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粤港澳大湾区真空科技创新发展论坛暨2018年广东省真空学会学术年会

作者：韦乃安代明江韦春贝林松盛候惠君石倩李洪郭朝乾中南大学材料科学与工程学院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

钛合金以其比强度高、中低温稳定性好、耐腐蚀性能优异、生物相容性好等一系列优异的特性而广泛的应用于航空航天、生物医学等行业。但是,钛合金硬度低、耐磨擦性能差,这一缺点极大的限制了它的进一步广泛应用。本研究针对钛合金硬度低... 详细信息

钛合金以其比强度高、中低温稳定性好、耐腐蚀性能优异、生物相容性好等一系列优异的特性而广泛的应用于航空航天、生物医学等行业。但是,钛合金硬度低、耐磨擦性能差,这一缺点极大的限制了它的进一步广泛应用。本研究针对钛合金硬度低,耐磨性差的缺点,提出采用等离子渗氮技术的方法,对钛合金进行表面改性处理,达到既能提高其耐摩擦性,又能保留其比强度高的目的。对样品的形貌,硬度,组织结构,成分等作了分析。结果表明,等离子渗氮后TC4形成了由表及里分别为化合物层,扩散层和钛合金基体的显微组织结构,化合物层主要由TiN、TiN和α-Ti组成,表层组织致密,其硬化层深度约为120μm;相对于原始基材TC4钛合金的硬度360左右HV,等离子渗氮的TC4表面硬度达1140HV;而且,由于扩散区氮的扩散固溶作用,钛合金获得一个比较平缓的硬度梯度,增强了TC4钛合金的承载能力。TC4经过等离子渗氮后,在钛合金的表面改性层内形成了高硬相氮化钛化合物,使钛合金的摩擦系数降低至0.43,耐磨性能明显提高,在摩擦磨损实验中展现出优良的摩擦学性能。

关键词： TC4钛合金离子渗氮硬度摩擦磨损

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NiCrAlY-Ag纳米复合涂层不同温度的结构形貌及摩擦磨损性能

NiCrAlY-Ag纳米复合涂层不同温度的结构形貌及摩擦磨损性能

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粤港澳大湾区真空科技创新发展论坛暨2018年广东省真空学会学术年会

作者：吴易谦韦春贝代明江刘敏林松盛石倩华南理工大学材料科学与工程学院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

随着现代航天航空和制造业的发展,某些重要的机械零部件在高温高载荷下运转,不可避免的遭到高温摩擦磨损的情况进而影响工件的使役寿命,而传统的油液润滑在高温环境下并不适用,因此高温润滑涂层应运而生。NiCrAlY涂层由于其优异的热稳... 详细信息

随着现代航天航空和制造业的发展,某些重要的机械零部件在高温高载荷下运转,不可避免的遭到高温摩擦磨损的情况进而影响工件的使役寿命,而传统的油液润滑在高温环境下并不适用,因此高温润滑涂层应运而生。NiCrAlY涂层由于其优异的热稳定性和耐高温腐蚀性已在高温领域中得到广泛应用,Ag由于其较低的剪切强度和热稳定性也常用做固体润滑剂掺杂在过渡族元素的氮化物（VN,MoN等）中,其在500℃下摩擦系数约为0.2,在700(℃下的摩擦系数甚至可低至0.1。通过采用直流磁控溅射技术在镍基耐高温合金的表面沉积NiCrAlY-Ag纳米复合高温润滑涂层。采用显微硬度计,洛氏硬度计和金相显微镜对未处理和经不同温度（400℃,700℃）氧化处理的样品涂层进行分析和表征,使用扫描电子显微镜对未处理和经不同温度（400℃,700℃）氧化处理的样品涂层表面和横截面进行了分析研究,并通过无润滑条件下的球-盘式摩擦磨损实验研究了Ag含量对其摩擦磨损性能的影响。结果表明:400℃处理后的涂层膜基结合力最好,压痕级数为HF1,说明涂层拥有好的热稳定性,而经700℃处理后膜基结合力最差,可观察到压痕处大面积膜层剥落,压痕级数为HF5;经400℃处理的涂层表面形貌为团簇状颗粒且最为致密,700℃处理后的涂层表面有大颗粒的Ag形核长大,从截面形貌可见Ag呈纳米颗粒状存在于晶界处;相对于基体材料,NiCrAlY-Ag纳米复合涂层明显改善了摩擦磨损性能,且含Ag约为20at%的涂层在400℃下的减摩耐磨效果最好,摩擦系数为0.2。

关键词：高温润滑涂层 NiCrAlY-Ag纳米复合涂层摩擦磨损性能热稳定性

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CMAS环境下PS-PVD 7YSZ涂层的抗热冲击性能及失效机制

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金属热处理 2017年第4期42卷 175-179页

作者：王允良邓畅光詹肇麟张吉阜昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650000 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

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)工艺制备柱状7YSZ热障涂层,同时在7YSZ涂层表面沉积CMAS熔盐,研究在1250℃高温下,CMAS对柱状PS-PVD 7YSZ涂层抗热冲击性能的影响。采用SEM、EDS、XRD等检测方法分析热障涂层微观结构、元素分布和物... 详细信息

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)工艺制备柱状7YSZ热障涂层,同时在7YSZ涂层表面沉积CMAS熔盐,研究在1250℃高温下,CMAS对柱状PS-PVD 7YSZ涂层抗热冲击性能的影响。采用SEM、EDS、XRD等检测方法分析热障涂层微观结构、元素分布和物相组成。结果表明:沉积CMAS熔盐的7YSZ涂层在热循环240次发生层离剥落失效,而未沉积CAMS的涂层无明显剥落,其热循环寿命明显优于沉积CMAS熔盐的7YSZ涂层。在CMAS和循环热冲击的耦合作用下,PS-PVD 7YSZ涂层失效机制为:在热冲击过程中,CMAS熔盐渗入并填充7YSZ涂层,引起渗透区和未渗透区热膨胀系数不均衡,从而产生热不匹配应力;此外,热冲击过程中由于温度梯度的存在也会引起温度梯度热应力,在这两种热应力的耦合作用下,引起涂层内部横向裂纹的产生,并随着热冲击次数的增加,横向裂纹发生扩展,最终导致涂层出现层离剥落失效。

关键词：等离子喷涂-物理气相沉积循环热冲击 CMAS 失效

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MoS2-Zr复合薄膜的摩擦学性能研究

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表面技术 2017年第1期46卷 93-99页

作者：欧文敏韦春贝代明江侯惠君林松盛邱万奇华南理工大学材料科学与工程学院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

目的改善MoS2薄膜的疏松结构,提高其硬度及摩擦磨损性能。方法采用离子源辅助磁控溅射技术在GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌。采用EDS检测薄膜的成分,采用显微维氏硬度计测试薄膜的硬度,... 详细信息

目的改善MoS2薄膜的疏松结构,提高其硬度及摩擦磨损性能。方法采用离子源辅助磁控溅射技术在GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌。采用EDS检测薄膜的成分,采用显微维氏硬度计测试薄膜的硬度,采用Rockwell-C硬度计进行压痕测试实验,采用球-盘式旋转摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。结果 MoS2-Zr复合薄膜的致密程度和硬度随着Zr含量的增加而增大,其硬度值为300～500HV。复合薄膜与基体的结合力随着Zr含量的增加而增强,但当Zr含量过高时,结合力下降。含Zr原子数分数为15%的MoS2-Zr复合薄膜具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.09,磨损率为9.33×10～7 mm3·N–1·m–1,耐磨寿命达5.25×105 r。结论 Zr的掺杂改善了纯MoS2薄膜的疏松结构,提高了MoS2薄膜的硬度和结合力,合适的Zr掺杂可以获得较低的摩擦系数和较长的耐磨寿命。

关键词： MoS2-Zr复合薄膜磁控溅射微观结构硬度结合力摩擦系数

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C/C复合材料高温抗烧蚀涂层的研究进展

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腐蚀与防护 2017年第3期38卷 163-167,175页

作者：韩伟刘敏邓春明毛杰曾德长华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 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材料表面工程重点实验室广州510650

C/C复合材料在高温燃气高速冲刷环境中的严重氧化烧蚀限制了其在航空航天等领域的广泛应用,采用抗烧蚀涂层技术是目前提高该材料高温抗烧蚀性能的有效方法。综述了近年来国内外C/C复合材料高温抗烧蚀涂层在玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂... 详细信息

C/C复合材料在高温燃气高速冲刷环境中的严重氧化烧蚀限制了其在航空航天等领域的广泛应用,采用抗烧蚀涂层技术是目前提高该材料高温抗烧蚀性能的有效方法。综述了近年来国内外C/C复合材料高温抗烧蚀涂层在玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂层等体系方面的研究进展,总结并评价了C/C复合材料抗烧蚀涂层的抗烧蚀性能测试技术及其研究成果,提出了C/C复合材料高温抗烧蚀涂层在未来研究中潜在的重点发展方向。

关键词： C/C复合材料抗烧蚀性能涂层

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热处理对选区激光熔化马氏体时效钢组织和性能的影响

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材料热处理学报 2017年第11期38卷 59-64页

作者：黄玉山谭超林马文有代明江邱万奇华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640 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510651

用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术成型马氏体时效钢,通过正交试验优化热处理工艺,对SLM成型试样以及不同热处理后的试样进行组织和力学性能分析。结果表明:粉末以及SLM成型试样主要由马氏体以及少量的奥氏体组成,试样... 详细信息

用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术成型马氏体时效钢,通过正交试验优化热处理工艺,对SLM成型试样以及不同热处理后的试样进行组织和力学性能分析。结果表明:粉末以及SLM成型试样主要由马氏体以及少量的奥氏体组成,试样经过热处理后主要由针状马氏体组成。维氏硬度和拉伸试验结果表明:SLM成型试样的硬度约357 HV0.2,抗拉强度为1165 MPa,伸长率达12.4%,断口形貌表现为细小蜂窝状的韧窝,断裂形式为穿晶韧性断裂;试样经过880℃/100 min固溶处理和480℃/2 h时效处理后,硬度提高到557 HV0.2,提高了56%,抗拉强度增加到2060 MPa,增加了77%,而伸长率达到5%,断口形貌表现出明显的韧窝和第二相粒子,断裂形式为韧性断裂。热处理过程中4个因素对拉伸性能影响的顺序依次为:时效温度>固溶时间>时效时间>固溶温度。

关键词：选区激光熔化固溶处理时效强化马氏体时效钢增材制造

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广东省新材料研究所概况

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材料研究与应用 2019年第3期13卷 I0020-I0020页

广东省新材料硏究所(原广州有色金属硏究院新材料硏究所)是广东省科学院下属独立法人科硏机构,主要从事现代材料表面工程技术的硏究开发与应用。硏究所占地27266平方米,拥有先进的实验装备、分析测试仪器和中试生产线,仪器设备总价值超7... 详细信息

广东省新材料硏究所(原广州有色金属硏究院新材料硏究所)是广东省科学院下属独立法人科硏机构,主要从事现代材料表面工程技术的硏究开发与应用。硏究所占地27266平方米,拥有先进的实验装备、分析测试仪器和中试生产线,仪器设备总价值超7000万元。硏究所通过了美国航空航天和国防合同方授信项目(NADCAP)资质认证,建立了GJB9001B-2009国军标和ISO9001质量体系、取得了国家三级保密资格和武器装备科硏生产许可证,形成了以周克崧院士为领军人物的硏究开发和成果转化团队。硏究所建有6个国家和省部级科技创新平台,建立了博士后工作站、硕博士硏究生培养基地,广泛与国内外高校、硏究所和企业开展合作,先后承担大量国家项目、包括国家重点硏发计划、两机专项、973、863、军工配套、武器装备预硏、支撑计划和省市重大、重点科技攻关项目,控股、参股科技产业公司3个,开发出众多涂层产品并实现产业化,已获得国家科技进步奖2项,省部级奖40余项,在国内夕彫成了相当的影响力,并成为现代材料表面工程技术硏究开发与工程化的重要基地,为国家和广东省科学技术进步和社会经济发展做出了突出贡献。

关键词：广东省科学院新材料研究所表面工程技术博士后工作站科技攻关项目国家科技进步奖分析测试仪器

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广东省新材料研究所概况

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材料研究与应用 2019年第3期 258页

广东省新材料研究所(原广州有色金属研究院新材料研究所)是广东省科学院下属独立法人科研机构,主要从事现代材料表面工程技术的研究开发与应用。研究所占地27266平方米,拥有先进的实验装备、分析测试仪器和中试生产线,仪器设备总价值超7... 详细信息

广东省新材料研究所(原广州有色金属研究院新材料研究所)是广东省科学院下属独立法人科研机构,主要从事现代材料表面工程技术的研究开发与应用。研究所占地27266平方米,拥有先进的实验装备、分析测试仪器和中试生产线,仪器设备总价值超7000万元。研究所通过了美国航空航天和国防合同方授信项目(NADCAP)资质认证,建立了GJB9001B-2009国军标和IS09001质量体系、取得了国家三级保密资格和武器装备科研生产许可证,形成了以周克崧院士为领军人物的研究开发和成果转化团队。研究所建有

关键词：新材料广东省

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工艺参数及热处理对选区激光熔化Ti6Al4V性能的影响研究

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应用激光 2017年第6期37卷 779-786页

作者：李敬刘敏马文有曾德长华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640 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

探索不同激光加工参数对选区激光熔化成形Ti6Al4V质量的影响从而得到最佳工艺参数,在此基础上研究不同热处理工艺对选区激光熔化成形Ti6Al4V力学性能的影响。在230、280 W两种功率下设计5种不同的扫描间距,并改变功率和扫描速度以获得7... 详细信息

探索不同激光加工参数对选区激光熔化成形Ti6Al4V质量的影响从而得到最佳工艺参数,在此基础上研究不同热处理工艺对选区激光熔化成形Ti6Al4V力学性能的影响。在230、280 W两种功率下设计5种不同的扫描间距,并改变功率和扫描速度以获得7种不同的线能量密度。设计三组热处理工艺,分别为625、950℃保温30 min炉冷,950、1 080℃保温30min水冷以及950、1 080℃保温30min水冷后时效。进行金相观察、硬度测量以及拉伸试验,用电子探针观查断口形貌。结果:280 W下的致密度最高达到99.96%。P=150W,V=1 250mm/s时试样侧面的粗糙度最低为20.7μm。950℃退火后针状马氏体变成粗大的片状α板条组织,950℃固溶时效后生成等轴!相以及!的混合组织。硬度最高达到418HV0.3。利用最佳工艺成形Ti6Al4V后,950℃保温30min并炉冷可以得到较好的综合力学性能。

关键词：选区激光熔化致密度工艺参数热处理 Ti6Al4V

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结合含银层微观组织及宏观性能优化不锈钢双辉渗银工艺参数

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热加工工艺 2017年第20期46卷 152-157页

作者：孔维欢侯惠君卢德宏韦春贝张玲玲昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明100674 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510651

使用双辉离子渗金属技术,在304不锈钢基体上进行渗银处理,使得不锈钢获得表面抗菌性。研究了温度、阴极电压、炉压三因素对含银层成分及结构的影响。将摩擦磨损性能及耐腐蚀性能作为评价方法,优化出理想的渗银工艺。使用金相显微镜观察... 详细信息

使用双辉离子渗金属技术,在304不锈钢基体上进行渗银处理,使得不锈钢获得表面抗菌性。研究了温度、阴极电压、炉压三因素对含银层成分及结构的影响。将摩擦磨损性能及耐腐蚀性能作为评价方法,优化出理想的渗银工艺。使用金相显微镜观察含银层膜层厚度,扫描电镜观察含银层表面形貌,能谱检测截面银含量,使用MS-T3000球-盘摩擦磨损试验机进行磨损性能表征,使用浸泡在浓度为0.9%的Na Cl溶液后观察试样形貌的方法进行耐腐蚀性能表征。结果发现,使用双层辉光离子渗银工艺制备的含银层表面合金原子排列致密,含银层由沉积层构成。膜层表面形貌、银含量及膜厚对摩擦磨损及耐腐蚀性能产生重要影响。最终确定了890℃×3 h的不锈钢渗银工艺最为优异。

关键词：不锈钢双辉技术表面形貌磨损性能耐蚀性能

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