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常压空气等离子表面改性对聚碳酸酯表面润湿性能的影响

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中国表面工程 2025年

作者：徐智宝于壮壮于君燕梁景恒张大江尹承泽中国兵器工业第五二研究所烟台分所有限责任公司烟台中集蓝海洋科技有限公司

表面润湿性是影响PC材料表面喷涂、粘接等应用的重要影响因素，为改善聚碳酸酯（PC）材料表面润湿性，采用常压空气等离子处理技术对PC材料进行表面处理，利用接触角测量仪，XPS， AFM， SEM等检测手段分析等离子处理前后表面理化特性... 详细信息

表面润湿性是影响PC材料表面喷涂、粘接等应用的重要影响因素，为改善聚碳酸酯（PC）材料表面润湿性，采用常压空气等离子处理技术对PC材料进行表面处理，利用接触角测量仪，XPS， AFM， SEM等检测手段分析等离子处理前后表面理化特性的变化，研究了等离子处理对PC表面静态接触角、动态接触角及润湿滞后现象的影响规律。通过水接触角测量、水接触角滞后分析、润湿阻力系数分析和表面自由能分析表征了PC表面润湿性的变化，结果表明：常压空气等离子处理处理后PC表面亲水性增强，静态水接触角由81°降低至40°左右。动态接触角测试发现，等离子处理前后接触角滞后变化不大，但是等离子处理后润湿阻力系数降低了47.6%，水滴在等离子处理表面更容易发生界面拓展。表面自由能分析表明，水接触角的减小与表面能中较高的极性分量有关。通过XPS进一步分析了PC表面的元素组成，结果表明等离子处理导致PC表面氧元素及极性官能团浓度增加。SEM和AFM观察发现，在等离子束轰击溅射下表面形貌变得更加均匀致密，表面均方根粗糙度Rq由1.2 nm增加至3.7 nm。分子动力学模拟发现，表面氧元素及HO-C=O官能团增加使水和PC的界面结合能提升27.4%。研究结果可为常压空气等离子处理技术在PC材料的相关表面改性中提供理论基础与试验依据。

关键词：聚碳酸酯常压空气等离子处理表面改性润湿性能润湿滞后现象

表面处理工艺对聚碳酸酯与聚氨酯密封胶黏接性能的影响

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机械工程材料 2025年第2期49卷 86-91页

作者：徐智宝于壮壮陈俊宏王萌刘富强丛羽中国兵器工业第五二研究所烟台分所有限责任公司烟台264003

分别采用常压空气等离子处理技术、砂纸打磨、涂覆底涂剂(底涂)等3种方法对聚碳酸酯(PC)进行表面处理,对PC表面的接触角、官能团、微观形貌、化学元素等进行表征,以聚氨酯密封胶为胶黏剂结合剥离试验和拉伸剪切试验,研究了不同表面处理... 详细信息

分别采用常压空气等离子处理技术、砂纸打磨、涂覆底涂剂(底涂)等3种方法对聚碳酸酯(PC)进行表面处理,对PC表面的接触角、官能团、微观形貌、化学元素等进行表征,以聚氨酯密封胶为胶黏剂结合剥离试验和拉伸剪切试验,研究了不同表面处理对PC表面黏接性能的影响。结果表明:与未进行表面处理相比,等离子处理后PC表面与水、乙二醇的接触角均减小,表面极性含氧官能团含量增加,表面润湿性提升;等离子处理和砂纸打磨处理后PC表面失效模式与未进行表面处理相同,为界面黏附失效,拉伸剪切强度相比未经表面处理均略有提高,但黏接性能未明显提升;底涂处理后PC的表面呈较光滑的水波状,与未表面处理相比,水接触角略有减小,表面极性含氧官能团含量增加,表面失效模式转变为胶黏剂内聚失效,拉伸剪切强度提高了约13倍,黏接性能明显提升。

关键词：聚碳酸酯(PC) 等离子处理底涂处理润湿性黏接性能

常压空气等离子处理对丁苯橡胶地板布粘接性能的影响

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中国胶粘剂 2025年第1期34卷 52-57页

作者：于壮壮徐智宝王萌陈俊宏尹承泽孙少霖中国兵器工业第五二研究所烟台分所有限责任公司山东烟台264003

采用常压空气等离子处理技术对丁苯橡胶地板布进行表面改性,利用接触角测量仪、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜以及原子力显微镜等检测手段对等离子处理前后表面理化特性的变化进行分析。采用改性硅烷密封胶分别对等离... 详细信息

采用常压空气等离子处理技术对丁苯橡胶地板布进行表面改性,利用接触角测量仪、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜以及原子力显微镜等检测手段对等离子处理前后表面理化特性的变化进行分析。采用改性硅烷密封胶分别对等离子改性前后的地板布表面进行粘接制样,结合粘接强度和失效形貌研究了等离子处理对丁苯橡胶地板布粘接性能的影响。研究结果表明:(1)常压空气等离子处理后,丁苯橡胶地板布180°剥离强度提升了806%,接头失效形貌由界面黏附破坏转变为胶粘剂内聚破坏。等离子处理后,胶粘剂与地板布表面的界面结合力大于胶粘剂内聚力,因此在受剥离时优先从胶粘剂内部开裂。(2)常压空气等离子处理后,丁苯橡胶地板布表面润湿性明显提升,水接触角由97.0°降低至45.0°,表面自由能由15.2 mJ/mm^(2)增长至53.1 mJ/mm^(2),其中表面自由能极性分量增加明显。(3)常压空气等离子处理后,红外图谱出现了明显的C=O吸收峰。另外丁苯橡胶地板布表面O/C比例由3.1%增加至16.2%,表面极性含氧基团(C—O和C=O)相对含量由3.6%提升至19.7%,这是表面润湿性和180°剥离强度提升的主要原因。(4)扫描电子显微镜观察到等离子处理后地板布表面产生了轻微的刻蚀。原子力显微镜观察到地板布表面均方根粗糙度Rq由105 nm增加至134 nm。表面粗糙度增加,从机械咬合力的角度来讲,可能也是粘接强度提升的原因之一。

关键词：丁苯橡胶地板布常压空气等离子处理表面改性润湿性能粘接性能

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高强度非调质钢的氢脆敏感性研究

高强度非调质钢的氢脆敏感性研究

作者：徐智宝北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着微合金化非调质钢强度水平的逐渐提高及应用范围的不断扩大,对其在各种服役环境下的安全性特别是氢脆敏感性得到越来越多的关注。本文以新开发的微合金化贝氏体型非调质钢25MnCrVTi和两种不同V含量(MV1,0%V;MV3,0.3%V)的铁素... 详细信息

近年来,随着微合金化非调质钢强度水平的逐渐提高及应用范围的不断扩大,对其在各种服役环境下的安全性特别是氢脆敏感性得到越来越多的关注。本文以新开发的微合金化贝氏体型非调质钢25MnCrVTi和两种不同V含量(MV1,0%V;MV3,0.3%V)的铁素体+珠光体型非调质钢为研究对象,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)分析、热膨胀实验、慢应变速率拉伸实验(SSRT)及氢热分析(TDS)等实验手段,研究了回火温度对新开发贝氏体型非调质钢微观组织、力学性能及氢脆敏感性的影响规律;探索了两种不同V含量的铁素体+珠光体型非调质钢的氢脆断裂行为,并与传统40Cr调质钢进行了对比,以期为其推广应用及安全服役提供理论与技术支持。获得的主要结果如下:对微合金化贝氏体型非调质钢的锻后回火行为的研究结果表明:实验钢在锻态的微观组织主要为粒状贝氏体和约20 vol.%马氏体的混合组织。随回火温度升高,实验钢抗拉强度逐渐降低而屈服强度逐渐提高,这主要与回火温度升高所引起的马/奥(M/A)岛分解、马氏体的回火及碳化物析出等因素有关。此外,除400℃回火脆性外,回火处理还可显著地提升实验钢的冲击韧性。综合考虑,通过200℃左右的低温回火处理,除可消除锻后残余应力外,还可使贝氏体型非调质钢获得与传统40Cr调质钢相当的强韧性匹配。通过SSRT实验对微合金化贝氏体型非调质钢的氢脆敏感性进行了评估。结果表明,锻态贝氏体型非调质钢的氢脆敏感性要明显高于相同强度级别的、具有高温回火马氏体组织的调质钢,这主要是由于锻态实验钢中存在大量未回火马氏体以及大块状M/A岛。进一步研究发现,通过200℃回火,在不明显降低强韧性的情况下可使贝氏体型非调质钢的氢脆敏感性相对降低约35%,虽然此时其氢脆抗力仍要低于调质钢。因此,建议通过调整化学成分及锻造工艺来减少或消除大块状M/A岛及马氏体相来进一步降低实验钢的氢脆敏感性。通过SSRT实验和TDS实验探索了不同钒含量的铁素体+珠光体型非调质钢的氢脆行为。结果表明:含钒钢中主要氢陷阱为细小弥散的V(C,N)析出相,且V(C,N)作为一种强氢陷阱所吸附的氢在室温下具有较高的稳定性而不易扩散。无论锻态还是调质态,钢的强度水平越高则氢脆敏感性越高;较高的强度水平及较多的氢吸附量使得0.3%V钢的氢脆敏感性高于0%V钢。

关键词：微合金化非调质钢氢脆微观组织回火力学性能

高速列车用6A01-T5铝合金MIG焊接接头软化行为研究

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热加工工艺 2021年第1期50卷 35-39页

作者：毛镇东郑自芹李帅贞韩晓辉梁景恒徐智宝中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中国兵器工业第五二研究所烟台分所有限责任公司山东烟台264003

利用万能材料拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪等设备研究了6A01-T5铝合金MIG焊接接头的微观组织与力学性能,重点针对其软化行为进行了分析。结果表明,焊缝心部为等轴晶的典型铸态组织,靠近熔合线附近... 详细信息

利用万能材料拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪等设备研究了6A01-T5铝合金MIG焊接接头的微观组织与力学性能,重点针对其软化行为进行了分析。结果表明,焊缝心部为等轴晶的典型铸态组织,靠近熔合线附近的焊缝为柱状晶组织。在距离两侧熔合线约6 mm处的热影响区均存在一软化区,为焊接接头的最薄弱区。焊接接头抗拉强度159 MPa,断后伸长率10.2%,断裂位置为硬度最低的软化区。软化区受焊接热影响产生过时效作用,Mg2Si析出相聚集长大是导致该区域硬度降低的主要因素。

关键词： 6A01-T5铝合金焊接接头软化区显微组织析出相

电感耦合等离子体发射光谱法测定铅精矿中二氧化硅含量

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冶金与材料 2023年第5期43卷 67-69页

作者：董园园张俊美徐智宝李辉栾雪中国兵器工业第五二研究所烟台分所有限责任公司山东烟台264000

目的:采用电感耦合等离子体发射光谱法对铅精矿中二氧化硅含量展开测定。方法:样品经碱熔融-酸化方法处理后,在预先设定的仪器参数条件下直接展开测定。结果:测定铅精矿中二氧化硅含量时采用电感耦合等离子体发射光谱法,在0~8.0μg/mL... 详细信息

目的:采用电感耦合等离子体发射光谱法对铅精矿中二氧化硅含量展开测定。方法:样品经碱熔融-酸化方法处理后,在预先设定的仪器参数条件下直接展开测定。结果:测定铅精矿中二氧化硅含量时采用电感耦合等离子体发射光谱法,在0~8.0μg/mL的含量范围内,二氧化硅具备良好的校准曲线线性,线性回归方程为I=23729ρ-81.524,相关系数R=10000;方法检出限为0.045μg/mL,方法精密度约2%,方法回收率为95.7%~101.3%。结论:经研究发现,测定铅精矿中二氧化硅含量时利用该方法,方法操作便捷有效,精密度与准确度良好,符合相关标准要求。

关键词：电感耦合等离子体发射光谱法铅精矿二氧化硅含量测定

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6A01铝合金焊接接头盐雾腐蚀行为研究

兵器材料科学与工程 2020年第6期43卷 54-59页

作者：梁景恒郑自芹杭平平徐智宝张大江滕全全李宁兴中国兵器科学研究院宁波分院山东烟台264003 陆军装备部驻南京地区军事代表局驻杭州地区军事代表室浙江杭州310015

为研究6A01-T5铝合金型材激光-MIG复合焊和MIG焊两种焊接接头耐海洋大气环境腐蚀的特征和差异,通过人造气氛腐蚀盐雾试验对接头进行1 000 h腐蚀,用质量法、面积法并结合电化学、显微组织对结果进行分析。结果表明:MIG焊接头盐雾腐蚀失... 详细信息

为研究6A01-T5铝合金型材激光-MIG复合焊和MIG焊两种焊接接头耐海洋大气环境腐蚀的特征和差异,通过人造气氛腐蚀盐雾试验对接头进行1 000 h腐蚀,用质量法、面积法并结合电化学、显微组织对结果进行分析。结果表明:MIG焊接头盐雾腐蚀失重率是激光-MIG复合焊接头的4.2倍;宏观激光-MIG复合焊接头未见明显腐蚀,MIG焊接头在熔合区及附近焊缝区腐蚀明显;微观两种接头腐蚀面积率由高到低依次是熔合区>焊缝区>热影响区>母材,同一区域MIG焊接头的腐蚀面积率均高于激光-MIG复合焊,与两种接头不同区域腐蚀电位由低到高的顺序吻合;腐蚀形态主要以点蚀为主;过热区的共晶相和第二相粒子β相聚集长大,熔合区及焊缝区树枝晶及枝晶间共晶相分布状态是导致腐蚀程度不同的主要因素;激光-MIG复合焊接头耐盐雾腐蚀能力明显优于MIG焊。

关键词： 6A01铝合金盐雾腐蚀激光-MIG复合焊点蚀

06Cr19Ni10不锈钢焊接水箱腐蚀失效分析

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兵器材料科学与工程 2022年第4期45卷 120-124页

作者：郑自芹梁景恒张大江滕全全徐智宝王萌于壮壮中国兵器科学研究院宁波分院山东烟台264003

06Cr19Ni10不锈钢焊接水箱注水试验3个月即发生腐蚀并穿孔漏水。通过对水质与成分、金相组织、腐蚀孔SEM形貌、TEM微观结构、X射线衍射、电化学分析与点蚀模拟试验,研究了该水箱发生腐蚀穿孔的原因,并对06Cr19Ni10不锈钢的点蚀机理进行... 详细信息

06Cr19Ni10不锈钢焊接水箱注水试验3个月即发生腐蚀并穿孔漏水。通过对水质与成分、金相组织、腐蚀孔SEM形貌、TEM微观结构、X射线衍射、电化学分析与点蚀模拟试验,研究了该水箱发生腐蚀穿孔的原因,并对06Cr19Ni10不锈钢的点蚀机理进行了分析探讨。结果表明:母材的Ecorr低于焊接飞溅是导致水箱发生点蚀的首要原因;形变诱发的马氏体对06Cr19Ni10热轧不锈钢水箱的抗点蚀性能影响不利;条状铁素体及板条状马氏体位错缠结是腐蚀沿轧制方向呈纤维状的主要原因。

关键词： 06Cr19Ni10不锈钢焊接水箱点蚀电位差形变诱发马氏体

6A01铝合金激光-MIG复合焊和MIG焊接头性能研究

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兵器材料科学与工程 2019年第2期42卷 60-63页

作者：董力群梁景恒毛镇东韩晓辉郑自芹徐智宝李宁兴中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中国兵器科学研究院宁波分院山东烟台264003

分别采用激光-MIG复合焊和MIG焊对3 mm厚的6A01-T5铝合金型材进行焊接,使用体式显微镜、金相显微镜、维氏硬度计、电子万能试验机等研究两种焊接接头的宏观金相、显微组织、硬度分布、拉伸性能和弯曲性能,并用高频疲劳试验机对比分析两... 详细信息

分别采用激光-MIG复合焊和MIG焊对3 mm厚的6A01-T5铝合金型材进行焊接,使用体式显微镜、金相显微镜、维氏硬度计、电子万能试验机等研究两种焊接接头的宏观金相、显微组织、硬度分布、拉伸性能和弯曲性能,并用高频疲劳试验机对比分析两种焊接接头平滑件的疲劳性能。结果表明:激光-MIG复合焊和MIG焊接头成形良好;激光-MIG复合焊抗拉强度高于MIG焊,激光-MIG复合焊接头中的焊缝区硬度最低,MIG焊的在离熔合线5 mm的母材"过时效"软化区;激光-MIG复合焊疲劳强度高于MIG焊,焊缝第二相尺寸较小且弥散;激光-MIG复合焊接头综合性能优于MIG焊。

关键词：激光-MIG复合焊 6A01铝合金力学性能疲劳性能