表面技术杂志,月刊,本刊重视学术导向,坚持科学性、学术性、先进性、创新性,刊载内容涉及的栏目:研究与探索、应用技术、综述•专论等。于1972年经新闻总署批准的正规刊物。
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特邀综述激光表面改性技术研究综述表面功能化表面功能化摩擦磨损与润滑腐蚀与防护精密与超精密加工
关键词:沉积系统 非接触检测系统 光学发射光谱 输运机理 热防护涂层
等离子-物理气相沉积(PS-PVD)是制备高温防护涂层和功能涂层的一种新方法,既可涵盖等离子喷涂和电子束物理气相沉积工艺,还可实现涂层宏观/介观/微观等跨尺度结构的定制化设计与制备,在热障涂层(TBCs)、环境障涂层(EBCs)、环境热障涂层(TEBCs)、透氧薄膜、燃料电池和太阳电池电极薄膜等领域具有广泛应用前景,尤其在航空发动机和燃气轮机防护涂层...
关键词:高温金属防护涂层 氧化铝形成合金 高温氧化 活性元素效应 作用机理
高温金属防护涂层在先进航空发动机上有着广泛应用,其通过生成表面保护性氧化膜为发动机热端部件提供保护,以提高热端部件的抗高温氧化腐蚀能力,延长热端部件的服役寿命。微量活性元素由于能降低涂层材料的高温氧化速率,提高涂层表面氧化膜的粘附性而被广泛用于高温防护涂层的改性上,特别是用于超高温(≥1200℃)金属涂层潜在应用材料NiAl的改性...
关键词:搪瓷涂层 界面结合 颗粒增韧 自修复 高温氧化
搪瓷涂层作为一种惰性涂层,能与大多数金属零部件相容并提供优异的腐蚀防护效果。但搪瓷的高温软化及本征脆性限制了其在高温以及热冲击等苛刻环境下的服役。总结了国内外解决搪瓷涂层烧结温度与服役温度相矛盾、涂层热循环时易剥落等问题的最新进展:首先介绍了通过复合陶瓷颗粒以及对搪瓷/陶瓷界面反应的调控,实现提高涂层使用温度的同时不改变...
关键词:热障涂层 铂铝涂层 循环氧化 热生长氧化膜
目的研究粘结层真空退火处理对热障涂层热循环条件下服役性能的影响。方法在某二代镍基单晶高温合金上涂覆铂铝粘结层,然后采用电子束物理气相沉积法沉积氧化钇稳定的氧化锆陶瓷层,构建热障涂层体系,在1100℃下可自动升降的循环氧化炉中进行热循环测试,通过高精度电子天平对涂层样品进行称量并绘制质量变化曲线,采用拍摄宏观照片的方式观察样品...
关键词:热障涂层 等离子喷涂 ysz 激光改性 v2o5腐蚀
目的改善Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)热障涂层的抗熔盐腐蚀性能。方法采用脉冲Nd:YAG激光系统对大气等离子喷涂YSZ热障涂层进行激光表面改性,优化激光参数,将喷涂态以及激光改性涂层在700℃和1000℃的V2O5熔盐下进行4 h热腐蚀实验。采用XRD、SEM和EDS表征腐蚀前后喷涂态和激光改性涂层的物相成分、微观结构和化学成分,通过计算热腐蚀后涂层表面的单斜...
关键词:高温氧化 高温防护 nial涂层 nicraly涂层 失效机制
目的系统地评价典型高温防护涂层的抗高温氧化性能,并分析其失效机制。方法通过对比普通NiAl涂层、NiCrAlY涂层、Pt改性NiAl涂层以及Pt+Hf共改性NiAl涂层等四种典型高温防护涂层在1100℃的恒温氧化行为,从氧化过程中的氧化增重、组织结构演变规律等角度出发,分析了四种涂层在高温氧化过程中的抗氧化性能以及氧化失效规律。结果四种涂层在1100℃...
关键词:tial合金 电沉积 sio2涂层 料浆法 抗高温氧化
目的提高TiAl合金的抗高温氧化性能。方法采用料浆法和电沉积法在TiAl合金表面制备Al-SiO2复合涂层。通过静态空气氧化测试评价复合涂层对TiAl合金抗高温氧化性能的影响,利用X射线衍射仪分析高温氧化前后涂层物相组成,借助扫描电子显微镜分析试样表面和截面微观组织和形貌。结果1000℃氧化过程中,铝化物涂层具有一定的抗高温氧化性能,氧化100 h...
关键词:燃煤电站 奥氏体耐热钢 蒸汽氧化 料浆渗铝 组织结构 铁素体化
目的以Super304H钢为基体制备铝扩散涂层,提高其抗蒸汽氧化性能。方法通过料浆渗铝的方法在Super304H表面制备铝扩散涂层,采用不连续称重法对渗铝Super304H在650℃纯水蒸气中的氧化动力学进行研究,并使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对铝扩散涂层以及氧化膜的物相组成和微观组织结构进行表征和分析。结果渗铝过程中,料浆层中的A...
关键词:磁控溅射法 锆合金 铁铬铝钇薄膜 高温水蒸气环境 氧化铝膜 腐蚀性能
目的在锆合金基底上沉积FeCrAlY薄膜,研究其高温水蒸气环境中的抗腐蚀性能。方法采用磁控溅射的方法在锆合金基底与玻璃基底上沉积FeCrAlY薄膜。使用XRD、SEM对沉积的FeCrAlY薄膜进行结构、形貌表征,使用XPS对FeCrAlY薄膜高温水蒸气腐蚀前后的元素价态变化进行表征和分析。结果在900℃高温水蒸气环境中测试了锆合金与锆合金沉积FeCrAlY薄膜的腐...
关键词:氧化物 火灾调查 铝合金 退化 燃烧气氛 高温氧化
目的通过对300、400、500℃热空气和燃烧气氛中5052铝合金表面氧化层退化行为的分析,研究基于火灾后金属材料表面产物分析来确定火场中是否存在助燃剂的方法。方法使用高温氧化实验装置对火场中的燃烧气氛进行模拟,用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和精密分析天平对5052铝合金在300、400、500℃空气和燃烧气氛中表面氧化物...
关键词:表面氧化 助燃剂 煤油 低碳钢 火灾调查
目的为解决复杂火灾现场中助燃剂易污染、氧化、难寻找等问题,通过对低碳钢在煤油燃烧环境气氛中氧化行为的研究,得出其表面氧化层特点及与火场助燃剂之间的关系,以期为火场物证检验提供一种新的途径。方法使用模拟装置获得煤油燃烧气氛,并在不同温度下对其中的低碳钢进行氧化。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析氧化层的形貌,用S...
关键词:初期塑性 纳米压入 位错
接触应力是引发金属构件形变与失效的重要来源之一。为了理解材料的力学行为与失效机制,研究者对接触条件下位错的产生与运动开展了大量研究。然而由于实验技术的限制,对接触初期塑性变形机理的认识仍较为薄弱。近年来得益于原位表征和高测试精度的优点,仪器化纳米压入技术被陆续地应用于研究材料接触初期变形行为,尤其针对面心立方结构(FCC)的...
关键词:陶瓷涂层 抗氧化涂层 等离子喷涂 包埋法
C/C复合材料具有优异的高温力学性能,是航空航天领域最具发展前景的结构材料之一,但在高温含氧环境中的氧化问题严重地限制了其实际应用。涂层技术是提升基体抗氧化能力的有效手段,因ZrB2-SiC陶瓷涂层具有优异的抗氧化、抗烧蚀、抗热震等性能,非常适合作为C/C复合材料的高温防护涂层。首先,介绍了ZrB2-SiC陶瓷涂层在氧化和烧蚀过程中组织结构的...
关键词:铝合金 表面改性 类金刚石薄膜 物理气相沉积 耐磨性 结合力
类金刚石(Diamond-like Carbon,DLC)薄膜因其高硬度、良好的化学惰性以及优异的摩擦性能等优势,有望成为一种理想的铝合金表面防护涂层。对比了物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)技术制备DLC改性材料与传统铝合金表面改性技术的优劣,概述了DLC薄膜在提升铝合金表面力学性能、减摩抗磨方面取得的最新成果,以及在复杂服役工况下面临的...
关键词:梯度热障涂层 微观结构 残余应力 结合强度 热学性能 涂层设计
热障涂层在众多领域具有重要的应用价值,但基体与涂层的物理性能不匹配是遏制其服役性能和寿命提高的主要原因。金属/陶瓷梯度热障涂层通过逐渐改变涂层内部的成分、结构,可有效地改善基体和涂层因物理性能突变而导致的界面失效问题。首先介绍了金属/陶瓷梯度热障涂层对比于双层热障涂层的独特微观结构,并简要分析了其具有明显性能优势的原因。...
关键词:环境保护 壳聚糖 衍生物 防腐 复配
壳聚糖是一种含有大量的伯羟基、仲羟基以及氨基和糖酐键等极性官能团和孤对电子的碱性多糖。它作为一种绿色环保、廉价易得、可生物降解且具有大量活性官能团的天然高分子产物,在许多领域都有广泛的应用。综述了近年来国内外壳聚糖及其衍生物在金属腐蚀领域的研究进展,阐述了其作为缓蚀剂防腐方面的优势,并对其研究现状及机理进行了说明。简述...
关键词:ti3sic2 晶体结构 制备工艺 影响因素 摩擦学性能
Ti3SiC2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti3SiC2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物TiC有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti3SiC2制备工艺及其复...
关键词:石墨烯 涂料 镀层 电沉积 防腐 导电性
石墨烯作为新型材料,具有优异的化学稳定性、极好的导电性及可增强树脂附着力和无二次污染等综合性能,成为诸多工业应用领域的研究热点。首先,简要概述了近年来石墨烯分散性的发展历程,分散方法主要以物理和化学分散法为主,并对两种方法的弊端进行了分析和讨论,得出两种方法在分散过程中都会引入缺陷及结构受损。其次,概述了石墨烯的两种防腐机...
关键词:海洋环境 燃气轮机 热腐蚀 涂层防护 环障涂层
针对海洋环境下舰船燃气轮机的热腐蚀现状,从热腐蚀的机理研究着手,基于不同阶段提出的热腐蚀模型理论,分析了高温和低温两种热腐蚀类型的发生过程和表现特征,指出热腐蚀实质上是以Na2SO4为主导的熔盐沉积共晶物与金属基体发生反应而导致金属材料加速氧化的过程。在此基础上,详细介绍了三种涂层防护技术—扩散涂层、覆盖涂层和热障涂层,并根据这...
关键词:电催化 电沉积 非晶
目的采用直流电沉积法在铜基底上制备镍-钼-锌三元合金电极,提高电解水析氢过程中阴极电极的效率。方法使用电化学工作站研究不同电沉积工艺参数对镍-钼-锌三元合金镀层析氢性能的影响,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)对合金镀层表面形貌、相结构及元素含量进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)对析氢过电位进行测量,采用塔...
关键词:粗化 化学镀铜 复合镀 电磁屏蔽 尼龙66 织物
目的探究尼龙66化学镀最佳粗化工艺,优化次亚磷酸钠化学镀铜工艺,比较在相同工艺条件下化学镀镍-铜及化学镀铜-镍工艺对织物电磁屏蔽效能的影响。方法将经过稀盐酸/乙酸水溶液以及稀盐酸/乙酸乙醇溶液粗化后的尼龙66织物化学镀镍,用扫描电镜观察镀层效果,对比两种粗化方案,用化学镀铜沉积速率及质量损失率反映化学镀镀覆效果,探索出次亚磷酸钠的...
关键词:原子尺度摩擦 应力场调制 二维材料 pt模型 摩擦能量耗散 等效刚度 表面势垒
目的探索横向应力场对原子尺度摩擦能量耗散的调制规律。方法采用微机械剥离方法制备单层至多层MoS2样品,利用光学显微镜、高波数拉曼光谱、低波数拉曼光谱精确确定MoS2的层数。通过原子力显微镜,对单层至多层MoS2进行原子尺度摩擦实验,探索横向应力场对原子尺度摩擦参数及摩擦能量耗散的调制规律。基于独立振子模型,分别评价等效刚度k和表面势...
关键词:304不锈钢 腐蚀磨损 损伤机理 人工海水环境
目的阐述304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为及其力-电化学耦合作用下的损伤机理,为海水服役环境中海洋装备的开发和利用提供理论支持。方法利用腐蚀磨损试验仪研究了304不锈钢在人工海水环境中的摩擦学性能和电化学性能及其交互作用下的腐蚀磨损行为,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜等仪器对磨痕表面进行表征与分析。结果...
关键词:直接激光沉积 al2o3 nicraly涂层 微观组织 显微硬度 摩擦磨损
目的改善NiCrAlY涂层微观组织并提高其力学性能。方法采用直接激光沉积方法制备100%NiCrAlY、NiCrAlY+10%Al2O3和NiCrAlY+20%Al2O3三种样件,分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、电子探针X射线显微分析仪(EPMA),对不同成分样件进行相组成分析、微观组织观察以及元素组成检测,使用维式显微硬度测试计和万能...
关键词:强流脉冲电子束 过共晶铝硅合金 镁元素 微裂纹 显微硬度 耐磨性
目的通过添加Mg元素改善Al-20Si合金的组织,提升其表面力学性能。方法运用场发射扫描电镜(FESEM)、显微硬度计及多功能材料表面性能试验仪等一系列检测手段,考察Mg元素对强流脉冲电子束改性Al-20Si合金表面效果的影响,及合金表面微观组织和表面力学性能的变化。结果Mg元素能与硅相形成更细小的Mg2Si相来细化初生硅相,同时可改善强流脉冲电子束处...
关键词:slm 316l不锈钢 工艺参数 表面粗糙度 孔隙率 摩擦磨损 硬度
目的提高选区激光熔化(SLM)成形316L不锈钢的耐磨性和硬度。方法在能量密度为50~110 J/mm3、扫描间距为0.04~0.12 mm范围内,改变能量密度和扫描间距两种工艺参数,采用选择性激光熔化技术(SLM)制备了12种316L不锈钢试样。通过表面粗糙度测量、孔隙率测量、销盘摩擦试验和布氏硬度试验,研究了工艺参数对SLM成形316L不锈钢试样的摩擦磨损特性和硬度...
关键词:altisin纳米复合涂层 脉冲磁控溅射 基体偏压 组织结构 力学性能 摩擦学性能
目的实现对AlTiSiN纳米复合涂层微观组织结构的调控及力学性能优化。方法利用可调控脉冲磁控溅射技术,通过调控基体偏压(-50~-250 V)制备了不同偏压条件下的AlTiSiN纳米复合涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、薄膜综合性能测试仪及球盘摩擦试验仪,测试了涂层的微观组织结构、组成成分、...
关键词:海底管道 多腐蚀缺陷 有限元分析 失效压力 计算方法
目的研究多种腐蚀缺陷及多腐蚀缺陷间相互作用对管道失效的影响,提出考虑多腐蚀缺陷作用效应的管道失效压力计算方法。方法基于腐蚀缺陷压力管道全尺寸压力爆破试验数据,采用有限元方法分析含不同尺寸多腐蚀缺陷的管道失效压力,提出重叠腐蚀缺陷相互作用系数概念,并将其应用到重叠腐蚀缺陷管道失效压力的计算中。结果腐蚀缺陷间不同的轴向间距及...
关键词:涂料 环氧树脂 丙烯酸树脂 轨腰 自分层 仿生荷藕结构 防腐蚀 涂膜结构
目的仿荷藕结构及功能,制备一种自分层防腐涂料。方法合成聚氨酯改性环氧树脂(PU/EP)及氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅改性PAA),将两种树脂共混形成自分层涂料。通过铅笔硬度测试、机械性能测试、接触角测试、耐老化测试、划格法附着力测试、电化学阻抗测试等,分别评价两种树脂比例、混合溶剂比例对涂膜自分层行为及性能的影响,并通过SEM-EDS、红外光...
关键词:激光深层淬火 42crmo钢 数值模拟 几何特征 均匀性 马氏体转变
目的提高42CrMo钢激光淬火后硬化层的深度和分布均匀性。方法利用COMSOL Multiphysics软件对42CrMo钢激光淬火过程中温度场的演变进行分析,且考虑材料的热物性参数随温度变化。通过设定激光工艺参数模拟试样的温度场分布,利用马氏体转变条件得到硬化层形貌尺寸。参照模拟结果,利用连续输出的光纤耦合半导体激光器对42CrMo钢进行激光淬火实验,用...
关键词:阴极保护 检查片 结构 接地电阻 边界元
目的研究阴极保护检查片结构及埋设方式对其接地电阻的影响。方法基于边界元平台建立常用检查片的边界元模型,从检查片形状、裸露面积、壳体大小、埋深和土壤电阻率等方面探讨其对检查片接地电阻的影响及规律,计算了检查片接地电阻在检查片对地总电阻中的比重,并将检查片接地电阻的实验值与边界元模拟结果进行对比。结果随着极化电位负移,检查片...
关键词:海底管道 点蚀 腐蚀疲劳 动态贝叶斯网络 失效模型
目的研究海底管道在点腐蚀和腐蚀疲劳双重影响下的整个破坏过程,基于动态贝叶斯网络构建系统失效模型,对海底管道系统不同疲劳寿命下的失效概率进行预测。方法将点蚀疲劳损伤过程分为腐蚀点成核、腐蚀坑增长、短裂纹扩展和长裂纹扩展四个阶段,采用蒙特卡洛模拟方法对腐蚀点形成到短裂纹发生前的管道破坏过程进行分析,结合疲劳裂纹扩展的动态贝叶...
关键词:8ysz 热障涂层 大气等离子喷涂 微观结构 力学性能 抗热震性能
目的探究厚度变化对8YSZ热障涂层结构、力学性能以及抗热震性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)和大气等离子喷涂技术(APS)分别制备了NiCoCrAlTaY粘结层和厚度为500μm、1.0 mm、1.5 mm的8YSZ陶瓷涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜和X射线衍射仪(XRD)对喷涂粉末和涂层的形貌、物相进行了表征,借助显微硬度计和万能材料试验机分...
关键词:涂层 hvof 304不锈钢 摩擦腐蚀 磨损
目的研究不同喷涂距离下WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能,探究其机理并优化工艺参数,以提高涂层性能。方法通过超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备WC-10Co-4Cr防护涂层,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的微观结构及相组成,采用维氏显微硬度计测量涂层的显微硬度。采用装配有电化学工作站的摩擦磨损测试仪,对浸没于3.5%NaCl盐溶液...
关键词:基体粗糙度 激光沉积 形貌 组织 力学性能
目的研究基体待沉积表面粗糙度的变化对激光沉积之后沉积层质量(宏观形貌、微观组织和力学性能)的影响,从而获得形貌、组织及性能优良的沉积层。方法采用316L不锈钢粉末,在不同表面粗糙度状态下P20钢基体表面分别进行单道单层、薄壁、多道搭接及块体沉积实验,获得测试分析所需沉积层,基于OM、SEM以及拉伸试验对沉积层组织性能进行分析。结果单道...
关键词:连续热镀 热镀铝锌 铝锌熔池 ti 悬浮渣 锅沿面渣 底渣
目的为研究添加Ti对连续热镀铝锌生产过程中熔池悬浮渣形成的影响,探讨添加Ti的熔池锌渣的种类、成分、尺寸、数量的变化特点以及生长机制。方法通过向铝锌熔池添加Ti(钛铝锌合金)的方法,对预熔锅、主锌锅的铝锌熔池液面下方约350 mm位置处的含悬浮渣熔液取样,添加Ti试验结束更换沉没辊时,提取主锌锅的锅沿面渣、底渣样品。采用火花直读光谱仪(S...
关键词:激光熔覆 钛合金 cr元素 熔覆层 显微组织 显微硬度 耐磨性
目的研究Cr元素含量对TC21钛合金表面激光熔覆Ni-Al涂层组织与性能的影响,改善其表面性能。方法利用激光熔覆技术在TC21钛合金表面制备不同Cr含量的Ni-Al涂层,采用带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对熔覆层的显微组织、物相组成进行分析,采用显微硬度计和材料表面性能综合测试仪测试熔覆层的硬度分布和耐磨性能。结果熔...
关键词:冷喷涂 7075涂层 气体温度 显微组织 性能
目的研究气体温度对冷喷涂7075铝合金涂层性能的影响,以期为制备高性能涂层提供重要参考。方法利用冷喷涂技术,在较高的工作气体压力(5 MPa)下,通过改变工作气体温度(450、500、550、600℃),采用氮气在纯铝基体上制备了大厚度7075铝合金涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对涂层组织结构及孔隙率进行了分析测定,用维氏显微硬度法测...
关键词:磨削颤振 表面形貌 动力学 非高斯分布 动态磨削力 表面轮廓高度
目的基于应力刚化效应,通过施加预应力来调节颤振强度,进而研究预应力条件下系统颤振对磨削工件表面形貌的影响规律。方法选用45钢作为研究对象,首先建立两自由度磨削系统动力学模型,采用时域与频域相结合的方式来获得磨削系统的动力学特性。然后运用Johnson变换获得砂轮表面磨粒的非高斯分布,基于磨粒的运动轨迹和磨削系统的动态特性,建立多因...
关键词:航空发动机 大尺寸涡轮轴 积碳 磁力研磨 表面粗糙度
目的解决航空发动机大尺寸涡轮轴内表面积碳去除的难题。方法运用SEM分析涡轮轴内壁积碳的表面形貌特征、成分组成,为积碳去除方法的确定和工艺研究奠定基础。针对涡轮轴的特殊材质和清洗要求,提出磁力研磨技术去除积碳的方法。通过Solidworks和Workbench软件分析研磨区域的磁感应强度和磨粒受力情况,搭建涡轮轴径向添加辅助磁极和数控机床复合...