检索结果-内蒙古大学图书馆

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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激光选区熔化适配型铝合金的研究及应用现状

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中国有色金属学报 2024年第8期34卷 2491-2510页

作者：常成郭一帆卓伟伟简光建周俊郝晓虎崔泽琴刘敏闫星辰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 成都国营锦江机器厂成都610043 太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 山西浙大新材料与化工研究院太原030024

使用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备的铝合金构件具有形状复杂、晶粒细小、力学性能优异等特点,在航天航空、轨道交通等领域有着广泛应用。然而,目前可用于SLM成形的铝合金材料仍面临着可打印种类有限、成形过程易... 详细信息

使用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备的铝合金构件具有形状复杂、晶粒细小、力学性能优异等特点,在航天航空、轨道交通等领域有着广泛应用。然而,目前可用于SLM成形的铝合金材料仍面临着可打印种类有限、成形过程易产生冶金缺陷等问题,严重制约了SLM高性能铝合金的发展。本文基于承力构件的实际需求,综述了目前适配于SLM技术的铸造铝合金、稀土改性铝合金及铝基复合材料的研究现状,重点从适用于SLM技术的材料设计角度出发,概述所制备材料的独特微观组织及力学性能,并就SLM铝合金部件的国内外应用现状进行总结,点出现阶段SLM铝合金原材料仍多采用传统铸造材料为主的局限性,适于SLM技术的新材料、新产品在标准化以及规模化等方面仍需进一步细化和拓展。

关键词：激光选区熔化技术铝合金适配性行业标准工程应用

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Al_(2)O_(3)改性等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的异物损伤行为及失效机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2289-2303页

作者：王梓帆范佳锋康楷雯吴健刘敏周克崧张乾张志波李小强张小锋西安理工大学应用化学系西安710048 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 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广东省先进金属材料制造与成型重点实验室广州510640

由外来异物损伤引起的颗粒冲蚀是制约热障涂层使用寿命的重要因素。为了提高等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)热障涂层的耐冲蚀性能,采用磁控溅射和真空热处理在PS-PVD喷涂的7YSZ热障涂层表面制备一层致密的α-Al_(2)O_(3)。系统研究热... 详细信息

由外来异物损伤引起的颗粒冲蚀是制约热障涂层使用寿命的重要因素。为了提高等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)热障涂层的耐冲蚀性能,采用磁控溅射和真空热处理在PS-PVD喷涂的7YSZ热障涂层表面制备一层致密的α-Al_(2)O_(3)。系统研究热障涂层的异物损伤行为,并采用第一性原理计算对α-Al_(2)O_(3)/c-ZrO_(2)界面进行研究。结果表明,PS-PVD、大气等离子喷涂(APS)和电子束-物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层的冲蚀质量损失率分别为324、248和139μg/g,而Al_(2)O_(3)改性的PS-PVD热障涂层的冲蚀质量损失率降至199μg/g。此外,在Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)-O的顶部构型模型中观察到的界面结合能最高(3.88 J/m^(2)),远高于ZrO_(2)/Ni(2.011 J/m^(2)),使界面结合性能得以提高。

关键词：热障涂层等离子喷涂-物理气相沉积 Al_(2)O_(3)改性外来异物损伤第一性原理

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掺硅类金刚石薄膜的HiPIMS-MFMS共沉积制备及其高温摩擦学行为研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 18-29页

作者：陈彦军苏峰华孙建芳陈泽达林松盛李助军华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州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 广州铁路职业技术学院机电工程学院广东广州510430

元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)... 详细信息

元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、纳米压痕和UMT-TriboLab摩擦试验机等系统分析了Si含量对Si-DLC薄膜的结构、力学性能及不同温度下的摩擦学性能的影响,重点探讨了Si-DLC薄膜在高温下摩擦磨损机制.结果表明:Si-DLC薄膜中Si以四面体碳化硅的形式随机分布于无定型DLC基体中,增强薄膜的韧性.同时,Si掺杂使DLC薄膜向金刚石结构发生转变并显著提高了薄膜的硬度.摩擦结果表明,当Si原子分数为15.38%时,Si-DLC薄膜在常温下的摩擦系数和磨损率最低,同时该薄膜在300℃下能维持在较低的摩擦系数(约0.1),主要是由于Si-DLC薄膜中的四面体碳化硅结构能够提升sp^(3)键的稳定性.此外,Si-DLC薄膜中的Si在高温摩擦时会在对偶球表面形成1层SiO_(2)保护层,减缓Si-DLC薄膜和过渡层的氧化,使得薄膜能够在高温下持续润滑.当Si含量进一步增加时,Si-DLC薄膜的力学性能显著提升,然而其摩擦学性能发生明显降低,主要是当DLC薄膜中的硅含量过高时,大气环境下的高温摩擦使得薄膜内的氧化加剧,过量氧化硅的生成破坏了薄膜结构从而导致摩擦性能下降.

关键词：高功率脉冲磁控溅射类金刚石薄膜元素掺杂高温摩擦磨损

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团聚粉末粒度对PS-PVD制备GYbZ热障涂层的性能影响

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表面技术 2023年第2期52卷 395-403页

作者：杨朔毛杰邓子谦胡方邓春明邓畅光沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳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

目的探究不同粒度的微米级团聚粉末对等离子喷涂–物理气相沉(PS-PVD)制备GYbZ热障涂层性能的影响。方法以微米团聚的(Gd_(0.9)Yb_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)(GYbZ)粉末为原料,通过PS-PVD工艺在镍基高温合金表面用3种不同粒径团聚粉末制备G... 详细信息

目的探究不同粒度的微米级团聚粉末对等离子喷涂–物理气相沉(PS-PVD)制备GYbZ热障涂层性能的影响。方法以微米团聚的(Gd_(0.9)Yb_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)(GYbZ)粉末为原料,通过PS-PVD工艺在镍基高温合金表面用3种不同粒径团聚粉末制备GYbZ热障涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析GYbZ热障涂层的微观结构及相组成,采用电子万能试验机测试涂层的结合强度,采用自动水淬机对涂层的抗热震性能进行测试。结果随着团聚粉末粒度的减小,团聚粉末的球形度会变低,且粉末的孔隙率逐渐变大,团聚粉末粒度越小,喷涂的气化率越高,涂层中未熔粒子越少,涂层羽–柱状结构越明显。D50=13μm的团聚粉末在喷涂时,因粉末粒度过小,以及流动性较差,送粉过程中部分粉末未能顺利地通过喷嘴到达等离子焰流的中心,涂层的沉积率会略微降低。GYbZ团聚粉末衍射图呈现出Gd_(2)Zr_(2)O_(7)与Yb_(2)O_(3)这2种相的堆叠,而GYbZ涂层衍射图呈现单一的缺陷萤石结构。同时随着团聚粉末粒度的减小,制备出相应涂层的力学性能和抗热震性能有着明显的提高。结论采用D50=13μm的团聚粉末制备的涂层具有完整的羽毛–柱状结构,且拥有最高的结合强度及最好的抗热震性能。

关键词：粉末粒径等离子喷涂–物理气相沉积 GYbZ 热障涂层

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H_(2)对等离子喷涂–物理气相沉积射流及涂层结构性能影响研究进展

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表面技术 2022年第7期51卷 63-76页

作者：徐静毛杰梁兴华邓子谦邓春明邓畅光刘敏广西科技大学广西柳州545006 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

首先介绍了目前现有的等离子射流检测方法,着重综述了PS-PVD等离子射流非接触式检测手段—光谱诊断(OES)技术及其计算方法,以及通过此手段检测H_(2)对射流特性的影响。其次,从H_(2)对涂层物相、组织结构相和热导率的影响出发,介绍了现... 详细信息

首先介绍了目前现有的等离子射流检测方法,着重综述了PS-PVD等离子射流非接触式检测手段—光谱诊断(OES)技术及其计算方法,以及通过此手段检测H_(2)对射流特性的影响。其次,从H_(2)对涂层物相、组织结构相和热导率的影响出发,介绍了现阶段国内外H_(2)工艺参数对于涂层微观形貌结构影响的研究现状。基于此,通过涂层抗粒子冲蚀能力和抗钙镁铝硅酸盐(CMAS)腐蚀能力对涂层的力学性能和热防护性能差异进行了总结与评价。最后展望了今后PS-PVD制备热障涂层技术兼顾力学性能与热防护性能的发展可能性。

关键词：热障涂层 PS-PVD技术光谱诊断微观结构粒子冲蚀抗熔盐腐蚀

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冷喷摩擦复合增材制造6061铝合金的显微组织、力学性能和腐蚀行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第11期33卷 3250-3265页

作者：刘志浩韩鹏王文关肖虎王智方园乔柯叶东明蔡军谢迎春王快社西安建筑科技大学冶金工程学院功能材料加工国家地方联合工程研究中心西安710055 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州510651

采用冷喷摩擦复合增材制造(CFAM)技术制备6061铝合金块体材料。采用OM、SEM和EBSD对冷喷涂(CS)和CFAM试样的显微组织进行表征,通过显微硬度、拉伸和腐蚀实验研究两者的力学性能和腐蚀行为。结果表明,与CS试样相比,CFAM试样的显微组织更... 详细信息

采用冷喷摩擦复合增材制造(CFAM)技术制备6061铝合金块体材料。采用OM、SEM和EBSD对冷喷涂(CS)和CFAM试样的显微组织进行表征,通过显微硬度、拉伸和腐蚀实验研究两者的力学性能和腐蚀行为。结果表明,与CS试样相比,CFAM试样的显微组织更加致密和均匀,晶粒细小等轴,平均晶粒尺寸为3.1μm,显微硬度、极限抗拉强度和伸长率分别提高了22%、171%和683%。CFAM试样的腐蚀电流密度比CS试样低95.1%~97.8%,腐蚀机理由CS试样的点腐蚀转变为晶间腐蚀。

关键词：冷喷摩擦复合增材制造 6061铝合金显微组织力学性能腐蚀机理

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激光选区熔化AZ91D镁合金的微观组织与力学性能

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中国有色金属学报 2023年第8期33卷 2483-2495页

作者：易林常成戴翌龙刘敏潘超闫星辰湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 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 北京市春立正达医疗器械股份有限公司北京101112

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金试样,研究了成形过程中体能量密度对AZ91D试样的影响,采用光学显微镜(OM)、主要扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等方法,对SLM AZ91D合金... 详细信息

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金试样,研究了成形过程中体能量密度对AZ91D试样的影响,采用光学显微镜(OM)、主要扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等方法,对SLM AZ91D合金的微观组织、物相和力学性能进行分析。结果表明,在功率为130 W、扫描速度为300 mm/s、体能量密度为144.44 J/mm^(3)时,所得试样的致密度最佳。SLM AZ91D试样中存在α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)两相,并且熔池边缘由蜂窝状的等轴晶和柱状晶共同组成,与铸态AZ91D试样的微观组织和力学性能进行对比,SLM AZ91D试样的晶粒更细小(平均晶粒尺寸约为1.013μm),且显微硬度(97.10HV_(0.1))及抗拉强度(316 MPa)均高于铸造态AZ91D试样(76.61HV_(0.1);208 MPa)。

关键词： AZ91D镁合金激光选区熔化工艺参数微观组织力学性能

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激光熔覆FeCrSi_(x)NiCoC涂层高温耐磨性能

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中国表面工程 2023年第1期36卷 179-188页

作者：马汝成贵永亮龙海洋马文有李福海邓朝阳闫星辰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 现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 华北理工大学冶金与能源学院唐山063210

Si含量对Fe基合金高温耐磨性能影响机理研究已有很多,但尚缺乏Si含量对Fe基涂层高温耐磨性能的研究.采用激光熔覆技术制备不同Si含量(5wt.%、10wt.%、15wt.%)的FeCrSi_(x)NiCoC涂层,在温度为500℃和载荷200 N的条件下,测试FeCrSi_(x)Ni... 详细信息

Si含量对Fe基合金高温耐磨性能影响机理研究已有很多,但尚缺乏Si含量对Fe基涂层高温耐磨性能的研究.采用激光熔覆技术制备不同Si含量(5wt.%、10wt.%、15wt.%)的FeCrSi_(x)NiCoC涂层,在温度为500℃和载荷200 N的条件下,测试FeCrSi_(x)NiCoC涂层高温耐磨性能.结合X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析涂层显微组织、相组成和磨损机理.结果表明:随着Si含量增加,涂层中γ-Fe相(Si以固溶方式存在于γ-Fe相中)向金属硅化物Fe3Si相转变,显微组织也由树枝晶向等轴晶转变,涂层硬度由312±21.7 HV0.5增加至588±31.3HV0.5.在温度500℃和载荷200 N下的摩擦磨损试验中,Si含量为10%的涂层磨损率最低,高温耐磨性能最好,其磨损机理主要为黏着磨损和氧化磨损.通过优化Fe基合金中Si含量得到耐磨性能良好的涂层,可对该类涂层的开发、制备和应用提供一定的技术支持.

关键词：激光熔覆技术 FeCrSixNiCoC涂层微观组织高温磨损性能

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热处理对激光选区熔化成型高速钢组织和力学性能的影响

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材料工程 2022年第12期50卷 135-142页

作者：杨智凯柏鉴玲张欣悦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 重庆市铜梁区科学技术局重庆402560

基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SL... 详细信息

基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SLM极高的熔融/冷却速率产生了细晶奥氏体组织,解决了高速钢中常见的粗大莱氏体组织和网状碳化物问题。固溶淬火处理后高速钢组织由马氏体和残余奥氏体组成。随后在数次高温回火过程中,高速钢逐渐向回火马氏体转变,并析出大量微米级和纳米级MC型碳化物。在马氏体相变强化和MC型碳化物沉淀强化作用下,固溶淬火+3次回火的Tempered-Ⅲ样品硬度60HRC,抗弯强度3621 MPa,弯曲断裂应变为10.1%,获得硬度、强度和韧性匹配较佳的综合性能。继续增加回火次数则导致部分碳化物长大,使得高速钢弯曲断裂应变有所降低。通过SLM技术结合固溶淬火+高温回火,能够充分发挥细晶强化、相变强化和沉淀强化效果,为高强高韧复杂形状高速钢零件的快速制备提供了新途径。

关键词：高速钢热处理激光选区熔化析出强化力学性能

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