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钨表面双辉等离子渗镍组织及机理

南京航空航天大学学报 2012年第3期44卷 405-408页

作者：孟氢钡沈以赴杨宗辉陈文华南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210009

采用双辉等离子渗金属技术在钨表面进行渗镍实验,并采用XRD,SEM,EDX等分析手段对渗镍试样的微观组织进行了表征。结果表明,镍改性层与基体结合良好,无明显缺陷。改性层与基体表面之间存在明显的扩散层,扩散层中存在少量NiW和Ni4W中间相... 详细信息

采用双辉等离子渗金属技术在钨表面进行渗镍实验,并采用XRD,SEM,EDX等分析手段对渗镍试样的微观组织进行了表征。结果表明,镍改性层与基体结合良好,无明显缺陷。改性层与基体表面之间存在明显的扩散层,扩散层中存在少量NiW和Ni4W中间相。利用划痕法研究了渗镍层与基体间的结合强度。结果表明:持续加载100 N未发生改性层剥落现象。对钨表面双辉等离子渗镍改性层的形成机制进行了探讨。

关键词：双辉等离子镍钨冶金结合

C/C复合材料表面双辉等离子渗铱微观结构分析

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宇航材料工艺 2008年第2期38卷 30-33页

作者：陈照峰王亮兵张颖张平则徐江南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

通过双层辉光等离子表面合金化方法,在C/C复合材料表面成功制得铱涂层,并研究了铱涂层相组成和微观结构。铱涂层呈亮银白色,致密且表面光滑均匀,无明显缺陷。XRD和SEM研究表明:铱涂层呈多晶态,晶粒呈簇柱状晶并与C/C复合材料表面垂直,... 详细信息

通过双层辉光等离子表面合金化方法,在C/C复合材料表面成功制得铱涂层,并研究了铱涂层相组成和微观结构。铱涂层呈亮银白色,致密且表面光滑均匀,无明显缺陷。XRD和SEM研究表明:铱涂层呈多晶态,晶粒呈簇柱状晶并与C/C复合材料表面垂直,具有嵌入式结构,晶粒平均直径为0.5μm,铱涂层截面呈现明显的柱状晶生长,涂层内部有少量裂纹和针孔但并未贯穿。

关键词：铱涂层 C/C复合材料双辉等离子微观结构

Zr17Ti74Al6V4合金双辉等离子表面渗铁及其性能研究

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Zr17Ti74Al6V4合金双辉等离子表面渗铁及其性能研究

作者：董泽燕山大学

学位级别：硕士

由于钛合金具备诸多优良的性质,例如质量轻、比强度大、熔点高、耐腐蚀等,被大量应用在医学、化工、航空航天等领域。元素Zr和Ti属于同族元素,二者的性质有相似之处,都具有强度高、硬度高和熔点高等性质,将TC4合金元素中的一些Ti元素用Z... 详细信息

由于钛合金具备诸多优良的性质,例如质量轻、比强度大、熔点高、耐腐蚀等,被大量应用在医学、化工、航空航天等领域。元素Zr和Ti属于同族元素,二者的性质有相似之处,都具有强度高、硬度高和熔点高等性质,将TC4合金元素中的一些Ti元素用Zr元素代替,制备出了一种新型的ZrTiAlV合金。但是ZrTiAlV合金的硬度低、耐磨性能、耐蚀性差使其应用受到限制,本文采用双辉等离子表面渗镀技术在ZrTiAl V合金表面渗铁,以改善其耐磨性和耐腐蚀性。本文分别对影响渗层性能的源极—工件间距离、工作气压、保温温度、保温时间、源极电压、源极电流等参数进行探究并对获得的渗层进行XRD、EDS分析,确定渗铁的最佳工艺参数为:温度900±10℃,实验时间4h,工作气压40Pa,极电压77050V,工件电压38020V,源—阴极间距离15mm;在ZrTiAlV合金表面获得厚度198μm的渗铁层,渗层主要由FeTi、ZrFe2相组成,表面维氏硬度高达660HV。通过对渗层进行摩擦磨损性能和耐腐蚀性能测试,结果分析表明,渗铁后ZrTiAl V合金的摩擦系数相比基体有明显的下降,磨痕宽度和磨痕渗镀明显变小,磨损量也明显降低,耐磨性得到明显增强。在5%的H2SO4溶液中,渗铁合金层的自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度比基体小1个数量级,极化电阻增大,耐腐蚀性得到提高。在3.5%的NaCl和0.5mol/L的HCl溶液中,渗铁后合金渗层都出现了明显的钝化区,自腐蚀电位相比于基体增大,自腐蚀电流比基体降低,维钝电流密度明显降低,极化电阻升高,耐蚀性进一步增强。

关键词： ZrTiAlV合金双辉等离子渗铁耐磨性耐蚀性

表面纳米化等离子渗镍对工业纯钛抗腐蚀性能的影响

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材料热处理学报 2015年第S2期36卷 161-165页

作者：许州刘建雄付天琳于晓华昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

采用机械研磨对工业纯钛表面纳米化处理,利用等离子双辉进行纯钛表面渗镍。借助SEM、XRD分析处理后的表面形貌、晶粒大小,利用极化曲线以及阻抗谱分析处理后的表面抗腐蚀性能。利用极化曲线以及阻抗谱对处理后的表面进行抗腐蚀性能进行... 详细信息

采用机械研磨对工业纯钛表面纳米化处理,利用等离子双辉进行纯钛表面渗镍。借助SEM、XRD分析处理后的表面形貌、晶粒大小,利用极化曲线以及阻抗谱分析处理后的表面抗腐蚀性能。利用极化曲线以及阻抗谱对处理后的表面进行抗腐蚀性能进行分析。结果表明经过机械研磨处理后的钛表面产生了一层纳米晶,双辉等离子渗镍后的钛表面均匀包覆了一层镍的涂层,试样在模拟海水环境中的抗腐蚀性能有了明显提升,较未处理试样,自腐蚀电位提升了0.35 V,自腐蚀电流密度降低了1.87 A·cm^(-2),极化电阻增加了29.4Ω·cm。

关键词：工业纯钛机械研磨双辉等离子腐蚀性能

不锈钢等离子渗铪并固体渗碳后的高温摩擦性能

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表面技术 2015年第8期44卷 38-43页

作者：陆小会高原王成磊韦文竹张光耀桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西桂林541004 桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室广西桂林541004

目的提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的抗高温摩擦性能。方法利用等离子渗金属技术在不锈钢表面等离子渗铪,之后进行固体渗碳,在HT-500型球-盘磨损试验机上进行高温摩擦磨损实验,分析其高温摩擦性能及摩擦机制,并与不锈钢基体试样及不锈钢... 详细信息

目的提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的抗高温摩擦性能。方法利用等离子渗金属技术在不锈钢表面等离子渗铪,之后进行固体渗碳,在HT-500型球-盘磨损试验机上进行高温摩擦磨损实验,分析其高温摩擦性能及摩擦机制,并与不锈钢基体试样及不锈钢渗铪试样进行对比。结果渗铪试样的渗层厚度约为45μm,渗铪+渗碳试样的渗层厚度达100μm。渗铪+渗碳层弥散分布着许多粒状和短棒状碳化物颗粒,碳化物类型主要为MC型、M7C3型和M23C6型。基材的摩擦曲线波动起伏大;渗铪试样的摩擦系数较大,但磨损微观表现平稳;渗铪+渗碳试样的摩擦系数最小。磨损失重由大到小依次为:基材>渗铪试样>渗铪+渗碳试样。在300,500℃下,渗铪试样的耐磨性相对基材分别提高至1.47倍和1.94倍,渗铪+渗碳试样分别提高至2.13和2.28倍。基材划痕尺寸宽且较深;渗铪试样的表面硬度提高,且摩擦磨损过程中出现了合金氧化物;渗铪+渗碳试样的表面硬度高,基体韧性好,仅出现了很浅且窄的磨痕。结论通过等离子渗铪及离子渗铪+固体渗碳,均能提高不锈钢表面的抗高温摩擦性能,相比之下,离子渗铪+固体渗碳的效果更好。

关键词：奥氏体不锈钢双辉等离子固体渗碳渗铪合金层碳化物高温摩擦性能

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316L不锈钢表面Ta涂层的制备及性能

中国表面工程 2019年第6期32卷 29-36页

作者：曹岩高洁郑可张孟于盛旺吴玉程贺志勇太原理工大学新型碳材料研究院晋中030600

为改善316L不锈钢在体液中的生物相容性,采用双辉等离子体表面合金化技术在其表面制备了Ta涂层,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ta涂层的形貌、成分分布和物相结构进行分析,借助划痕仪、往复摩擦磨损试验... 详细信息

为改善316L不锈钢在体液中的生物相容性,采用双辉等离子体表面合金化技术在其表面制备了Ta涂层,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ta涂层的形貌、成分分布和物相结构进行分析,借助划痕仪、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对涂层的结合强度、磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的耐磨性及耐蚀性进行研究。结果表明:所制备的Ta涂层由厚度均为2μm左右的沉积层和扩散层组成,主要物相为α-Ta,涂层与基体的结合强度良好,发生破裂的临界载荷达到111 N。Ta涂层的比磨损率仅为基体的12.5%,自腐蚀电位比基体提高234 mV,腐蚀电流密度则降低2个数量级,磨损前后涂层样品的腐蚀速率分别为基体的1.9%和3.6%。表明Ta涂层能显著提升316L不锈钢在PBS溶液中的耐磨性和耐蚀性。

关键词： 316L不锈钢 Ta涂层双辉等离子表面合金化生物相容性耐磨性耐蚀性

4Cr13钢基表面SiC/Ta复合涂层的制备及摩擦磨损性能

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中国表面工程 2017年第2期30卷 128-133页

作者：王荣刘小萍郑可高洁鲁明杰黑鸿君于盛旺太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

针对马氏体不锈钢的表面耐磨性不能满足应用需求,且在钢基表面直接制备Si C涂层会产生与基体结合不良的问题,采用双辉等离子表面冶金技术在4Cr13马氏体不锈钢表面制备SiC/Ta复合涂层,对涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和摩擦磨损性... 详细信息

针对马氏体不锈钢的表面耐磨性不能满足应用需求,且在钢基表面直接制备Si C涂层会产生与基体结合不良的问题,采用双辉等离子表面冶金技术在4Cr13马氏体不锈钢表面制备SiC/Ta复合涂层,对涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和摩擦磨损性能进行研究。结果表明,所制备的SiC/Ta复合涂层厚5~6μm,由SiC、Ta、Ta_2C和TaC相构成。SiC/Ta/基体各层间以扩散连接,与基体结合良好。经双辉等离子表面冶金技术处理后,表面显微硬度由基材的279 HV_(0.2)提高到1 738 HV_(0.2)。4Cr13不锈钢的摩擦学性能也得到明显改善,摩擦因数比基材的平均摩擦因数降低了0.32,磨损率是基材磨损率的4%。

关键词： 4Cr13 SiC/Ta复合涂层双辉等离子摩擦磨损

SiC复合涂层的制备及对机电传动轴耐磨性能的影响

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中国陶瓷 2019年第7期55卷 9-15页

作者：谢艳艳王荣胡艳华内蒙古机电职业技术学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学呼和浩特010051

采用双辉等离子技术在机电传动轴表面制备了SiC/Ta涂层,研究了反应气体四甲基硅烷对涂层显微组织和耐磨性能的影响。结果表明,不同H_2/TMS流量比例的复合涂层截面都为表面SiC层和Ta过渡层的双层结构特征,涂层截面厚度介于4.8~6μm,当TM... 详细信息

采用双辉等离子技术在机电传动轴表面制备了SiC/Ta涂层,研究了反应气体四甲基硅烷对涂层显微组织和耐磨性能的影响。结果表明,不同H_2/TMS流量比例的复合涂层截面都为表面SiC层和Ta过渡层的双层结构特征,涂层截面厚度介于4.8~6μm,当TMS流量至1.5 sccm时,SiC涂层和Ta过渡层较为致密,层间结合良好;4Cr13基体物相主要为Fe-Cr,而不同H2/TMS流量比例的复合涂层处Fe-Cr衍射峰外,还出现了TaC/SiC、Ta2C和Ta2C/SiC衍射峰;基体的磨痕宽度、深度和比磨损率分别为860μm、15.91μm和10^2×10^-5 mm^3/N·m,不同H2/TMS流量比例复合涂层的磨痕宽度、深度和比磨损率都要低于基体,且TMS流量为1.5 sccm时,复合涂层磨痕宽度、深度和比磨损率最小。通过双辉等离子技术在机电传动轴表面制备SiC复合涂层有助于改善基体的耐磨性能,且当TMS流量为1.5 sccm时复合涂层的结构较为致密、摩擦系数较低,具有相对更好的耐磨性能。

关键词：双辉等离子 SiC复合涂层形貌耐磨性能

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TC4钛合金表面氮氧共渗及其摩擦行为研究

TC4钛合金表面氮氧共渗及其摩擦行为研究

作者：胡林泉南京航空航天大学

学位级别：硕士

钛合金(如TC4)由于具有良好的生物相容性、力学性能、耐蚀性和加工性能,并且价格比贵金属低廉,因此在航空航天、化工、生物医学、船舶等领域得到了大量的应用。但由于钛合金的硬度低、耐磨性差,其进一步的使用受到了很大的限制。本课题... 详细信息

钛合金(如TC4)由于具有良好的生物相容性、力学性能、耐蚀性和加工性能,并且价格比贵金属低廉,因此在航空航天、化工、生物医学、船舶等领域得到了大量的应用。但由于钛合金的硬度低、耐磨性差,其进一步的使用受到了很大的限制。本课题采用双辉等离子渗技术,在TC4钛合金表面先渗氮后氮氧共渗改性处理,寻求改善TC4合金耐磨性差的问题。所制改性层由渗氧沉积层、渗氮沉积层和扩撒层组成。采用扫描电镜(SEM)观察改性层表面形貌和磨痕形貌,X射线衍射(XRD)检测改性层结构,能谱仪(EDS)分析改性层的元素的种类与含量,纳米压痕仪和自动划痕仪研究改性层的纳米硬度和膜基结合强度,球-盘摩擦磨损试验来评价改性层的耐磨性能。结果表明:(1)研究工作气压、氮氧流量比、工作电压、保温时间对改性层的影响,最佳氮氧共渗的工艺参数如下:源极电压800V、工件电压425V、工作气压35Pa、极间距15mm、氮氧流量比8:1、保温时间3h。(2)最佳工艺参数下氮氧共渗后,TC4钛合金表面获得TiN和TiO双相结构的改性层。改性层总厚度为10μm,元素含量呈梯度分布,由沉积层和扩散层组成。最外层为TiO相,纳米硬度和弹性模量分别为8.7GPa和181.5GPa,而分别是基体的2.36倍和1.5倍。改性层表面较光滑、粗糙度小,改性层和基体之间的结合强度大小在52.9MPa左右。(3)球-盘摩擦磨损实验表明:在不同的载荷、速度、摩擦副条件下,改性层均有效的提高了TC4合金的耐摩擦磨损性能。相比于基体,改性层的摩擦系数、磨损面积显著下降。其主要磨损机制由粘着磨损、磨粒磨损、剥层磨损。

关键词： TC4合金双辉等离子氮氧共渗摩擦磨损