在全固态电解质器件中,电解质层作为传导离子的载体起着重要的作用,影响着电致变色器件的转换速率、记忆效应等关键性能。针对全固态电解质器件存在的电流泄漏、电子击穿和循环性能等问题,创新的全固态电解质体系和器件结构是提高性能的关键。在全固态电致变色器件中添加电子阻挡层的方法是一种有效的改善电致变色漏电现象的方法,采用介电性能较好的Al作为锂盐电解质的阻挡层,设置不同厚度梯度的铝盐阻挡层,新型的七层结构有效的阻挡了电解质层电流泄漏的问题,实现更好的电解质层的性能调控,器件的光调制率为52.31%,着色时间为9s,退色时间为4s,着色效率为59.67cm/C,具有良好的光电性能。通过改进电解质阻挡层的性能,可以实现更高的转换速率、更好的记忆效应以及更稳定的循环性能,从而推动全固态电致变色器件的应用和发展。

关键词：全固态电致变色器件阻挡层电流泄漏电致变色 Al3+/Li+

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Si含量对Fe-Cr-Si合金高温耐磨性能的影响

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材料保护 2024年第3期57卷 98-103,129页

作者：郝威龙海洋贵永亮宋春燕马汝成张学峰华北理工大学冶金与能源学院河北唐山 063210 华北理工大学唐山市特种冶金及材料制备重点实验室河北唐山 063210 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州 510650

为研究Si含量对Fe-Cr-Si合金高温耐磨性能的影响,改善Fe-Cr-Si合金在高温环境下的耐磨性能,采用真空电弧熔炼制备了 4种不同Si含量(原子分数5％、10％、15％、20％)的Fe-Cr-Si合金,研究了 Si含量变化对其高温耐磨性能的影响.结果表明,4... 详细信息

为研究Si含量对Fe-Cr-Si合金高温耐磨性能的影响,改善Fe-Cr-Si合金在高温环境下的耐磨性能,采用真空电弧熔炼制备了 4种不同Si含量(原子分数5％、10％、15％、20％)的Fe-Cr-Si合金,研究了 Si含量变化对其高温耐磨性能的影响.结果表明,4种Fe-Cr-Si合金均由单相组织构成,Si含量的增加使得合金硬度逐渐升高,并且促进了金属硅化物Fe3Si的形成.随着Si含量的增加,Fe-Cr-Si合金的摩擦系数和磨损率逐渐减小,磨损机制由剥落磨损转变为氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损.

关键词： Fe-Cr-Si合金金属硅化物高温耐磨性能

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Re扩散障厚度对铂改性铝化物涂层1200℃氧化行为影响

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材料研究与应用 2024年第4期18卷 633-642页

作者：梁晋铭尹斌李伟洲赵小莲邓春明广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 广东省科学院新材料研究所/现代表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651 厦门理工学院材料科学与工程学院福建厦门361024

铂改性铝化物(PtAl)涂层具有良好的抗高温氧化和抗热腐蚀综合性能,被广泛用于单晶航空发动机高温合金叶片的高温防护。添加扩散障可阻止高温合金中难熔元素(W,Mo)向外扩散,提高涂层/基体结构稳定性,以及PtAl涂层抗氧化和高温力学性能。... 详细信息

铂改性铝化物(PtAl)涂层具有良好的抗高温氧化和抗热腐蚀综合性能,被广泛用于单晶航空发动机高温合金叶片的高温防护。添加扩散障可阻止高温合金中难熔元素(W,Mo)向外扩散,提高涂层/基体结构稳定性,以及PtAl涂层抗氧化和高温力学性能。为探究Re扩散障厚度对PtAl涂层性能的影响,采用电镀与高温低活性渗铝技术,在Ni3Al基单晶高温合金表面制备了无Re扩散障和3种不同厚度Re扩散障的PtAl涂层,开展了1200℃恒温氧化实验,对比分析了PtAl涂层的抗高温氧化性能。利用场发射-扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对涂层微观组织结构和成分进行了详细表征,对其氧化行为及失效机制进行了深入探讨。研究表明,未添加Re扩散障的制备态PtAl涂层呈现双层结构,包括外层和互扩散区。添加Re扩散障后,PtAl涂层转变为3层结构,包括外层、扩散障层和互扩散区。添加了Re扩散障的PtAl涂层,经1200℃氧化后涂层表面呈现出更少的剥落面积,氧化膜相对致密完整,表明Re扩散障的添加可以显著提升PtAl涂层的抗高温氧化性能。随着Re扩散障厚度的增加,涂层的氧化增重进一步降低;然而,当Re扩散障厚度超过一定程度后,涂层抗氧化性能的提升并不明显。其原因是过厚的电镀Ni-Re层在氧化过程中导致了Re扩散障致密度和连续性的下降,降低了扩散障对Al元素的阻扩散效果。本研究深入揭示了Re扩散障厚度对PtAl涂层抗氧化性能的影响机理,为含Re扩散障的PtAl涂层的设计提供了重要理论基础。

关键词： PtAl 扩散障厚度抗高温氧化性能单晶高温合金元素互扩散渗铝航空发动机

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Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)涂层干滑动摩擦磨损行为的影响

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中国表面工程 2022年第2期35卷 176-186页

作者：勾俊峰杨鑫张世宏杨阳张小锋王冠刘江文王铀张永康广东工业大学机电工程学院广州510006 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243000 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层与高硬度陶瓷接触时的摩擦磨损行为及磨损机制的影响尚未揭示。采用大气等离子喷涂的方法制备Cr_(2)O_(3)含量不同的Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层以研究Cr_(2)O_(3)的影响机制。试验... 详细信息

Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层与高硬度陶瓷接触时的摩擦磨损行为及磨损机制的影响尚未揭示。采用大气等离子喷涂的方法制备Cr_(2)O_(3)含量不同的Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层以研究Cr_(2)O_(3)的影响机制。试验结果表明:Cr_(2)O_(3)明显减少了涂层的微观孔隙;复合涂层中α-Al_(2)O_(3)/γ-Al_(2)O_(3)的相对含量比明显高于Al_(2)O_(3)涂层中的37%;Al_(2)O_(3)-40%Cr_(2)O_(3)涂层的硬度与Al_(2)O_(3)涂层相比提高了48%,断裂韧性是Al_(2)O_(3)涂层的2倍多;当载荷为5 N、10 N和15 N时,Al_(2)O_(3)-40%Cr_(2)O_(3)复合涂层的摩擦因数最低,磨损率依次降低60%、85%和79%。但是当载荷为20 N时,Al_(2)O_(3)-20%Cr_(2)O_(3)复合涂层的摩擦因数最低,磨损率降低了50%。微观脆性断裂是涂层的主要磨损机制。复合涂层耐滑动磨损性能与Cr_(2)O_(3)含量及磨损条件是密切相关的。微观结构、硬度、断裂韧性、导热系数等是影响Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层耐磨损性能的重要因素。研究结果可为高耐磨性Al_(2)O_(3)基涂层的设计和应用提供指导。

关键词：大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层摩擦因数耐磨损性能

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微钻刀具表面DLC多层涂层的制备及其性能研究

微钻刀具表面DLC多层涂层的制备及其性能研究

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第七届粤港澳真空科技创新发展论坛暨2023年广东省真空学会学术年会

作者：任贝贝苏一凡娄嘉张程唐鹏林松盛代明江广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室湘潭大学材料科学与工程学院

印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是电子元器件的支撑体,为各项元器件之间提供连接,并具有绝缘、隔热的作用。其中,钻孔在印刷电路板的总加工成本中占30-40%。目前,应用于加工PCB的微钻刀具主要利用数控钻床实现高速切削,通常采... 详细信息

印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是电子元器件的支撑体,为各项元器件之间提供连接,并具有绝缘、隔热的作用。其中,钻孔在印刷电路板的总加工成本中占30-40%。目前,应用于加工PCB的微钻刀具主要利用数控钻床实现高速切削,通常采用硬质合金的定柄刀具,要求切削速率快、排屑速率高、孔位精度高、孔壁品质好,同时也要保证刀具寿命长。在PCB微钻表面应用的涂层包括金刚石涂层,类金刚石碳(Diamond-Like Carbon Films,DLC)涂层、WC涂层、TiAlN涂层等。DLC作为固体润滑剂的研究已有近30年的历史,被广泛应用于机械保护涂层。然而,DLC涂层与金属表面的结合倾向较低,若将其应用于钻孔工艺,薄膜易产生脱落现象,从而导致钻孔过程中出现钻孔质量差、刀具寿命短等问题。同时,微钻刀具的尺寸细小,结构上存在大量的尖刃、沟槽等,更加导致了涂层与微钻间结合力差等问题。针对此问题,本研究利用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)在微钻表面制备DLC多层涂层。通过磁控溅射技术制备过渡层(MeC/TiCN,其中Me为Cr、Ti或W),同时调整DLC功能层的工艺参数。所制备的DLC多层涂层的附着力为31N,硬度可达28GPa,摩擦系数为0.07,有效改善了DLC涂层的力学和摩擦学性能。将DLC多层涂层沉积于微钻表面后,对PCB进行钻削加工,在钻孔2000次后的孔位精度(CPK)为3.2,有效提升了微钻的加工质量及使用寿命。

关键词：等离子体增强化学气相沉积 DLC 硬度附着力 PCB

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磁控溅射NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜结构与性能研究

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表面技术 2021年第5期50卷 198-207页

作者：卢金德韦春贝林松盛张佳平李浩宇李助军刘怡飞代明江李风刘敏广东工业大学材料与能源学院广州510006 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043 广州铁路职业技术学院机电工程学院广州510430

目的通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜。方法采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS_2复合薄膜,研究不同MoS_(2)掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能... 详细信息

目的通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜。方法采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS_2复合薄膜,研究不同MoS_(2)掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能的影响。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜元素含量、组织结构和相结构进行分析。通过显微硬度计、洛氏硬度计、球-盘式摩擦磨损试验机、3D轮廓仪及高温氧化试验,对复合薄膜硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗氧化性能进行分析。结果 NiCrAlY及Ni CrAlY/MoS_(2)复合薄膜以柱状晶结构生长,物相结构主要由Ni_(3)Al、Ni-Cr和MoS_(2)组成。随着MoS_(2)含量的增加,薄膜柱状晶尺寸增加,致密度下降,薄膜硬度从503HV逐渐降到336HV。复合膜具有良好的膜/基结合力,结合力达到HF1级水平。掺杂MoS_(2)可以明显提高复合薄膜的摩擦学性能,当MoS_(2)掺杂量达到48.1%~69.8%时,NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜在室温下具有良好的耐磨减摩性能,其摩擦因数降低至0.038~0.09,磨损率比NiCrAlY薄膜降低1个数量级以上,达到2.14×10^(–6) mm^(3)/(N·m)。对NiCrAlY和NiCrAlY-48.1%MoS_(2)复合薄膜进行400℃和500℃高温氧化试验,复合薄膜氧化形成NiO、Al_(2)O_(3)、MoO_(3)相,经过氧化后复合薄膜仍具有良好的耐磨性能,400℃氧化后复合薄膜磨损率降至1.41×10^(–6) mm^(3)/(N·m)。结论 MoS_(2)掺杂量对NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜结构和性能有重要影响,当MoS_(2)原子数分数为48.1%时,复合薄膜在常温以及高温氧化后均具有良好的耐磨减摩性能。

关键词：磁控溅射 NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜摩擦学性能高温氧化

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医用纯钽激光选区熔化制备工艺及力学性能研究

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热加工工艺 2021年第20期50卷 76-81页

作者：邓朝阳闫星辰董东东王岳亮马文有刘敏中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 广东省新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室现代材料表面工程技术国家工程实验室广东广州510651

为得到高性能纯钽零件以满足医学需要,对使用激光选区熔化技术制备具有优良力学性能的纯钽试样进行探究。采用OM、SEM、XRD对所制备的纯钽试样微观组织进行研究,使用显微硬度计及拉伸试验机对所制备纯钽试样的力学性能进行评估。结果表... 详细信息

为得到高性能纯钽零件以满足医学需要,对使用激光选区熔化技术制备具有优良力学性能的纯钽试样进行探究。采用OM、SEM、XRD对所制备的纯钽试样微观组织进行研究,使用显微硬度计及拉伸试验机对所制备纯钽试样的力学性能进行评估。结果表明,使用SLM技术所制备的纯钽试样宏观表面良好,孔隙率低,其微观组织结构主要由细小等轴晶构成,主要物相为BCC-Ta相;采用最优工艺制备的纯钽试样硬度达220 HV0.2、屈服强度551 MPa、抗拉强度618 MPa、伸长率13.2%,均优于铸态纯钽。因此,该研究证明了采用SLM技术制备高性能纯钽零件是一项极具研究价值的工作。

关键词：钽激光选区熔化技术显微硬度力学性能

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