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航空材料学报 2015年第5期35卷 21-26页

作者：张新格邓畅光邓春明裴和中昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650000 广州有色金属研究院新材料研究所广州510651 广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

采用低压等离子喷涂技术在镍基铸造高温合金K438基体上制备NiCrAlY涂层,研究涂层和基体在950℃下恒温氧化100h的氧化动力学规律。采用SEM、EDS和XRD等检测涂层和基体经不同时间氧化后的微观结构演变和元素分布。结果显示:涂层氧化增重缓... 详细信息

采用低压等离子喷涂技术在镍基铸造高温合金K438基体上制备NiCrAlY涂层,研究涂层和基体在950℃下恒温氧化100h的氧化动力学规律。采用SEM、EDS和XRD等检测涂层和基体经不同时间氧化后的微观结构演变和元素分布。结果显示:涂层氧化增重缓慢,氧化动力学曲线符合抛物线规律,100h后表面形成一层厚度1.5μm左右致密Al2O3保护膜;基体开始时氧化增重迅速,60h之后发生破坏性氧化,基体开始迅速失重。EDS分析显示:元素在涂层氧化过程中发生缓慢扩散,扩散距离达到90μm,涂层的结构更加致密。

关键词：低压等离子喷涂 NiCrAlY涂层高温氧化元素分布结构演变

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磁控溅射固体润滑MoS2薄膜的制备及摩擦学性能

磁控溅射固体润滑MoS2薄膜的制备及摩擦学性能

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2015年广东省真空学会学术年会

作者：韦春贝蓝荣福侯惠君代明江林松盛石倩胡芳广州有色金属研究院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实验室

MoS薄膜被誉为"固体润滑之王",具有非常低的摩擦系数,被广泛应用在齿轮、活塞、轴承、模具等关键运动部件以及加工工模具中,与润滑油相比具有清洁无污染、承载力高等特点,可在高低温、高真空、高载荷、辐射等恶劣环境中长期... 详细信息

MoS薄膜被誉为"固体润滑之王",具有非常低的摩擦系数,被广泛应用在齿轮、活塞、轴承、模具等关键运动部件以及加工工模具中,与润滑油相比具有清洁无污染、承载力高等特点,可在高低温、高真空、高载荷、辐射等恶劣环境中长期而稳定的使用。MoS在真空和惰性气氛中具有非常优异的润滑性能,摩擦系数低至0.04,然而MoS在潮湿的空气或氧化性气氛中易于发生氧化而导致润滑性能衰退,在潮湿大气中MoS的摩擦系数是真空环境的3倍,而耐磨寿命仅为真空中的十分之一左右。为了提高MoS的抗氧化性以及润滑耐磨寿命,采用金属元素掺杂是一种行之有效的方法。如在MoS中掺杂Ti、Cr、Ag、Au等金属元素,金属元素掺杂可以改善薄膜的致密性,提高薄膜的硬度和耐磨性能。目前常用的刷涂法制备MoS润滑膜虽然工艺简单、成本低,但薄膜均匀性和结合力都比较差,耐磨性能不足,寿命短。并且刷涂法中含有有机粘接剂,在高温以及真空环境下挥发污染物,从而影响薄膜的使用。采用磁控溅射法制备的MoS薄膜具有结合力高,薄膜均匀性好,耐磨寿命高等特点,可应用于精密部件表面处理,同时薄膜可在真空、惰性气体等环境下使用而无污染。另外磁控溅射方法工业应用成熟,易于实现工业化推广应用。本文采用磁控溅射的方法,研究Ti掺杂MoS薄膜结构与摩擦学性能特点。采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对薄膜的组织、结构进行分析,采用显微硬度仪、压痕仪、摩擦磨损实验仪对薄膜的机械性能进行表征。结果表明,Ti元素掺杂阻碍了MoS柱状晶的生长,使得MoS由粗大的柱状晶转变为更加致密的纳米晶或者非晶结构,有效改善了薄膜的致密性,有利于提高薄膜的抗氧化性能和耐磨性能。掺杂后薄膜的硬度和结合力显著提高,薄膜硬度达到HV432,结合力达到HF1级。掺杂的MoS薄膜在大气下的摩擦系数为0.05～0.08,耐磨寿命比纯MoS薄膜提高10倍以上。同时研究薄膜的微动磨损发现,掺杂的MoS薄膜具有良好的抗微动磨损性能,摩擦系数在0.04左右,可以起到良好的抗微动以及抗咬合作用。

关键词： MoS2固体润滑膜磁控溅射掺杂摩擦学性能

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DLC膜的生物相容性研究进展及在生物医用材料中的应用

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材料研究与应用 2015年第3期9卷 143-147页

作者：徐丽萍林松盛广州有色金属研究院新材料研究所广东广州510650 现代材料表面工程技术国家工程实验室广东广州510650 广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

综述了DLC膜的生物相容性研究进展及其在生物医用材料中的应用.生物相容性研究主要在DLC膜的细胞毒性及血液相容性方面进行了阐述;而应用进展主要在口腔修复、心血管介入治疗和心脏病治疗、人工髋关节等承重植入体等方面进行了阐述.最... 详细信息

综述了DLC膜的生物相容性研究进展及其在生物医用材料中的应用.生物相容性研究主要在DLC膜的细胞毒性及血液相容性方面进行了阐述;而应用进展主要在口腔修复、心血管介入治疗和心脏病治疗、人工髋关节等承重植入体等方面进行了阐述.最后指出了存在的问题及发展趋势.

关键词：类金刚石薄膜生物医用材料生物相容性表面改性

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薄膜锂离子电池用LiV_3O_8靶材的制备

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中国陶瓷 2015年第6期51卷 49-53 58,58页

作者：胡亮代明江余琨石倩中南大学材料科学与工程学院长沙410083 广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651 新材料研究所广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院) 广州510651

以Li2CO3和V2O5为原料,采用中温固相法获得Li V3O8粉末,经冷压预成型加空气烧结制备得到Li V3O8靶材。采用DSC-TG、XRD、SEM等检测手段考察了合成条件对Li V3O8粉末结构的影响。结果表明:随着煅烧温度的提高,产物的(100)衍射峰强度增强... 详细信息

以Li2CO3和V2O5为原料,采用中温固相法获得Li V3O8粉末,经冷压预成型加空气烧结制备得到Li V3O8靶材。采用DSC-TG、XRD、SEM等检测手段考察了合成条件对Li V3O8粉末结构的影响。结果表明:随着煅烧温度的提高,产物的(100)衍射峰强度增强,煅烧温度为550℃,保温时间10 h时,制备得到的粉末其物相最纯且晶型最好。此外,对烧结的靶材进行结构和形貌分析,并用阿基米德排水法测量了靶材的密度。结果表明:经高温烧结后靶材仍然保持Li V3O8单斜晶系结构,其靶材密度为3.014 g/cm3。

关键词：薄膜锂离子电池 LiV3O8 磁控溅射靶材密度

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钕铁硼表面离子辅助真空蒸发镀铝工艺研究

钕铁硼表面离子辅助真空蒸发镀铝工艺研究

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TFC'15全国薄膜技术学术研讨会

作者：胡芳代明江林松盛侯惠君宋可为广州有色金属研究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

钕铁硼（NdFeB）是一种磁学性能优异的稀土永磁材料,现代科学技术与信息产业正向集成化、轻量化、智能化方向发展,新能源和节能环保等行业对稀土永磁材料的性能需求越来越高,这对传统磁钢制造行业是个巨大的挑战,同时,对钕铁硼永磁材料... 详细信息

钕铁硼（NdFeB）是一种磁学性能优异的稀土永磁材料,现代科学技术与信息产业正向集成化、轻量化、智能化方向发展,新能源和节能环保等行业对稀土永磁材料的性能需求越来越高,这对传统磁钢制造行业是个巨大的挑战,同时,对钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能提出了更高的要求。铝是钕铁硼永磁材料真空镀膜首选的金属防护涂层之一。首先,铝的腐蚀电位相对较低,钕铁硼永磁材料表面镀铝后,铝镀层作为牺牲阳极先被腐蚀;其次,铝能在合适的温度下生成致密的保护性氧化膜AlO,起到保护基体的作用。再者,铝资源丰富、价格低廉,可以大规模生产应用。真空镀铝的方法主要有磁控溅射和热蒸发技术,国内大多采用磁控溅射技术在钕铁硼材料表面制备Al膜和Al/AlO、AlN/A1等多层膜,由于离子辅助热蒸发镀铝设备基本被美国和日本垄断,目前国内几乎没有离子辅助蒸发镀铝的设备。而我国的真空蒸发镀铝涂层集中在用于食品包装、电子和装饰用等产品上,对于钕铁硼表面离子辅助真空蒸发镀铝的研究及应用鲜有报道。本论文采用自主研究开发的离子辅助真空蒸发镀膜装备,分别研究了蒸发舟电流和沉积温度对铝膜层结构的影响。研究表明,随着蒸发舟电流的增加,蒸发铝膜层的厚度增加,沉积速率升高,当蒸发舟电流为2450A时,铝膜层的沉积速率最快,达到22.2μm/h。随着沉积温度的增加,钕铁硼表面所制备的铝膜层缺陷减少,膜层趋于平整致密化,沉积温度过高会造成膜层与工装接触时引起刮伤等缺陷,从而破坏了钕铁硼表面铝膜的完整性。

关键词：钕铁硼离子辅助真空蒸发

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钕铁硼表面离子辅助真空蒸发镀铝工艺研究

钕铁硼表面离子辅助真空蒸发镀铝工艺研究

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TFC`15全国薄膜技术学术研讨会

作者：胡芳代明江林松盛侯惠君宋可为广州有色金属研究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510651

钕铁硼(NdFeB)是一种磁学性能优异的稀土永磁材料,现代科学技术与信息产业正向集成化、轻量化、智能化方向发展,新能源和节能环保等行业对稀土永磁材料的性能需求越来越高,这对传统磁钢制造行业是个巨大的挑战,同时,对钕铁硼永磁材料的...

钕铁硼(NdFeB)是一种磁学性能优异的稀土永磁材料,现代科学技术与信息产业正向集成化、轻量化、智能化方向发展,新能源和节能环保等行业对稀土永磁材料的性能需求越来越高,这对传统磁钢制造行业是个巨大的挑战,同时,对钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能提出了更高的要求。铝是钕铁硼永磁材料真空镀膜首选的金属防护涂层之一。首先,铝的腐蚀电位相对较低,钕铁硼永磁材料表面镀铝后,铝镀层作为牺牲阳极先被腐蚀;其次,铝能在合适的温度下生成致密的保护性氧化膜Al2O3,起到保护基体的作用。再者,铝资源丰富、价格低廉,可以大规模生产应用。

关键词：

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NdFeB磁体表面镀铝膜层退镀液配方的研究

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电镀与涂饰 2015年第4期34卷 176-180页

作者：陈梓赫代明江胡芳林松盛侯惠君广东工业大学材料与能源学院广东广州510081 广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)新材料研究所广东广州510651 广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651

用NaOH作腐蚀剂,添加辅助盐、表面活性剂、配位剂和缓蚀剂,研制了一种高效稳定的NdFeB表面镀铝膜退镀液。以Nd Fe B试样表面的铝含量和基体失重量作为性能评定指标,通过正交试验确定了优化的退镀液配方为:NaOH 10 g/L,Na_2CO_3 30 g/L,... 详细信息

用NaOH作腐蚀剂,添加辅助盐、表面活性剂、配位剂和缓蚀剂,研制了一种高效稳定的NdFeB表面镀铝膜退镀液。以Nd Fe B试样表面的铝含量和基体失重量作为性能评定指标,通过正交试验确定了优化的退镀液配方为:NaOH 10 g/L,Na_2CO_3 30 g/L,十二烷基苯磺酸钠6 g/L,EDTA-2Na 4g/L,六次甲基四胺4 g/L。优化的退镀液在室温条件下退镀3 min,即可把NdFeB基体上约12μm厚的铝膜退除干净,而且退镀后基体的剩磁、矫顽力和最大磁能积仅分别变化1.27%、1.25%和0.47%,磁性能损伤较小。探讨了NdFeB表面镀铝膜层的退镀机理。

关键词：钕铁硼磁体铝膜退镀液磁性能

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基于海洋环境下紧固件表面真空镀铝涂层的应用研究

基于海洋环境下紧固件表面真空镀铝涂层的应用研究

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2015广东材料发展论坛——新材料与先进制造大会

作者：胡芳代明江侯惠君林松盛广州有色金属研究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 510651

紧固件在海洋平台和船舶上是最常用的机械连接方式,其可靠性直接关系到平台、系统或者设备的可靠性,也关系到总体安全性.许多长期暴露在海洋环境中的紧固件腐蚀非常严重,腐蚀导致紧固件难以拆卸,连接强度下降等问题,这给紧固件正常服役...

紧固件在海洋平台和船舶上是最常用的机械连接方式,其可靠性直接关系到平台、系统或者设备的可靠性,也关系到总体安全性.许多长期暴露在海洋环境中的紧固件腐蚀非常严重,腐蚀导致紧固件难以拆卸,连接强度下降等问题,这给紧固件正常服役和维护保养造成很大的困难.紧固件在海洋环境中的腐蚀防护成为亟需解决的问题.材料表面处理是有效的防腐蚀的手段之一,目前,紧固件表面的涂层种类主要有热浸镀锌、达克罗(锌铬涂层)、真空镀铝涂层等,其中真空镀铝涂层由于其优良的综合性能得到了广泛的应用.

关键词：

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调质结构对Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜残余应力及力学性能的影响

调质结构对Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜残余应力及力学性能的影响

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2015年广东省真空学会学术年会

作者：林松盛周克崧冯诚诚代明江石倩胡芳侯惠君韦春贝赵升升华南理工大学材料科学与工程学院广州有色金属研究院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深圳职业技术学院

随着科学技术的发展,传统的结构材料难以满足各种恶劣工况的需求,采用气相沉积技术在材料表面制备防护薄膜是解决该难题的有效途径之一。然而在材料表面制备薄膜不可避免地存在残余应力,特别是硬质薄膜通常存在GPa级的残余应力。当薄膜... 详细信息

随着科学技术的发展,传统的结构材料难以满足各种恶劣工况的需求,采用气相沉积技术在材料表面制备防护薄膜是解决该难题的有效途径之一。然而在材料表面制备薄膜不可避免地存在残余应力,特别是硬质薄膜通常存在GPa级的残余应力。当薄膜中残余应力较大时,会导致薄膜开裂或剥落,甚至有可能损坏基体。为了降低薄膜残余应力,提高其应用性能,科学工作者做了大量的研究,目前主要采用沉积过渡层、多层结构和退火热处理等途径来降低薄膜残余应力。采用国产定制AS700DTX型计算机全自动控制十二弧源真空阴极电弧沉积装置,在TC11钛合金和单品Si片表面依次沉积软硬交替Ti-TiN-Zr-ZrN四层结构为一周期,Me层与MeN层的比例为1:6。通过计算机程序自动控制不同调制周期、不同R:R调制比和不同厚度（周期数）。采用Nova NanoSEM 430型扫描电子显微镜观察薄膜截面形貌及膜层厚度;Philips Xpert MPD型X射线衍射仪分析膜层中的相结构;HH-3000薄膜结合强度划痕试验仪检测多层膜与基体的结合力;刚MH-5D型硬度计测量维氏显微硬度;采用FST-150残余应力测试仪通过基片曲率半径法测量多层膜的应力。测量得到镀膜前后试样曲率半径的变化,根据Stoney公式可以计算山薄膜的残余应力σ。Stoney公式为:σ=Et/(6（1-v）(1/R-1/R)t_f)其中,σ为薄膜应力,E和v分别为基体的杨氏模量和泊松比,t和t_f分别为基体和薄膜的厚度,R和R分别为镀膜前后基体的曲率半径。重点研究了调制周期、调制比和膜层厚度的改变对多层膜残余应力和相关性能的影响。结果表明:增加调制周期,则残余应力降低,结合力和硬度均增大;降低R:R调制比,则残余应力增大,结合力下降,硬度增加;增大多层膜厚度,则残余应力略有上升,结合力和硬度都提高,当膜层厚度达到7.54μm后,硬度稳定在30Gpa左右。

关键词： Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜调制结构残余应力电弧离子镀

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Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜对钛合金疲劳性能的影响

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真空 2015年第1期52卷 22-26页

作者：冯诚诚林松盛匡同春代明江胡芳赵升升周克崧华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640 广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)新材料研究所广东广州510651 广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651

采用真空阴极电弧沉积技术在TC11钛合金基体上沉积约10μm厚的Ti/Ti N/Zr/Zr N多层膜,通过对比镀膜前后试样的屈服强度、抗拉强度、疲劳强度、疲劳寿命,以及断口形貌,研究沉积Ti/Ti N/Zr/Zr N多层膜对基体疲劳性能的影响,探讨疲劳断裂... 详细信息

采用真空阴极电弧沉积技术在TC11钛合金基体上沉积约10μm厚的Ti/Ti N/Zr/Zr N多层膜,通过对比镀膜前后试样的屈服强度、抗拉强度、疲劳强度、疲劳寿命,以及断口形貌,研究沉积Ti/Ti N/Zr/Zr N多层膜对基体疲劳性能的影响,探讨疲劳断裂机理。结果表明:多层膜对TC11钛合金基体材料的屈服强度和抗拉强度影响不大,但由于膜层硬而脆而降低了基体材料的收缩率和延伸率;多层膜提高基体材料的疲劳极限;低应力下,裂纹源在多层膜表面萌生,并向内部扩展,在多层结构的膜层界面处受到阻碍,发生偏转,从而提高基体疲劳寿命;高应力下,膜层容易破裂,裂纹源增多,降低基体疲劳寿命;应力水平在520 MPa到650 MPa范围内,疲劳寿命增量从+40.82%降到-36.88%。

关键词：真空阴极电弧沉积 Ti/TiN/Zr/ZrN 多层膜疲劳性能

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