目的研究激光冲击强化前后,渗铝321不锈钢的显微组织变化和高温拉伸行为。方法采用固体粉末包埋渗铝法对321奥氏体不锈钢板材拉伸试样进行渗铝处理,制成渗铝钢,再对渗铝钢中间8mm.25mm标距段进行双面激光冲击强化处理,激光波长为1064nm,单脉冲能量为7J,脉宽为20ns,冲击次数为1次和3次,圆光斑直径为2.6~3mm,搭接率50%,黑胶布为保护层,水为约束层,...
降低固体氧化物燃料电池(SOFC)工作温度,可使用高电导、高热导、高强度的合金作为连接体。其中含Cr的铁素体不锈钢合金,具有与SOFC其他部件材料匹配的热膨胀系数,此外还有易于加工及成本低廉等优点,成为中低温板式SOFC连接体材料应用与研究的重点。但这类合金表面高温氧化所带来的界面电阻变化,及Cr挥发进而在阴极沉积所带来的诸多问题,成为影响...
目的探索氧化铝/铝在热载荷作用下的界面失效机理。方法基于内聚力有限元模型,预测热载荷下铝基氧化铝涂层材料界面处的残余热应力,并系统研究其失效过程。重点考虑涂层厚度、热载荷大小、预制涂层垂直裂纹密度对界面处应力场和界面损伤失效的影响,并同实验进行对比。结果试验和模拟结果都发现,加热到300℃冷却后,界面未产生平行裂纹,而加热到40...
目的通过纳米粉体再造粒技术制备出等离子喷涂用高性能纳米结构非平衡转变四方相ZrO2-8%(8YSZ)球形喂料,以满足高端装备的需求。通过调控再造粒工艺以期应用于“两机”及陶瓷3D打印的耗材。方法以纳米8YSZ粉体为原料,通过纳米粉体再造粒技术制备出等离子喷涂用纳米结构8YSZ喂料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了纳米...
目的创建可计及温度与层状结构共同影响的超高温陶瓷基复合材料涂层与基体层因热不匹配导致的残余热应力的理论表征模型。方法基于经典的层合板理论与超高温陶瓷基复合材料热物理性能参数对温度的敏感性研究,引入温度和层状结构对涂层与基体层所受残余热应力的影响,形成各层残余热应力温度相关性的理论表征方法,并以ZrB2-SiC复合材料涂层为例,利...
目的对热机械载荷环境下的金属/陶瓷功能梯度材料涂层板进行安定性分析,并获得其安定载荷区域,为其工程安全使用提供一定的理论依据。方法在已有工作基础上,采用分段指数函数模型描述梯度涂层板中的材料热物参数空间梯度分布,基于静力安定理论建立梯度涂层板弹性区域的理论分析模型和安定区域的理论分析模型,通过编程数值计算,结合自平衡的残余...
目的探索热障涂层系统(TBCs)在热震过程中的损伤行为。方法基于材料能量储存极限,推导了适用于平面复杂应力情形的温度相关性临界失效能密度判据,进而利用该临界失效能密度判据与ABAQUS有限元软件相结合,研究了热生长氧化层(TGO)凸起的热障涂层系统在冷却热震过程中的损伤行为。结果对于TGO层凸起的热障涂层系统,计算了冷却热震过程中陶瓷层(TC)...
目的理论表征涂层材料温度相关性表面硬度。方法在材料温度相关性强度理论表征最新研究成果基础上,结合材料硬度与强度的定量关系,综合考虑涂层材料制备温度和使役温度对材料力学性能的影响,建立了涂层材料温度相关性表面硬度理论表征模型。结果该理论表征模型建立了不同温度下涂层材料表面硬度与参考温度下的表面硬度、温度相关性弹性模量、残...
目的开发钼基体表面制备MoSi2高温抗氧化涂层的新工艺。方法创造性地采用料浆包渗法在钼基体表面制备MoSi2高温抗氧化涂层,使用X射线衍射仪(XRD)结合能谱仪(EDS)分析并确定涂层的主体层和过渡层物相。通过扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面及断面的微观组织形貌,探讨硅化物形成机理并建立料浆包渗过程模型。探究料浆涂覆厚度、NaF活化剂含量、热...
目的探讨了Gd2Zr2O7的颗粒度和含量对(Sm2Ce2O7)1.x(Gd2Zr2O7)x复合材料热导率的影响。方法用纳米级和微米级粉体制备了两个系列的(Sm2Ce2O7)1.x(Gd2Zr2O7)x复合材料。用X射线衍射技术分析了材料的相组成,用扫描电镜观察了复合材料的显微形貌,用纽曼科普定律计算了复合材料的比热,用激光脉冲法测试了材料的热扩散系数。根据比热、密度和热扩散系...
目的研究大面积可重复使用刚性陶瓷瓦表面高辐射率硼硅玻璃涂层在服役温度条件下微观组织的演变情况。方法采用在1250℃和1300℃下热暴露的方法来模拟涂层服役温度环境,借此研究涂层微观组织高温下的演变规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对热暴露前后涂层的微观形貌进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)表征了涂层热暴露前后的物相组成。结果1250℃和1...
仿生猪笼草结构的超滑表面(LIS/SLIPS)是一种通过将低表面能液体注入微纳孔而形成的固液复合结构,其具有优异的疏液、不粘附、自修复等特性,成为表界面领域的研究热点。综述了超滑表面制备过程中的经验、争议、误解与盲点,并讨论了超滑表面可能产生的失效。通过对比超滑表面与超疏水涂层结构的差异,分析了超滑涂层在滑动性、稳定性、自修复性等...
海洋污损生物对船壳浸水表面的危害十分严重,基于表面微结构的防污技术是一种绿色防污方法,不会对海洋生态环境造成任何危害,近些年来得到了重点研究。文中分析了自然界中多种具有自清洁能力的动植物的表面微观结构特征;总结了表面微观结构防污机理研究方面的进展;阐述了几种现有的微观结构防污理论模型:ERI模型、纳米力梯度模型以及SEA模型。对...
提高GaSb材料表面的湿法化学蚀刻速率以及调控蚀刻后GaSb材料的表面形貌,对增强锑化物激光器器件的性能具有重要意义。总结了各种蚀刻体系蚀刻GaSb材料的速率和蚀刻后的表面形貌,及近年来关于GaSb半导体材料化学蚀刻的最新研究进展,关注的体系包括无机酸蚀刻体系、有机酸蚀刻体系、混酸蚀刻体系及其他蚀刻体系,对各蚀刻体系的蚀刻速率及蚀刻后的...
目的研究激光冲击强化中冲击角度对强化效果的影响。方法采用波长为1064nm、脉冲能量为7J、脉冲宽度为12ns的YAG激光器对TC4钛合金表面进行冲击强化处理,得到经不同偏振方向、冲击角度冲击后的材料的表面形貌、硬度和残余应力。通过菲涅耳定律分析了不同偏振光斜冲击加工效果的差异。结果随着冲击角度的增大,冲击后形成的微坑深度逐渐减少,且正...
目的研究不同晶体结构Y2O3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律。方法采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y2O3薄膜,随后系统研究两种Y2O3薄膜的性质与增透性能。结果在低氧氩比下获得了立方结构Y2O3薄膜,在高氧氩比下获得了单斜结构Y2O3薄膜,二者表面粗糙度分别为2.57、1.07nm。两种晶...
目的通过调整与金属反应的肽的肽链结构,提高反应后金属表面的疏水性。方法取同种肽两种不同结构(L-型和D-型反序结构)分别与金属不锈钢作用,通过CA测定材料疏水性的变化,采用FTIR显示有机肽在材料表面的附着情况。分别在L-型和D-型肽上接入疏水基团十二烷酸,获得两种新的不同结构的肽:L.-型肽和D.-型肽。两种肽分别与金属不锈钢作用,利用FTIR和...
目的对高压纯水射流强化后的45钢表面进行研究,分析工艺参数对强化表面残余压应力与表面粗糙度的影响。方法采用正交试验法研究射流压强、靶距、横移速度、进给量和循环次数对强化质量的影响。利用Minitab软件对试验结果进行分析,研究其影响规律,并探究最佳工艺组合。结果工艺参数对纯水射流强化表面残余压应力影响程度的主次顺序依次为:循环次...
目的提高聚乳酸(PLA)薄膜的抗菌性能。方法受到导电高分子材料可以通过静电作用方式起到抗菌作用的启发,利用Fe3+引发吡咯(Py)在PLA薄膜表面发生化学氧化反应,聚合形成抗菌涂层(PPy),成功制备出PLA-PPy多层复合抗菌薄膜。采用等物质的量Ag+替代Fe3+,引发Py在PLA薄膜表面聚合形成双重抗菌涂层(PPy/Ag),成功制备出PLA-PPy/Ag多层复合抗菌薄膜,并探...
目的通过正交实验优化不锈钢表面纳米孔制备工艺。方法通过田口实验方法设计正交试验优化工艺。采用含有氯化钠和硫脲的硝酸溶液阳极氧化制备纳米孔,在含有氯化钠、盐酸和硫酸的水溶液中进行扩孔处理。通过扫描电子显微镜、能谱仪对表面处理后的试样表面形貌和元素进行分析,应用软件统计SEM图片孔隙率,并将孔隙率作为响应指标,利用极差分析和方...
目的减少薄壁零件激光熔覆修复时基板的变形量,提高成形质量。方法在前期单道单因素试验的基础上,通过三因素三水平正交试验在2mm厚的45钢上熔覆Fel合金粉末,分析了激光功率、扫描速度和送粉率对薄板变形行为的影响,并根据因素效应图分析基体变形量随各因素水平的变化,找出出现这种变化的原因。通过正交试验的极差分析提出了基体变形的公式,根据...
目的改善碳纤维表面亲水性能以应用于平板型环路热管毛细芯,并对比两种方法的优劣。方法采用两种方法对碳纤维表面进行改性—化学镀铜法(在碳纤维表面形成均匀铜镀层)、火焰喷涂金属粉末法(在碳纤维表面形成金属涂层),采用高速摄像机(High-speedCamera)、电子扫描显微镜(SEM)和红外成像仪(IRCamera)等表征设备,比对了处理后的表面形貌、亲水性能...
目的为有效提高涂层的耐磨性能,提出制备定向结构复合涂层,通过评估其性能及结构特征,探索定向结构在涂层制备中的应用。方法以Ni60/铝青铜为研究对象,采用感应重熔+强制冷却技术对预制涂层进行处理,制备定向凝固复合涂层。借助销盘式摩擦试验机、OM、SEM、XRD、显微硬度计对其摩擦学行为、微观组织形貌、显微硬度进行表征研究。结果摩擦磨损试...
目的提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能。方法在硅酸盐-磷酸盐电解液中添加不同浓度的纳米W粉,利用微弧氧化技术在Ti6Al4V基体表面制备出氧化陶瓷膜。利用FE-SEM、EDS和XRD研究了在不同浓度W粉参与下的微弧氧化膜表截面微观形貌、元素分布及膜层相组成。通过旋转摩擦磨损试验评估了膜层的摩擦学性能。结果电解液中加入纳米W粉可以促进膜厚增长,尤其在...
首先介绍了激光增材制造中残余应力的产生和危害,指出高的温度梯度和不均匀相变是高残余应力的原因,列举了残余应力造成的热裂纹、翘曲和疲劳失效等危害。然后,从残余应力的试验测定、数值模拟以及调控消减三个方面总结了相关研究现状。残余应力试验测定部分包括表面和内部残余应力的测试,方法有X射线衍射法、中子衍射法和压痕法等。数值模拟部...
聚苯胺(PANI)具有良好的热稳定性和环境稳定性,经掺杂后,具有导电性及电化学性,可作为填料应用于金属防腐领域。但其分子链骨架刚性强、分子间作用力大,不易加工成型,不溶于常规的有机溶剂,当其作为填料应用到防腐涂料中存在溶解性、分散性差且与金属基底附着力不强等缺点,如能对其进行合理有效的改性,则可解决上述问题。简要探讨了溶液聚合法、...
微生物腐蚀研究一直都是金属腐蚀领域关注的热点,微生物种类的不同,对金属材料的腐蚀影响也不尽相同。实际环境中,微生物的复杂性导致单一微生物的腐蚀机理并不能完全解释实际的腐蚀现象,因此混合微生物体系研究成为微生物腐蚀领域新的研究方向。在基于单种微生物对金属的腐蚀行为及其腐蚀机理的研究基础上,综述了两种微生物的混合体系在金属表...
目的研究低碳钢及304不锈钢在蒸馏水中的超声空蚀行为及损伤机理,并评价低碳钢及304不锈钢的抗空蚀能力,为抗空蚀材料的选择提供依据。方法采用符合ASTM国际标准的超声空蚀实验装置,开展低碳钢及304不锈钢在蒸馏水中不同时间的超声空蚀实验,从累积质量损失(失重)、累积质量损失率(失重率)、试样表面形貌和残余应力等方面对两种材料的超声空蚀行...
目的以Q235钢为基材,制备微弧氧化陶瓷层,提高钢铁材料耐LBE腐蚀性。方法采用TIG熔-钎焊并添加ER4043焊丝的方法,对1.5mm厚的5A06铝合金和3mm厚的镀锌Q235钢进行焊接,焊后对接头进行280℃保温30min的退火热处理。同时,采用合适的微弧氧化工艺在铝/钢焊缝表面制备微弧氧化陶瓷层,研究微弧氧化处理对钢材耐LBE腐蚀性的影响。结果采用TIG熔-钎焊的...
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