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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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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N5单晶与PtAl涂层的高温互扩散

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热加工工艺 2021年第2期50卷 104-110页

作者：郝菊萍徐丽萍邓畅光邓春明胡永俊广东工业大学材料与能源学院广东广州510006 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

为研究铂改性铝化物(PtAl)涂层与N5镍基单晶高温合金之间的氧化及互扩散的行为,对体系进行了1100℃静态氧化实验。涂层的制备方式为电镀Pt和化学气相沉积法(CVD)渗铝,采用真空热处理炉进行热扩散处理;PtAl涂层氧化前后的微观形貌、相结... 详细信息

为研究铂改性铝化物(PtAl)涂层与N5镍基单晶高温合金之间的氧化及互扩散的行为,对体系进行了1100℃静态氧化实验。涂层的制备方式为电镀Pt和化学气相沉积法(CVD)渗铝,采用真空热处理炉进行热扩散处理;PtAl涂层氧化前后的微观形貌、相结构组成和元素含量的变化采用SEM、XRD和EDS等方法进行分析。采用CVD方法制备PtAl涂层,热扩散处理后形成厚约18.7μm的互扩散带,无二次反应区;氧化500 h后,互扩散带厚度增加至34.6μm左右,并出现二次反应区,其厚度为56.6μm。二次反应区中因Ni元素扩散后晶体结构留下的空位被难熔金属(Ta、W、Re)占据导致析出TCP有害相。铂铝涂层的存在可提高体系的抗氧化性能,但不能阻止互扩散,涂层与基体间的互扩散导致化学元素成分变化和相结构的转变。

关键词：高温氧化 PtAl涂层 N5合金微观结构互扩散

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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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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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中间合金粉对激光选区熔化TMZF合金电化学性能的影响

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中国表面工程 2020年第6期33卷 128-135页

作者：褚清坤邓朝阳闫星辰马文有胡永俊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州510650

为了探究激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)Ti-12Mo-6Zr-2Fe(TMZF)β钛合金的腐蚀电化学行为,采用纯Mo粉末和Mo-Fe中间合金合金粉两种不同的Mo元素添加形式分别组成混合粉末进行激光增材制造,研究了中间合金粉末对TMZF合金试... 详细信息

为了探究激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)Ti-12Mo-6Zr-2Fe(TMZF)β钛合金的腐蚀电化学行为,采用纯Mo粉末和Mo-Fe中间合金合金粉两种不同的Mo元素添加形式分别组成混合粉末进行激光增材制造,研究了中间合金粉末对TMZF合金试样组织与电化学性能的影响。结合X射线衍射仪(XRD),金相显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及腐蚀电化学等材料表征手段对SLM TMZF试样的物相分布、微观组织结构、元素分布及耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明,单质混粉制备的SLM-β-1试样与中间合金混粉制备的SLM-β-2试样的组织中都含有大量的β-Ti组织,SLM-β-1试样在Bode图中显示出更高的阻抗,Nyquist图中SLM-β-1试样的容抗弧半径要大于SLM-β-2试样,动电位极化曲线中SLM-β-1试样的钝化膜击破电位要高于SLM-β-2试样。综合对比发现单质混合粉末SLM-β-1试样的耐腐蚀性能要优于中间合金混合粉末SLM-β-2试样的耐腐蚀性能。

关键词：激光选区熔化混合粉末 Ti-12Mo-6Zr-2Fe 微观组织耐腐蚀性能

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化学复合镀Ni-Mo-P/(h)BN镀层制备及宽温域摩擦学性能研究

化学复合镀Ni-Mo-P/(h)BN镀层制备及宽温域摩擦学性能研究

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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：夏雨韦春贝向青春林松盛石倩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沈阳工业大学材料科学与工程学院

随着科技的高速发展,航空航天、发电等领域零部件的服役温度不断提高。其中宽温域摩擦磨损是航天卫星、飞行器、高超音速飞机和导弹等工业部件(如轴套和轴承)使用寿命和安全性面临的首要挑战,工作温度可高达1000℃,在这样极端的工作条... 详细信息

随着科技的高速发展,航空航天、发电等领域零部件的服役温度不断提高。其中宽温域摩擦磨损是航天卫星、飞行器、高超音速飞机和导弹等工业部件(如轴套和轴承)使用寿命和安全性面临的首要挑战,工作温度可高达1000℃,在这样极端的工作条件下零部件表面需要具有更优良的宽温域减摩耐磨性能。化学镀镍复合镀层是在传统化学镀镍的基础上加入一种或多种不溶的第二相微粒。化学镀镍复合镀层由于各组分间的协同作用具有比传统化学镀镍层更优良的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。本研究采用化学复合镀技术在GH4169高温合金表面制备Ni-Mo-P/(h)BN复合镀层。通过优化酸洗工艺提高了膜基结合力,(h)BN颗粒的添加提高了镀层的耐磨性能,复合镀层在室温至700℃范围内具有优良的耐磨性能。

关键词：化学复合镀 Ni-Mo-P/(h)BN镀层摩擦学性能宽温域

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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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