检索结果-内蒙古大学图书馆

热加工工艺 2024年第21期53卷 120-124页

作者：吴怡杨元政张科杰樊家麟褚欣谢迎春邓春明广东工业大学材料与能源学院广东广州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

使用氮气在高压(5 MPa)条件下,通过调节工作气体温度(400、500、600℃)在ZM6基体上制备了大厚度6061铝合金涂层,再选择最佳温度条件下制备的6061铝合金涂层与块体6061铝合金同时进行摩擦磨损实验。利用光学显微镜、扫描电镜、三维轮廓... 详细信息

使用氮气在高压(5 MPa)条件下,通过调节工作气体温度(400、500、600℃)在ZM6基体上制备了大厚度6061铝合金涂层,再选择最佳温度条件下制备的6061铝合金涂层与块体6061铝合金同时进行摩擦磨损实验。利用光学显微镜、扫描电镜、三维轮廓仪对涂层以及磨损后磨痕形貌进行表征。结果表明:500℃条件下制备的6061铝合金涂层综合性能最佳,孔隙率1.89%,显微硬度78.18 HV0.1,涂层与ZM6基体的结合强度超过62 MPa。在不添加其他硬质相的情况下,单组分6061涂层仍能保持与块体6061铝合金相近的耐磨性能,既有黏着磨损又有磨粒磨损。

关键词：高压冷喷涂 6061涂层气体温度显微组织性能

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基于3D打印技术的甲烷水蒸气重整研究

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材料导报 2024年第10期38卷 40-48页

作者：李聪余冉刘太楷邓春明邓畅光刘敏长沙理工大学能源与动力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佛山桃园先进制造研究院

天然气（主要成分为甲烷）重整是天然气高效清洁利用的重要途径，重整获得富含氢气的重整气，可供固体氧化物燃料电池进行高效发电。甲烷水蒸气重整需要反应器以及负载其上的重整催化剂，基于3D打印技术的多孔结构具有良好的耐高温、抗... 详细信息

天然气（主要成分为甲烷）重整是天然气高效清洁利用的重要途径，重整获得富含氢气的重整气，可供固体氧化物燃料电池进行高效发电。甲烷水蒸气重整需要反应器以及负载其上的重整催化剂，基于3D打印技术的多孔结构具有良好的耐高温、抗氧化和结构稳定性等特点，负载Ni基催化剂用于甲烷催化重整可有效提升反应器稳定性，但相关研究较少。采用浸渍法将Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂负载于3D打印制备的多孔结构和金属泡沫反应器，通过催化剂形貌、分布规律、相结构以及热稳定性的表征，研究了重整反应温度、浆料配比、反应器结构等因素对甲烷水蒸气重整效果的影响。结果显示，催化剂的最佳配比是PVA含量为3.5%（若无特殊说明，均为质量分数）,Ni含量为19%,CeO2和γ-Al2O3的含量分别为16%和2.5%。重整测试结果表明，负载催化剂前，重整反应温度低于700℃时，Inconel625和泡沫Ni多孔反应器重整得到的氢气浓度均低于13%（体积分数）,而重整反应温度高于800℃时，Inconel625和泡沫Fe多孔反应器重整效果接近，但Inconel625稳定性优于泡沫Fe;负载催化剂后，NCA-I（Inconel625）样品始终表现出低于NCA-N（泡沫Ni）和NCA-F（泡沫Fe）的重整性能，这主要是因为NCA-I含有较多的Cr元素，高温下Cr氧化生成Cr2O3氧化膜，阻碍了反应气和Ni的接触，但测试后NCA-I样品表现出优异的稳定性，无明显脆化和断裂现象，可有效提升重整反应器的稳定性。

关键词：甲烷水蒸气重整反应器催化剂 Ni-CeO2/γ-Al2O3 3D打印

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PS-PVD用CeO_(2)掺杂8YSZ团聚粉末及其涂层

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航空材料学报 2022年第1期42卷 50-58页

作者：牛少鹏李昕邓春明孙耀宁宋进兵王超黄益聪曾威戴红亮黄科刘敏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 新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830046

在纳米ZrO_(2)-8%Y_(2)O_(3)(摩尔分数)(8YSZ)粉末中掺杂20%(质量分数)微米级CeO_(2)粉末,并通过喷雾干燥合成CeO_(2)-8YSZ(CYSZ)复合团聚粉体。借助激光粒度仪和扫描电镜(SEM)及附带能谱仪(EDS)考察羧甲基纤维素黏结剂(carboxymethyl cellulose,CMC)质量分数对复合团聚粉体性能影响。采用PS-PVD制备具有柱状结构的CYSZ热障涂层,对涂层截面和表面进行EDS分析。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析涂层物相。结果表明:黏结剂质量分数达到2%时可获得球形度高、粒度分布均匀的团聚粉体;制备的涂层中Ce元素呈均匀分布;涂层物相基本为t-相结构,其中Ce^(4+)取代Zr^(4+)进入ZrO_(2)晶格形成类质同象的固溶体结构,显示出CeO_(2)掺杂对t-相向m-相转变的抑制作用;所制备CYSZ涂层在1100℃,水冷循环100次后仍保持完整,展现出较高的抗热冲击性能。

关键词： CeO_(2)掺杂喷雾干燥团聚粉末 PS-PVD

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WC含量对激光熔覆FeCoNiCr高熵合金涂层组织结构及性能的影响规律研究

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中国激光 2023年第24期50卷 107-116页

作者：龙海洋董真卢冰文闫星辰马汝成马清赵国瑞邱常明华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 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现代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广东广州510651 松山湖材料实验室广东东莞523808

激光熔覆高熵合金涂层已成为表面工程领域的研究热点之一,本文系统研究了不同含量WC(WC质量分数为10%~60%)对激光熔覆Fe Co Ni Cr高熵合金涂层组织结构以及耐磨性、耐蚀性的影响规律。添加10%~60%WC颗粒制备的高熵合金复合涂层的成形质... 详细信息

激光熔覆高熵合金涂层已成为表面工程领域的研究热点之一,本文系统研究了不同含量WC(WC质量分数为10%~60%)对激光熔覆Fe Co Ni Cr高熵合金涂层组织结构以及耐磨性、耐蚀性的影响规律。添加10%~60%WC颗粒制备的高熵合金复合涂层的成形质量均较好,未出现裂纹等缺陷。随着添加WC颗粒的质量分数由10%增加到60%,涂层由FCC单相结构向FCC、WC、W_(2)C和Co_(4)W_(2)C等多相转变,显微组织由顶部等轴晶、底部柱状晶向树枝晶转变,块状和鱼骨状含碳相析出且其含量逐渐增加;添加60%WC颗粒后含碳析出相的面积占比可达64.18%。涂层横截面的平均显微硬度和耐磨性随着WC添加量的增加而显著提升,添加60%WC的高熵合金涂层的显微硬度最高(为501 HV0.2)且耐磨性最佳(摩擦因数为0.472),相对于未添加WC颗粒的高熵合金涂层的显微硬度(175 HV0.2)提升了约186%且耐磨性提高了233%。另外,随着WC颗粒的加入,具有较高耐蚀的面心立方相减少,同时WC在电化学过程中与黏结相形成了原电池。因此,高熵合金复合涂层的耐蚀性随着WC含量的增加而逐渐降低。

关键词：激光技术高熵合金激光熔覆 WC颗粒耐磨性耐蚀性

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Si含量对激光熔覆FeCrNiCSi_(x)涂层组织结构及高温摩擦性能的影响

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表面技术 2024年第17期53卷 62-70页

作者：龙海洋史海江卢冰文马汝成闫星辰刘志存贵永亮董真华北理工大学河北唐山063210 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

目的研究不同Si含量对Fe基涂层组织结构及高温摩擦磨损性能的影响规律,为延长高温环境下冶金部件的服役寿命提供技术支持。方法选用铬粉、硅粉、镍粉、碳粉、铁粉(纯度均大于等于99%),配制不同Si含量(质量分数分别为5%、10%、15%)的FeCr... 详细信息

目的研究不同Si含量对Fe基涂层组织结构及高温摩擦磨损性能的影响规律,为延长高温环境下冶金部件的服役寿命提供技术支持。方法选用铬粉、硅粉、镍粉、碳粉、铁粉(纯度均大于等于99%),配制不同Si含量(质量分数分别为5%、10%、15%)的FeCrNiCSi_(x)粉末,在配制完成后使用行星球磨机混合粉末,采用激光熔覆技术制备不同Si含量(质量分数分别为5%、10%、15%)的FeCrNiCSi_(x)涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和其自带能谱仪(EDS)分析涂层的物相组成、显微组织和元素分布;利用维氏显微硬度计分析涂层的截面显微硬度分布规律;采用摩擦磨损试验机测试涂层在温度500℃、载荷200 N下的摩擦因数,称量磨损实验前后的质量差,计算磨损率;通过SEM观察磨痕形貌,分析涂层磨损机理。结果质量分数为5%的Si涂层物相主要是γ-Fe和Fe-Cr固溶体,显微组织由树枝晶和等轴晶组成。质量分数为10%、15%的Si涂层的物相主要为Fe_(3)Si、Fe-Cr固溶体,显微组织主要由等轴晶组成。质量分数为5%、10%、15%的Si涂层的显微硬度分别为301.3HV0.5、576.6HV0.5、598.5HV0.5,摩擦因数分别为0.61、0.50、0.47,磨损率分别为3.10×10^(-5)、5.90×10^(-5)、7.39×10^(-5)g/m。结论随着涂层中Si含量的升高,涂层的摩擦因数降低,显微硬度和磨损率升高。其中,Fe_(3)Si相的产生使得涂层的平均显微硬度提高,由于Fe_(3)Si相的脆性较大,剥落程度较严重,导致涂层的磨损率上升。综合评判可知,质量分数为10%的Si涂层的高温耐磨最优,其磨损形式为磨粒磨损。

关键词：激光熔覆 Fe-Cr-Si合金显微组织显微硬度高温磨损磨损机理

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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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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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低含量碳化钨对激光熔覆镍基复合涂层性能影响

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应用激光 2023年第2期43卷 26-33页

作者：冯煜哲王岳亮刘文文马清邓朝阳卢冰文李福海温州大学机电工程学院浙江温州325035 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东广州510650

为研究相对较低含量(质量分数≤15%)碳化钨镍基合金涂层中碳化钨对涂层性能的影响,采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了不同碳化钨含量镍基碳化钨复合涂层,表征其组织形貌,同时对比分析不同碳化钨含量复合涂层的硬度、耐磨性。结... 详细信息

为研究相对较低含量(质量分数≤15%)碳化钨镍基合金涂层中碳化钨对涂层性能的影响,采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了不同碳化钨含量镍基碳化钨复合涂层,表征其组织形貌,同时对比分析不同碳化钨含量复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明,涂层熔道顶部搭接处存在明显的分界线,分界线上侧为细小等轴晶,下侧为粗大的柱状晶;碳化钨颗粒周围微熔形成析出物,同时在熔池底部有聚集趋势,且随碳化钨含量增大聚集趋势增大;镍基复合涂层硬度和耐磨性随添加碳化钨含量增大而提升,15%质量分数碳化钨复合涂层相较于纯镍熔覆涂层硬度提高约12.88%,摩擦因数降低约19.62%,磨痕形貌显示低含量碳化钨复合涂层中硬质颗粒的耐磨支撑作用相对较弱,复合涂层整体硬度提升是耐磨性能增强的主要因素。

关键词：低碳化钨含量激光熔覆复合涂层耐磨性

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氧化对含氟化物共晶耐磨自润滑涂层机械和摩擦学性能影响

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表面技术 2022年第11期51卷 235-243页

作者：邝子奇牛少鹏宋佳李明康苏威铭王超黄益聪曾威戴红亮黄科广东轻工职业技术学院广州510300 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

目的考察NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层在高温氧化环境下成分与结构变化,着重研究氧化对涂层机械和摩擦学性能影响。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备出NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层,对涂层进行700、800、850℃氧化处... 详细信息

目的考察NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层在高温氧化环境下成分与结构变化,着重研究氧化对涂层机械和摩擦学性能影响。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备出NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层,对涂层进行700、800、850℃氧化处理,借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、力学性能试验机和高温摩擦磨损试验机等设备,比较了喷涂态涂层与氧化处理后涂层的微观结构、物相成分及机械和摩擦学性能。结果涂层在700℃以上氧化环境中,会发生氧化诱导下以氟化物润滑相表面迁移和表面Cr选择性氧化等行为构成的铬酸盐反应。该反应在850℃时会使涂层性能形成“嬗变”,在该温度下氧化处理后涂层的结合强度由喷涂态的75 MPa急剧下降至20 MPa,涂层近表显微硬度由735HV下降至190HV;此外,涂层在300℃时体积磨损率由喷涂态的2.19×105 mm^(3)/N·m剧增至16.3×105 mm^(3)/N·m。结论高温氧化诱导下的铬酸盐反应,不仅会破坏涂层中粘结相、耐磨相和润滑相的分布均匀性,而且会使涂层孔洞、裂纹等缺陷显著增加,由此导致涂层的机械和摩擦磨损性能大幅下降。对于工作时摩擦闪温超过800℃的含氟化物刷式封严涂层而言,涂层在经历闪点后所发生的性能“嬗变”是其短期失效的重要因素。提高涂层的抗氧化性能、降低高温下铬酸盐反应烈度将会是改善涂层失效的有效方法。

关键词：刷式封严超音速火焰喷涂耐磨自润滑氟化物

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AISI 1045钢表面激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的界面特性及摩擦性能

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中国表面工程 2023年第2期36卷 54-64页

作者：曹佳俊常成邱兆国曾德长刘敏闫星辰华南理工大学材料科学与工程学院广州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510651

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(... 详细信息

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金涂层。利用OM、XRD、SEM、EDS和摩擦磨损测试仪对激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的微观结构、物相组成、界面特性和摩擦磨损性能进行研究。通过对FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层XRD图谱和元素分布分析发现,涂层主要由面心立方(Fe,Ni)相和体心立方相(BCC)形成的共晶组织及其中弥散分布着的NiAl金属间化合物构成。硬度测试表明,从涂层顶部到基体,涂层、稀释区、热影响区和基体的平均显微硬度分别为518±20、561±63、473±81和217±12 HV_(0.2)。涂层/基体界面区域生成了Cr_(23)C_(6),在摩擦过程中会形成一层摩擦层,相比于涂层和基体具有更小的摩擦因数(0.56),磨损率(4.76±0.51×10^(-5)mm^(3)/(N·m))最低,为涂层/界面区域摩擦学行为提供了理论参考。

关键词：激光熔覆高熵合金涂层微观组织界面特性摩擦磨损

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