检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2025年第1期39卷 115-121页

作者：王丕宋琛董东东曾德长刘太楷文魁毛杰刘敏华南理工大学材料科学与工程学院广州510641 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

金属支撑型固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)因成本低、力学性能好、可快速启停等优点,有望应用于无人机、便携式、移动式电源领域。为提高MS-SOFC性能与寿命,金属支撑体不仅需要与电解质热膨胀系数匹配以减少应力,还需要高透气性以提高燃... 详细信息

金属支撑型固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)因成本低、力学性能好、可快速启停等优点,有望应用于无人机、便携式、移动式电源领域。为提高MS-SOFC性能与寿命,金属支撑体不仅需要与电解质热膨胀系数匹配以减少应力,还需要高透气性以提高燃料气体的扩散及反应速度。因此,本工作制备了厚度分别为1 mm、0.8 mm、0.5 mm的三种不同Fe24Cr支撑体,对比研究其与传统430支撑体的热膨胀系数,系统探究了厚度对支撑体透气性和SOFC电化学性能的影响。研究结果表明,Fe24Cr支撑体的热膨胀系数为12.74×10^(-6)K^(-1),比传统430支撑体更加适配氧化锆基电解质。0.5 mm厚Fe24Cr支撑体可明显缩短气体传输路径,相较1 mm厚Fe24Cr支撑体透气量提高约5倍,输出性能增长15%以上;800℃下电池的极化阻抗和欧姆阻抗分别降至0.203Ω·cm^(2)和0.118Ω·cm^(2),峰值功率密度达1.215 W/cm^(2)。采用弛豫时间分布(DRT)方法分析的结果表明,支撑体厚度的减薄对SOFC的欧姆阻抗和H_(2)扩散至三相反应界面的速率有较大贡献,可以和电池的电化学性能规律吻合良好。

关键词：金属支撑型SOFC 支撑体厚度热膨胀系数透气性电化学性能

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AlWCrNiMo高熵涂层的阻扩散性能研究

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表面技术 2025年第2期54卷 127-136页

作者：张浩李小亚王禄越苏一凡唐鹏任耀黄宏军石倩沈阳工业大学沈阳110870 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510651 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651 空军装备部驻株洲地区军事代表室湖南株洲412002

目的解决NiAlHf涂层和镍基高温合金元素互扩散造成的抗氧化性能衰减问题。方法采用磁控溅射技术在NiAlHf涂层与镍基高温合金N5之间沉积一层AlWCrNiMo高熵涂层作为扩散阻挡层,通过静态高温氧化测试和表征分析来评估涂层性能。结果AlWCrN... 详细信息

目的解决NiAlHf涂层和镍基高温合金元素互扩散造成的抗氧化性能衰减问题。方法采用磁控溅射技术在NiAlHf涂层与镍基高温合金N5之间沉积一层AlWCrNiMo高熵涂层作为扩散阻挡层,通过静态高温氧化测试和表征分析来评估涂层性能。结果AlWCrNiMo具有单一的面心立方晶体结构,结构致密且与N5基体、NiAlHf面层结合良好。在1100℃恒温氧化25 h后,无扩散障试样(NN)出现了连续的γ'-Ni3Al贫铝区,而有扩散障试样(NAN)的扩散阻挡层较好地抑制了这种扩散现象。NAN试样的互扩散区+二次反应区(IDZ+SRZ)宽度为19.2μm,远小于NN试样的30μm。然而随着氧化时间的延长,NAN试样的阻挡性能发生衰减。50 h之后NAN试样的二次反应区(SRZ)宽度大于NN试样;100 h后扩散障被逐渐消耗变薄,200 h时彻底分解。结论1100℃恒温氧化25 h后,AlWCrNiMo高熵扩散障明显减缓了元素扩散,氧化50 h后,高熵合金中分解的W和Mo元素在一定程度上促进了TCP相的析出。在氧化初期,NAN试样优先实现了暂态氧化铝到稳态氧化铝的转变,为基体提供了良好的保护,其增重明显小于单一NN试样。

关键词：抗高温氧化涂层 AlWCrNiMo高熵涂层阻扩散行为抗氧化性能氧化增重元素互扩散

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铝-氮化硼粉末复合形式对大气等离子喷涂涂层组织及磨损性能的影响研究

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表面技术 2025年第7期54卷 247-259页

作者：王玉江潘王帅王旭东杨焜广西科技大学机械与汽车工程学院广西柳州545616 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 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 广州广电计量检测股份有限公司广州510627

目的研究团聚型(Al-hBN)、镶嵌型(CuAl-hBN)、hBN包Al型(hBN/Al)和Al包hBN型(Al/hBN)等4种不同复合形式的粉末在焰流中的熔化行为,以及对涂层组织和性能的影响。方法采用胶黏团聚工艺制备粉末,采用XRD进行物相分析,采用SEM对粉体和涂层... 详细信息

目的研究团聚型(Al-hBN)、镶嵌型(CuAl-hBN)、hBN包Al型(hBN/Al)和Al包hBN型(Al/hBN)等4种不同复合形式的粉末在焰流中的熔化行为,以及对涂层组织和性能的影响。方法采用胶黏团聚工艺制备粉末,采用XRD进行物相分析,采用SEM对粉体和涂层进行微观分析,采用倒置金相显微镜表征孔隙,采用洛氏硬度仪测量涂层的表面硬度,采用氮氧仪测量hBN烧损率,采用高温摩擦磨损试验机对可磨耗性能进行表征。结果Al-hBN粉末粒度较小,流动性较差;CuAl-hBN的粉末粒度较大,松装密度较高,流动性较好;hBN/Al粉末粒度大且均匀,球形度高,流动性极佳;Al/hBN粉末粒度分布范围宽,松装密度低,流动性较差。在喷涂过程中,Al-hBN粉末熔化充分,涂层的孔隙率较低,硬度较高;CuAl-hBN粉末中枝晶状Cu有效保护了hBN,使得涂层中hBN含量增加,且分布均匀;hBN/Al中的hBN烧损率高,含量降低,涂层中的未熔化颗粒较多;Al/hBN粉末中的hBN作为核心被保护,烧损率低,含量高。在可磨耗性能方面,CuAl-hBN涂层以叶片摩擦磨损为主,同时伴随着黏着磨损,其余3种涂层与TC4以黏着磨损为主。结论采用Al/hBN粉末制备的涂层质地软,孔隙率较小,hBN含量较高;在与TC4摩擦销对磨过程中,其黏附量最低,磨痕较平整,可磨耗性能优异。相关结果可为粉末及涂层制备工艺的优化提供有价值的参考,有助于提升涂层的性能和应用效果。

关键词：铝-氮化硼粉末粒径复合形式孔隙率硬度 hBN烧损率可磨耗性大气等离子喷涂

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热障/环境障涂层红外隐身结构设计及性能

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中国材料进展 2025年第3期44卷 226-234,225页

作者：孟子豪吴健张景钦包启富张小锋景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333000 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广州510650 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

任何大于绝对零度的物体都会向外辐射能量。在现代军事战争中,战斗机能否取得制空权是左右战争胜负的关键因素,其关键在于隐身技术是否可以有效避免战斗机被探测到。红外探测技术由于抗干扰能力强、检测精度高在战争中的应用日益增加,... 详细信息

任何大于绝对零度的物体都会向外辐射能量。在现代军事战争中,战斗机能否取得制空权是左右战争胜负的关键因素,其关键在于隐身技术是否可以有效避免战斗机被探测到。红外探测技术由于抗干扰能力强、检测精度高在战争中的应用日益增加,因此对战斗机红外隐身技术的研究日渐迫切。主要通过电弧离子镀技术在热障涂层(主要成分为氧化钇稳定氧化锆,YSZ)表面制备Ag/Pt金属层得到复合涂层YSZ-Ag/Pt,观察复合涂层的微观形貌,对比复合涂层热循环前后的结合强度。结果表明,YSZ-Ag/Pt复合涂层的红外发射率相较于热障涂层有明显的下降,随着温度升高复合涂层的红外发射率均略有上升,其中,YSZ-Ag复合涂层的红外发射率在各温度段表现较好,YSZ-Pt复合涂层的红外发射率上升幅度最小。与YSZ-Ag复合涂层相比,YSZ-Pt复合涂层经过热循环后的结合强度更好。在应用的基础上开展了对环境障涂层在红外隐身领域的部分探索。在Yb2Si2O7(YbDS)涂层基础上制备Ag金属层,YbDS-Ag复合涂层红外隐身能力显著提高,为后续环境障涂层在红外隐身领域的研究提供了参考。

关键词：热障涂层环境障涂层红外发射率 YSZ-Ag复合涂层 YSZ-Pt复合涂层 YbDS-Ag复合涂层

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HiPIMS制备Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层对DLC薄膜结构及性能的影响

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表面技术 2025年第1期54卷 62-73页

作者：滑利强苏峰华李吉林松盛华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 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 福建联合石油化工有限公司福建泉州362800

目的探究高功率脉冲磁控溅射功率制备Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层对DLC薄膜性能的影响,以制备具有优良结合强度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的DLC薄膜。方法利用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和直流磁控溅射(DCMS)在304不锈钢和YG6硬质合金... 详细信息

目的探究高功率脉冲磁控溅射功率制备Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层对DLC薄膜性能的影响,以制备具有优良结合强度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的DLC薄膜。方法利用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和直流磁控溅射(DCMS)在304不锈钢和YG6硬质合金表面制备具有Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层的DLC薄膜,研究不同HiPIMS电源功率下制备的Cr/Cr_(x)C_(y)过渡层对DLC薄膜的结构和性能的影响。采用SEM、AFM对薄膜的表面、截面形貌进行观察。利用UMT-Tribolab摩擦磨损划痕实验机测试薄膜的膜基结合强度和摩擦磨损性能,利用光学显微镜观察划痕,并测算结合力,分析磨损机制。利用电化学工作站对制备的DLC薄膜进行耐腐蚀试验。结果随着HiPIMS电源功率的提升,Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层的厚度随之增加,最厚为200 nm,薄膜的表面粗糙度随之下降,由对照组S1的4.69 nm降至S5的1.15 nm。薄膜的纳米硬度出现逐渐升高的现象,由S1的18.76 GPa升至S5的23.77 GPa。薄膜的膜基结合力表现出先减小后增大的趋势,S5组样品的膜基结合力最大,为22.19 N。薄膜的摩擦因数随着HiPIMS功率的升高而降低,最低为S5组的0.0322,对应薄膜的磨损率为4.2×10^(−7)mm^(3)/(N·m)。电化学试验结果表明,当HiPIMS电源功率为2.4 kW时,所制备的DLC薄膜具有最低的腐蚀电流密度和最高的界面电荷转移电阻,其耐腐蚀性能最优。结论利用高功率脉冲磁控溅射技术制备DLC薄膜的Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层可以有效提高薄膜的表面质量,提高薄膜的膜基结合力,降低薄膜的残余应力,同时降低薄膜的摩擦因数,提高薄膜的耐磨性。采用HiPIMS制备的Cr/Cr_(x)C_(y)梯度过渡层DLC薄膜具有较低的腐蚀电流密度和较高的界面电荷转移电阻,其耐腐蚀性能得到提升。

关键词： HiPIMS DLC薄膜摩擦学性能过渡层耐磨性耐腐蚀性能

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HiPIMS频率对弧辉复合沉积TiZrN/TiN纳米多层膜微观结构和性能的影响

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中国表面工程 2025年

作者：魏永强张晓晓张华森顾艳阳杨佳乐蒋志强韦春贝钟素娟郑州航空工业管理学院机械工程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郑州机械研究所有限公司

随着先进制造业的快速发展，单元单层氮化物涂层刀具很难满足苛刻工况条件下的高性能要求，通过设计多层结构，可以提高基体材料的硬度、耐摩擦磨损和耐腐蚀等综合性能，提高关键零部件的使用寿命。本文采用电弧离子镀（Arc ion plating... 详细信息

随着先进制造业的快速发展，单元单层氮化物涂层刀具很难满足苛刻工况条件下的高性能要求，通过设计多层结构，可以提高基体材料的硬度、耐摩擦磨损和耐腐蚀等综合性能，提高关键零部件的使用寿命。本文采用电弧离子镀（Arc ion plating， AIP）和高功率脉冲磁控溅射（High power impulse magnetron sputtering， HiPIMS）复合技术，通过调控HiPIMS频率在M2高速钢基体和单晶Si片上沉积TiZrN/TiN纳米多层膜，探究HiPIMS频率对TiZrN/TiN纳米多层膜微观结构和性能的影响规律。研究发现，HiPIMS频率的增加有助于改善TiZrN/TiN纳米多层薄膜表面质量，降低薄膜表面大颗粒数量，TiZrN/TiN纳米多层薄膜厚度呈先增大后减小趋势。不同HiPIMS频率下制备的TiZrN/TiN纳米多层薄膜均以（220）晶面为择优取向，平均晶粒尺寸在4.01 nm～5.31 nm之间，膜基结合力等级均为HF1级，硬度均在30 GPa以上，稳定摩擦系数在0.79左右。在HiPIMS频率为600 Hz时，平均晶粒尺寸降低到最小4.01 nm。当HiPIMS频率为800 Hz时，硬度达到最大46.28 GPa，磨损率最小，为1.46×10-8mm3·N-1·mm-1，此时薄膜的耐磨损性能较好。当HiPIMS频率为1000 Hz时，自腐蚀电位升高到最大-0.39 V（vs SCE），自腐蚀电流密度降低到最小0.731 μA/cm2，薄膜耐腐蚀性能最强，腐蚀速率最低。纳米多层结构提升TiZrN/TiN薄纳米多层薄膜的硬度、摩擦磨损和耐腐蚀性能，为薄膜工艺优化提供了试验依据和技术支撑，具有良好的应用前景。

关键词：电弧离子镀高功率脉冲磁控溅射技术 HiPIMS频率 TiZrN/TiN纳米多层膜硬度耐蚀性

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激光选区熔化Inconel 625合金在酸性环境中的腐蚀机理研究

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材料导报 2025年第10期39卷 166-171页

作者：韩炬王博超董东东马汝成龙海洋李晓硕王涛闫星辰华北理工大学机械工程学院河北唐山063210 广东省科学院新材料研究所粤港现代表面工程技术联合实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650

研究了激光选区熔化成形的Inconel 625合金在硫酸和硝酸混合溶液(以下统称混酸)中的腐蚀机理以及粗糙度对其腐蚀速率的影响。通过激光选区熔化(SLM)技术制备Inconel 625原始样品,然后对部分样品的六个面进行抛光,将抛光样品和原始样品... 详细信息

研究了激光选区熔化成形的Inconel 625合金在硫酸和硝酸混合溶液(以下统称混酸)中的腐蚀机理以及粗糙度对其腐蚀速率的影响。通过激光选区熔化(SLM)技术制备Inconel 625原始样品,然后对部分样品的六个面进行抛光,将抛光样品和原始样品在50℃混酸溶液中分别浸泡腐蚀120 h、240 h、480 h、840 h、1080 h。结果表明,样品经混酸溶液浸泡后,首先在晶间产生局部点蚀,在熔池边缘处点蚀的密度更高。随着浸泡时间的延长,点蚀逐渐蔓延至整个样品晶间并逐渐腐蚀进入晶粒中。抛光样品的整体平均腐蚀速率为2.80×10^(-3)mm/a,原始样品的整体平均腐蚀速率为12.70×10^(-3)mm/a,是抛光样品的近5倍,说明粗糙度对腐蚀速率有极大的影响,样品粗糙度越大导致其与混酸接触的面积越大,腐蚀速率越快。

关键词：激光选区熔化 Inconel 625 耐腐蚀性粗糙度腐蚀机理

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冷喷涂CoNiCrAlY涂层的高温硬度及摩擦磨损性能研究

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热加工工艺 2025年第2期54卷 22-27页

作者：孙训东孙文黄继波黄仁忠郑志刚江柱中云海涛汪云程华南理工大学材料科学与工程学院广东广州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 中国航发南方工业公司湖南株洲412002

研究冷喷涂制备的CoNiCrAlY涂层的显微组织以及高温条件下涂层的硬度和摩檫学性能。采用高压冷喷涂技术,使用氦气制备了CoNiCrAlY涂层,并在1080℃真空环境下热处理4 h。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对真空热处理前后涂层组织结构及... 详细信息

研究冷喷涂制备的CoNiCrAlY涂层的显微组织以及高温条件下涂层的硬度和摩檫学性能。采用高压冷喷涂技术,使用氦气制备了CoNiCrAlY涂层,并在1080℃真空环境下热处理4 h。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对真空热处理前后涂层组织结构及孔隙率进行了表征。分析了热处理后涂层的高温硬度和高温摩檫学性能。结果表明:冷喷涂可制备界面结合良好、组织致密的CoNiCrAlY涂层,涂层孔隙率约为0.3%,硬度约为600 HV0.3;真空扩散热处理可以有效降低涂层的孔隙率和显微硬度;随着测试温度的升高(800、900和1000℃),涂层的显微硬度逐渐降低;随着测试温度的升高,涂层的摩擦系数与磨损率也逐渐降低。因此,该涂层具有良好的高温耐磨性。

关键词：高压冷喷涂 CoNiCrAlY涂层显微组织高温硬度高温摩擦磨损

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周期数对Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜耐摩擦和耐腐蚀性能的影响

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电镀与涂饰 2025年第3期44卷 103-111页

作者：杨通晗朱晖朝李福球何哲宇莫健麒代明江胡永俊广东工业大学材料与能源学院广东广州510006 佛山桃园先进制造研究院广东佛山528225 广西民族大学材料与环境学院广西先进结构材料与碳中和重点实验室广西南宁530105 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

[目的]氮化物多层膜的厚度直接影响膜层整体的力学性能和电化学性能,开展这方面的研究能够为多层膜的性能提升提供参考。[方法]采用真空阴极电弧离子镀技术在W6Mo5Cr4V2高速钢表面分别沉积周期数为6、10和14的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜。采... 详细信息

[目的]氮化物多层膜的厚度直接影响膜层整体的力学性能和电化学性能,开展这方面的研究能够为多层膜的性能提升提供参考。[方法]采用真空阴极电弧离子镀技术在W6Mo5Cr4V2高速钢表面分别沉积周期数为6、10和14的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜。采用划痕试验仪、微纳米压痕仪、摩擦磨损试验仪和电化学工作站研究了膜层周期数对其力学性能、耐摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的影响。[结果]随周期数增加,Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜的硬度、弹性模量和韧性增大,耐磨性和耐蚀性变好。[结论]电弧离子镀Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜可以显著改善高速钢的耐摩擦和耐腐蚀性能,并且适当提高周期数能够提升其耐磨性和耐蚀性。

关键词：电弧离子镀钛锆氮化物多层膜耐磨性耐蚀性周期数

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Cu对SLM成形CoCrMoW合金的力学行为及抗菌性能的影响机制

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材料科学与工艺 2025年第2期33卷 43-50页

作者：张雯谢文强邵龙泉阿不都沙特·阿不都热西提刘环闫星辰陶宏伟常成田晶广东省第二中医院口腔科广州510095 南方医科大学口腔医院广州510280 喀什地区第一人民医院新疆喀什844000 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 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 中山大学孙逸仙纪念医院广州510120

为了解决义齿口腔开放环境、血管支架类假体植入后可能带来的术后感染和炎症,本文基于Cu元素作为一种良好的广谱抗菌剂,结合激光选区熔化技术(SLM)的高自由成形度,在CoCrMoW合金中选择添加了不同比例的Cu元素(2%、4%、6%,质量分数),开... 详细信息

为了解决义齿口腔开放环境、血管支架类假体植入后可能带来的术后感染和炎症,本文基于Cu元素作为一种良好的广谱抗菌剂,结合激光选区熔化技术(SLM)的高自由成形度,在CoCrMoW合金中选择添加了不同比例的Cu元素(2%、4%、6%,质量分数),开发出了力学性能优异且兼具抗菌性能的CoCrMoW-xCu合金。对比了CoCrMoW-xCu合金的显微组织、力学性能及抗菌行为,结果表明:Cu元素的引入对其物相种类影响不大,仍由高温γ-Co相和ε-Co相组成,Cu的引入抑制了高韧γ-Co向硬脆ε-Co相的马氏体转变,导致强硬度提升有限。通过CoCrMoW-xCu合金对金黄色葡萄球菌的抗菌测定,微小的α-Cu相有助于增强抗菌活性。优选综合性能良好的CoCrMoW-2Cu合金(抗拉强度为(1100±21.5)MPa,断后伸长率为9.5%±0.84%,抗菌率为34.75%)成分进行了SLM抗菌牙冠的仿形制造,为临床用SLM成形的抗菌植入体提供了强有力的理论基础和数据支撑。

关键词：激光选区熔化 CoCrMoW-xCu合金力学行为抗菌性能生物医用

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