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仿贝壳织构化多金属层涂层表面耐磨耐蚀行为
1
作者
许静
蔡林烜
+2 位作者
杨俊彦
廖毅弘
连加俤
《中国表面工程》
北大核心
2025年第4期313-323,共11页
海洋设备的磨蚀已经成为探索海洋资源的重要难题。为提高涂层耐磨性能,提出仿贝壳织构多金属层涂层,为耐磨耐腐蚀性能的统一设计提供设计思路。以316L不锈钢为基体,采用激光加工制备仿贝壳织构环纹(hw)、肋条(lt)、环纹肋条(hwlt),采用...
海洋设备的磨蚀已经成为探索海洋资源的重要难题。为提高涂层耐磨性能,提出仿贝壳织构多金属层涂层,为耐磨耐腐蚀性能的统一设计提供设计思路。以316L不锈钢为基体,采用激光加工制备仿贝壳织构环纹(hw)、肋条(lt)、环纹肋条(hwlt),采用物理气相沉积法分别制备TiCrCu、TiCr、TiCu、CrCu多金属层涂层,通过扫描电子显微镜、能谱仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站观察,研究涂层与织构化表面的耐磨耐蚀机制,分析织构与涂层的协同作用机制,提出利用织构与涂层互相改善其缺陷的新策略。摩擦测试表明:在干、水(3.5wt.%NaCl溶液)、油(切削液)这三种环境下,织构化涂层样品的摩擦因数明显低于光面涂层样品,摩擦因数最大降低73%,这是由于织构能够将部分滑动摩擦转换为滚动摩擦,且存储溶液形成润滑膜。腐蚀测试表明:环纹肋条织构样品具有低频阻抗,容抗弧半径均小于环纹肋条化涂层,且自腐蚀电流密度均低于环纹肋条织构样品。此外,环纹肋条化涂层样品的耐腐蚀性能分别提高40%~81%,样品的耐蚀性依次为TiCrCu-hwlt>TiCr-hwlt>TiCu-hwlt>CrCu-hwlt>hwlt,归因于致密均匀的多金属涂层修复了织构的缺陷,填补微纳米间隙,阻止电荷的运动,抑制金属腐蚀的进一步发生。织构化多金属层复合涂层能够弥补各自的缺点,其形性协同效应可以有效改善材料表面的磨蚀性能,为后续海洋设备摩擦腐蚀的防护研究提供新思路。
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关键词
多金属层
仿贝壳织构
涂层
耐磨
耐腐蚀
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职称材料
织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
2
作者
廖毅弘
张桂明
许静
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1427-1434,共8页
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压...
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。
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关键词
调节阀
泄漏
动压润滑效应
微织构
计算仿真
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职称材料
题名
仿贝壳织构化多金属层涂层表面耐磨耐蚀行为
1
作者
许静
蔡林烜
杨俊彦
廖毅弘
连加俤
机构
杭州电子科技大学机械工程学院
中国计量大学机电工程学院
出处
《中国表面工程》
北大核心
2025年第4期313-323,共11页
基金
国家自然科学基金(52275182)
浙江省属高校基本科研业务费专项重点项目(GK229909299001-14)
+1 种基金
浙江省自然科学基金(LTGS23E060002)
清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室自由项目开放基金(SKLTKF22B02)。
文摘
海洋设备的磨蚀已经成为探索海洋资源的重要难题。为提高涂层耐磨性能,提出仿贝壳织构多金属层涂层,为耐磨耐腐蚀性能的统一设计提供设计思路。以316L不锈钢为基体,采用激光加工制备仿贝壳织构环纹(hw)、肋条(lt)、环纹肋条(hwlt),采用物理气相沉积法分别制备TiCrCu、TiCr、TiCu、CrCu多金属层涂层,通过扫描电子显微镜、能谱仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站观察,研究涂层与织构化表面的耐磨耐蚀机制,分析织构与涂层的协同作用机制,提出利用织构与涂层互相改善其缺陷的新策略。摩擦测试表明:在干、水(3.5wt.%NaCl溶液)、油(切削液)这三种环境下,织构化涂层样品的摩擦因数明显低于光面涂层样品,摩擦因数最大降低73%,这是由于织构能够将部分滑动摩擦转换为滚动摩擦,且存储溶液形成润滑膜。腐蚀测试表明:环纹肋条织构样品具有低频阻抗,容抗弧半径均小于环纹肋条化涂层,且自腐蚀电流密度均低于环纹肋条织构样品。此外,环纹肋条化涂层样品的耐腐蚀性能分别提高40%~81%,样品的耐蚀性依次为TiCrCu-hwlt>TiCr-hwlt>TiCu-hwlt>CrCu-hwlt>hwlt,归因于致密均匀的多金属涂层修复了织构的缺陷,填补微纳米间隙,阻止电荷的运动,抑制金属腐蚀的进一步发生。织构化多金属层复合涂层能够弥补各自的缺点,其形性协同效应可以有效改善材料表面的磨蚀性能,为后续海洋设备摩擦腐蚀的防护研究提供新思路。
关键词
多金属层
仿贝壳织构
涂层
耐磨
耐腐蚀
Keywords
multi-metal layer
shell-like structured texture
coating
wear resistance
corrosion resistance
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
2
作者
廖毅弘
张桂明
许静
机构
杭州电子科技大学机械工程学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1427-1434,共8页
基金
国家自然科学基金(51775153)
浙江省自然科学基金(LY19E050011)。
文摘
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。
关键词
调节阀
泄漏
动压润滑效应
微织构
计算仿真
Keywords
regulating valve
leakage
dynamic pressure lubrication effect
micro texture
computational simulation
分类号
TH137.5 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
仿贝壳织构化多金属层涂层表面耐磨耐蚀行为
许静
蔡林烜
杨俊彦
廖毅弘
连加俤
《中国表面工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
廖毅弘
张桂明
许静
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
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