检索结果-内蒙古大学图书馆

材料研究与应用 2022年第1期16卷 29-39页

作者：文魁刘学璋邵祉谏刘太楷宋琛毛杰范秀娟王先彬邓春明郭伟科刘敏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510651 江西科技师范大学材料与机电学院江西南昌330013 沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110027 广东省科学院智能制造研究所广东广州510070

喷枪阳极是等离子喷涂系统中的关键部件之一,其通过电弧的运动行为直接影响等离子射流流动及粒子的加热加速历程,最终决定了涂层的综合性能.为了深入理解大气条件下锥形Laval和标准圆柱形阳极喷嘴制备涂层性能之间存在较大差异的原因,... 详细信息

喷枪阳极是等离子喷涂系统中的关键部件之一,其通过电弧的运动行为直接影响等离子射流流动及粒子的加热加速历程,最终决定了涂层的综合性能.为了深入理解大气条件下锥形Laval和标准圆柱形阳极喷嘴制备涂层性能之间存在较大差异的原因,在前期制备涂层工作的基础上继续开展相关的数值模拟工作.基于计算流体动力学理论针对等离子喷涂过程建立包括喷枪内外区域的数学物理模型,系统探究两种阳极产生等离子电弧、射流特征及喷涂粒子的飞行行为.结果表明:在相同的喷涂条件下,锥形Laval阳极内产生的等离子电弧电压低、消耗电功率小,大电流密度区和等离子速度明显较标准圆柱形阳极的小;在喷嘴出口处,标准圆柱形阳极具有更高的等离子射流温度和速度,但锥形Laval阳极的等离子射流在喷枪外具有较小的衰减速率和较大的空间尺寸;在相同喷距位置,锥形Laval阳极的喷涂粒子速度要比标准圆柱形的小得多,但相应的升温和降温速率却更大,熔化也更充分.因此,标准圆柱形阳极适合制备致密且结合强度高的涂层,而锥形Laval阳极则更适合用于制备高沉积效率的多孔涂层.

关键词：数值模拟等离子喷涂阳极结构等离子射流喷涂粒子行为

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铝合金机匣抗微动磨损涂层材料及其制备工艺研究进展

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材料研究与应用 2021年第1期15卷 60-70页

作者：史周琨徐丽萍张吉阜胡永俊邓春明宋进兵刘敏广东工业大学材料与能源学院广东广州510006 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

微动磨损在航天航空领域的关键零部件中普遍存在,铝合金机匣作为航空发动机重要组成零件,因工作环境恶劣,易引起微动磨损,影响发动机正常工作,所以提高其抗微动磨损性能成为研究的重点.抗微动磨损材料主要分为软质材料和硬质材料,根据... 详细信息

微动磨损在航天航空领域的关键零部件中普遍存在,铝合金机匣作为航空发动机重要组成零件,因工作环境恶劣,易引起微动磨损,影响发动机正常工作,所以提高其抗微动磨损性能成为研究的重点.抗微动磨损材料主要分为软质材料和硬质材料,根据不同的工况条件选用合适的材料对防护微动磨损极为重要.表面涂覆技术是抗微动磨损的主要防护措施之一,常采用热喷涂、气相沉积和电镀等制备工艺在基体表面制备防护涂层,其制备效率高、涂覆层致密性高、与基体结合力强,在工程领域得到广泛的应用.全文针对抗微动磨损涂层材料及表面涂敷技术进行了阐述,并对抗微动磨损涂层的研究进行了展望.

关键词：铝合金机匣抗微动磨损涂层铝青铜 CuNiIn 热喷涂

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尖端结构对PS-PVD YSZ涂层沉积的影响

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材料研究与应用 2021年第1期15卷 1-8页

作者：李荣久邓畅光胡永俊毛杰邓子谦邵祉谏广东工业大学材料与能源学院广东广州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东广州510650

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术在设计的尖端结构试样表面制备了YSZ涂层,研究了YSZ涂层在尖端不同区域的形貌、厚度、孔隙率和微区力学性能的差异.结果表明:尖端部位各区域涂层呈现羽柱状结构,在涂层生长过程中柱状晶之间会... 详细信息

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术在设计的尖端结构试样表面制备了YSZ涂层,研究了YSZ涂层在尖端不同区域的形貌、厚度、孔隙率和微区力学性能的差异.结果表明:尖端部位各区域涂层呈现羽柱状结构,在涂层生长过程中柱状晶之间会因生长的空间受限而存在“挤压”竞争效应,尖端边角的几何特性会削弱“挤压”竞争效应,因此其涂层厚度远高于尖端其他区域;此外,尖端尖角附近的涂层羽柱状结构呈放射状,并沿基体表面法线方向向上生长;纳米压痕表明涂层硬度由顶部至底部呈现逐渐下降趋势,这与涂层结构和残余应力相关;尖端结构的尖角区域涂层微区硬度,显著高于尖端两侧区域;结合数值模拟分析结果发现,半封闭型面会导致等离子射流紊乱度上升,由于不同方向等离子体存在“卷流”和“冲击”现象,其对应沉积的涂层厚度下降,孔隙率上升.

关键词： PS-PVD 尖端结构羽柱状结构等离子射流纳米压痕

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等离子喷涂-物理气相沉积制备纳米复合结构环境障涂层及其热循环性能（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第11期48卷 3455-3462页

作者：王超张小锋周克崧刘敏邓畅光邓春明牛少鹏许世鸣陈志坤曾威广东省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 华南理工大学广东广州510640

在SiC/SiC陶瓷基复合材料(CMC)上制备了具有3层结构(Si/Mullite/Yb2SiO5)的环境障涂层(EBCs)。提出了一种新的等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)方法制备EBCs以减少SiC/SiC CMC在水氧腐蚀下的降解。在制备EBCs之前,用喷雾干燥塔制备了团... 详细信息

在SiC/SiC陶瓷基复合材料(CMC)上制备了具有3层结构(Si/Mullite/Yb2SiO5)的环境障涂层(EBCs)。提出了一种新的等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)方法制备EBCs以减少SiC/SiC CMC在水氧腐蚀下的降解。在制备EBCs之前,用喷雾干燥塔制备了团聚的Yb2SiO5粉末。然后通过PS-PVD技术制备了致密的EBCs,得到了具有层状和柱状复合结构的Yb2SiO5涂层,并给出了这种特殊结构的沉积示意图。此外,测试了PS-PVD制备的EBCs在1300℃到室温水中的热循环性能。在30次热循环实验后未出现明显的散裂现象,表明EBCs具有良好的抗热震性能。

关键词：环境障涂层等离子喷涂-物理气相沉积热循环 Yb2SiO5

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激光选区熔化成形YSZ/7075铝合金的显微组织与力学性能

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材料研究与应用 2021年第5期15卷 510-519页

作者：刘新亮胡永俊李艳辉张欣悦王岳亮卢冰文董东东马文有刘敏广东工业大学材料与能源学院广东广州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东广州510651

以7075铝合金粉末为原料,采用SLM技术制备了7075铝合金和YSZ/7075复合材料试样,并研究了SLM工艺参数及钇稳定氧化锆(YSZ)添加含量对7075铝合金试样微观组织结构和力学性能的影响.试验结果表明:SLM成形7075铝合金试样的相对密度,随着激... 详细信息

以7075铝合金粉末为原料,采用SLM技术制备了7075铝合金和YSZ/7075复合材料试样,并研究了SLM工艺参数及钇稳定氧化锆(YSZ)添加含量对7075铝合金试样微观组织结构和力学性能的影响.试验结果表明:SLM成形7075铝合金试样的相对密度,随着激光能量密度的增加呈先增大后减小的趋势;SLM成形试样沿晶界分布着网状裂纹,添加钇稳定氧化锆(YSZ)纳米粉体能明显抑制SLM成形7075铝合金的裂纹;当YSZ添加量为2%、激光功率为270 W、扫描速度为800 mm/s时,试样相对密度为96.62%,平均晶粒尺寸由20.4μm细化至4.26μm,显微硬度为120 HV,试样的抗拉强度及屈服强度分别为209MPa和196 MPa,是未添加YSZ试样的5.5倍和2倍,延伸率为4%.

关键词：选区激光熔化 7075铝合金钇稳定的氧化锆(YSZ) 显微组织力学性能

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镍的激光选区熔化成形工艺、结构与性能研究

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激光与光电子学进展 2020年第17期57卷 178-189页

作者：赵昀赵国瑞马文有郑黎刘敏沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家重点实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651

以纯镍粉末为原料,通过激光选区熔化探究制备镍实体的优化工艺参数,研究了在一定铺粉层厚和扫描间距下,线能量密度对镍实体的致密度、显微组织、力学性能以及电化学性能的影响。结果显示:在线能量密度为244.8 J/m参数下,激光选区熔化(S... 详细信息

以纯镍粉末为原料,通过激光选区熔化探究制备镍实体的优化工艺参数,研究了在一定铺粉层厚和扫描间距下,线能量密度对镍实体的致密度、显微组织、力学性能以及电化学性能的影响。结果显示:在线能量密度为244.8 J/m参数下,激光选区熔化(SLM)成形镍实体的综合性能最佳。该条件下成形件表面平整,表面粗糙度为10.5μm,致密度为99.7%,维氏硬度为165.4 HV0.2,抗拉强度为420 MPa,屈服强度为321 MPa,伸长率为23.2%,断口为韧性断口。在质量分数ω(NaOH)=20%溶液中析氢反应自腐蚀电位为-1.5×10^-6 mA·cm^-2,其极化钝化区域为-1.038~0.442 V。

关键词：激光光学选区激光熔化镍工艺缺陷显微组织

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面向航空部件表面防护PVD涂层技术开发

面向航空部件表面防护PVD涂层技术开发

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第五届粤港澳真空科技创新发展论坛暨广东省真空学会2021年学术年会

作者：代明江林松盛石倩韦春贝郭朝乾唐鹏苏一凡王红莉周克崧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

随着我国航空工业的快速发展,近年来启动了一批先进新型号飞机的研制任务,且对这些重点型号飞机的先进性、高可靠性和长寿命提出了更高的要求。特别是航空器飞行条件极端且复杂,要满足多因素耦合（氧化、磨损、冲刷、腐蚀等）的服役环... 详细信息

随着我国航空工业的快速发展,近年来启动了一批先进新型号飞机的研制任务,且对这些重点型号飞机的先进性、高可靠性和长寿命提出了更高的要求。特别是航空器飞行条件极端且复杂,要满足多因素耦合（氧化、磨损、冲刷、腐蚀等）的服役环境。传统材料已难以满足这些要求,因此,这些问题逐渐成为制约航空工业发展的瓶颈。而发展先进涂层技术是提升飞机可靠性及满足未来在更为苛刻环境下服役要求的重要途径,涂层在现代飞机性能提升中起着重要作用。本文主要介绍利用物理气相沉积（PVD）技术面向航空部件抗冲蚀多元多层硬质涂层、抗高温氧化腐蚀多元合金涂层、替代电镀层的真空镀铝防腐涂层和耐磨减摩涂层等进行研究开发。结果表明:电弧离子镀制备的Ti-TiN-Zr-ZrN多元多层抗冲刷耐腐蚀涂层,通过多层界面和软硬交替,可显著地提高马氏体不锈钢和钛合金基材的抗砂粒冲刷能力和耐腐蚀性能,相关涂层部件已通过了地面考核。在传统电弧离子镀技术上通过加强永磁场和引入脉冲电磁技术,利用复合磁场调控,解决了导磁昂贵靶材利用率低的技术瓶颈,制备出一系列对提升Ni基高温合金抗高温氧化和燃气热腐蚀的防护涂层,最高可在1200℃环境下为基材提供抗氧化防护,部分MCrAlY涂层在航空发动机叶片上通过考核,实现了工程化应用。开发的离子辅助真空蒸发滚镀技术可实现小尺寸工件表面的100%全涂覆,在高强钢表面进行真空镀铝涂层后耐中性盐雾腐蚀超过1000小时且对基材疲劳性能无负作用,在马氏体不锈钢上镀铝涂层后耐酸性盐雾腐蚀>240小时,该涂层也可用于钛基紧固件上实现防电偶腐蚀,是一种可替代高污染电镀层的环保型涂层。针对航空精密部件耐磨性能差的问题,研发了金属氮化物（MeN）基、碳基和金属硫化物（MeS）等一系列耐磨减摩薄膜,实现的轴承套、减速器、关节轴承和花键等关键部件的工程化应用。所谓一代材料,一代飞机,涂层就是材料的重要组成部分,涂层在现代飞机性能提升中起着重要作用,我国涂层技术在进步,在航空上的应用已越来越多。

关键词：航空部件物理气相沉积抗冲蚀涂层抗高温氧化腐蚀涂层耐磨减摩涂层

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TiB_2-SiC粉末喷雾造粒及其等离子喷涂沉积机理研究

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稀有金属材料与工程 2019年第1期48卷 213-220页

作者：邹柯邓春明刘敏邹俭鹏朱仁波高迪中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 广东省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

利用喷雾干燥对TiB_2-SiC复合粉末进行造粒,研究了浆料固含量、粘结剂含量及SiC含量对喷雾干燥粉体颗粒形貌等的影响。采用大气等离子喷涂技术,以抛光的石墨为基体,在不同预热温度和不同喷距下对TiB_2-SiC粉末进行粒子收集,研究不同工... 详细信息

利用喷雾干燥对TiB_2-SiC复合粉末进行造粒,研究了浆料固含量、粘结剂含量及SiC含量对喷雾干燥粉体颗粒形貌等的影响。采用大气等离子喷涂技术,以抛光的石墨为基体,在不同预热温度和不同喷距下对TiB_2-SiC粉末进行粒子收集,研究不同工艺参数对TiB_2-SiC粒子铺展形貌的影响,并制备了TiB_2-SiC涂层。结果表明:当浆料固含量为50%,粘结剂含量为5%,SiC含量为10%时,喷雾造粒获得球形度高、流动性好的TiB_2-SiC粉末;随着基体预热温度的升高,喷距的增大,扁平粒子的溅射逐渐减弱,形成规则的圆盘状粒子;在等离子焰流作用下,TiB_2-SiC粒子熔化加速并与基体发生碰撞,熔融粒子扁平化,急速冷却凝固,不断堆叠、搭接为宏观涂层。

关键词：喷雾干燥 TiB2-SiC 大气等离子喷涂粒子收集沉积机理

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结构调制高硬度TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜的制备及其机械性能

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哈尔滨工业大学学报 2021年

作者：杨浩志辛艳青郑小龙石倩代明江林松盛孙珲山东大学(威海)超级计算中心山东大学空间科学与物理学院青岛鼎信通讯股份有限公司广东省现代表面工程技术重点实验室(广东省新材料研究所)

为改善TiN硬质薄膜的硬度和耐摩擦磨损性能,采用多弧离子镀技术,在硬质合金基底上制备了单层TiN-Cu薄膜和调制周期Λ=5.9 nm～62.1 nm的5组TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜.使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XR... 详细信息

为改善TiN硬质薄膜的硬度和耐摩擦磨损性能,采用多弧离子镀技术,在硬质合金基底上制备了单层TiN-Cu薄膜和调制周期Λ=5.9 nm～62.1 nm的5组TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜.使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、纳米压痕仪、划痕仪和摩擦磨损试验机等测试仪器,表征了薄膜的微观结构及机械性能,并研究了调制周期对纳米多层复合膜结构及机械性能的影响.实验结果表明:与单层TiN-Cu薄膜相比,TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜有效地抑制了晶粒生长,而且分层明显,薄膜均匀致密,薄膜中TiN晶粒以面心立方结构沿（111）方向生长.随着调制周期的减小,薄膜的结晶性有所下降,薄膜的硬度呈现先增大后减小的趋势.在调制周期为13.7 nm时,薄膜综合性能达到最佳,薄膜的硬度达到了42.6 GPa,H;/E;值也达到了0.689,摩擦系数为0.17,附着力为49.2 N,接近53.1 N的最高值,表明薄膜具有理想的硬度和耐摩擦磨损能力.在使用多弧离子镀工艺制备TiCu/TiN-Cu纳米多层复合多层膜的过程中,通过调整调制周期,有效地改善了膜层的机械性能,拓展了膜层的应用范围.

关键词：多弧离子镀纳米多层复合膜 TiN-Cu 调制周期机械性能

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预处理对不同钴含量WC-Co基体的影响

预处理对不同钴含量WC-Co基体的影响

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第五届粤港澳真空科技创新发展论坛暨广东省真空学会2021年学术年会

作者：王倚倩张聿铭范舒瑜石倩林松盛孙志鹏代明江广东省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工业大学材料与能源学院

硬质合金金刚石涂层刀具依托金刚石涂层高硬度、耐磨、高弹性模量的技术特性和硬质合金基体良好的抗冲击性、强韧性等优异的加工特性,可显著提高硬质合金工具的综合性能和使用寿命,被广泛应用于切削难加工、高强度、轻质化材料等。然而... 详细信息

硬质合金金刚石涂层刀具依托金刚石涂层高硬度、耐磨、高弹性模量的技术特性和硬质合金基体良好的抗冲击性、强韧性等优异的加工特性,可显著提高硬质合金工具的综合性能和使用寿命,被广泛应用于切削难加工、高强度、轻质化材料等。然而,在沉积过程中金刚石优先固溶于硬质合金的粘结剂Co中,影响其形核的速率,大大降低了金刚石涂层与基体间的结合力,因此需要进行去Co预处理。研究表明,传统酸碱刻蚀法因简单高效、价格低廉成为去除硬质合金表层Co的主要手段,目前最成熟的Co去除工艺主要围绕YG6 (Co含量6wt.%的WC),限制了金刚石涂层刀具的应用范围。本文针对不同钴含量的WC-Co基体开展新型预处理工艺研究,考察不同酸碱刻蚀时间以及刻蚀深度对硬质合金钴含量及膜基结合力影响,开发出适用于不同钴含量的硬质合金沉积CVD金刚石涂层的最佳预处理工艺。结果表明:三步法能有效改善膜基间的结合性能,钴含量越高,基体的脱钴处理时间越长,去钴深度更深。通过揭示钴含量对金刚石颗粒生长成核过程及其对膜/基附着力的作用机理,得到了金刚石涂层刀具在制备过程中钴的演变规律,为不同WC-Co基体表面沉积高结合力金刚石薄膜提供理论依据。

关键词：硬质合金金刚石涂层预处理工艺钴含量结合强度

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