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等离子喷涂TiC-Graphite复合涂层摩擦磨损性能 被引量:1
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作者 洪督 牛亚然 +2 位作者 李红 钟鑫 郑学斌 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期643-650,共8页
等离子喷涂TiC涂层具有良好的综合性能,在极端环境能起到较好的耐磨保护作用,而石墨是一种优异的自润滑材料。通过喷雾干燥与真空烧结技术制备不同石墨添加量(1.25%、2.5%、5%和10%,质量分数)的TiC-Graphite球形粉体,并采用大气等离子... 等离子喷涂TiC涂层具有良好的综合性能,在极端环境能起到较好的耐磨保护作用,而石墨是一种优异的自润滑材料。通过喷雾干燥与真空烧结技术制备不同石墨添加量(1.25%、2.5%、5%和10%,质量分数)的TiC-Graphite球形粉体,并采用大气等离子喷涂技术制备TiC-Graphite复合涂层。对涂层的相组成、显微结构和力学性能进行了表征,并对涂层的摩擦磨损性能进行了比较研究。结果发现,TiC-Graphite涂层主要由TiC和石墨相组成。随石墨添加量增大,TiC-Graphite涂层截面微裂纹增多,表面粗糙度增大,硬度下降。石墨对TiC涂层在高载荷的磨损性能影响更显著。在50 N高载荷条件,随石墨添加量增大,TiC-Graphite涂层磨损率降低后急剧增大,而摩擦系数持续减小。当石墨添加量为2.5%时,涂层获得最低的磨损率为0.67×10^(−5) mm^(3)/(N·m),同时具有较低的摩擦系数(0.35),与不添加石墨的TiC涂层相比,分别降低了72.4%和27.8%。 展开更多
关键词 tic-graphite复合涂层 磨损性能 大气等离子喷涂 显微结构 力学性能
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无机填料对硅橡胶基耐热复合涂层的影响
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作者 杨晓军 文卿 +1 位作者 符寒光 贺定勇 《北京工业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期13-21,共9页
以硅橡胶为基体,添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体,添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝,制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察了硅橡胶... 以硅橡胶为基体,添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体,添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝,制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察了硅橡胶基体中无机填料的分散状况,采用热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对复合涂层的热解温度和失重率进行了分析。结果表明:在复合体系中,无机填料与基体的相容性较好,分散均匀;与基体材料相比,无机填料的添加可有效提高复合材料的耐热性。填料质量分数为20%的复合涂层,其在800℃时质量残留率比自制改性硅橡胶的基体提高了10%以上。 展开更多
关键词 硅橡胶 高岭土 耐热性 微观形貌 涂层 复合材料
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不同成膜剂组分涂层改性对玄武岩纤维复合材料的耐湿热性能影响研究
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作者 刘贺晨 吴鹏 +3 位作者 刘云鹏 薛伟 龚运 林浩凡 《绝缘材料》 北大核心 2025年第8期119-129,共11页
玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅... 玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅改性环氧树脂乳液(SER)和氢化双酚A环氧树脂乳液(HBPA)为主要原料制备两种浸润剂,利用浸润剂改性玄武岩纤维并制备两种复合材料,最后通过湿热老化试验和分子动力学模拟分析两种玄武岩纤维复合材料的耐湿热老化机理。结果表明:BFRP-SER拥有良好的耐湿热老化性能,其弯曲强度和电气强度较老化前下降幅度最小,分别下降30.1%和35.2%;泄漏电流和介质损耗因数较老化前上升幅度最小,分别提升了31.3%和141.0%。SER浸润剂涂层与纤维层和树脂层有较好的结合效果,且具有较高的耐水解性,这使BFRP-SER能够在湿热环境下较长时间内保持各项性能稳定。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 涂层改性 耐湿热 复合材料 分子动力学
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Nano-TiO_(2)/GEL/CS复合膜及其涂层棉织物的性能
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作者 贺晓亚 周文辉 《塑料》 北大核心 2025年第1期47-51,57,共6页
配置Nano-TiO_(2)、GEL与CS复合液,将复合液分别制成复合膜及棉织物的涂层,对复合膜的分子结构、热失重、水溶、吸水性能及涂层织物的质量增重率、断裂强力、防紫外线及脱色性能进行表征,分析Nano-TiO_(2)/GEL/CS复合液涂层棉织物开发... 配置Nano-TiO_(2)、GEL与CS复合液,将复合液分别制成复合膜及棉织物的涂层,对复合膜的分子结构、热失重、水溶、吸水性能及涂层织物的质量增重率、断裂强力、防紫外线及脱色性能进行表征,分析Nano-TiO_(2)/GEL/CS复合液涂层棉织物开发功能棉织物的可行性。研究表明,Nano-TiO_(2)、GEL与CS复合膜各相之间具有较好的相容性、均一性及较强氢键作用力,形成了网格结构。Nano-TiO_(2)加入后,复合膜的热失重性能得到改善;随着Nano-TiO_(2)含量的增加,复合膜的水溶性及涂层织物的质量增重率、断裂强力、防紫外线性能及脱色率均呈现快速上升后趋于平缓的趋势,吸水率逐渐下降。因此,当Nano-TiO_(2)含量在3%~4%范围内时,复合膜的综合性能较好,最佳光催化脱色时间为120 min,脱色率可达80%,利用Nano-TiO_(2)/GEL/CS复合液涂层棉织物开发功能棉织物具有可行性。 展开更多
关键词 复合 涂层 分子结构 织物性能
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Al/Ni-WC复合涂层高温抗氧化性能与扩散分析
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作者 李德元 孙继博 +2 位作者 李光全 张楠楠 祝成 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期197-204,共8页
【目的】碳钢因其较差的抗氧化性能,在高温工况下的使用受到了严格限制。Ni-Al金属间化合物由于具有较高的熔点和较好的高温抗氧化性能,在实际工业领域应用众多。针对含有Ni-Al金属间化合物的涂层,研究其高温抗氧化涂层的进一步应用,提... 【目的】碳钢因其较差的抗氧化性能,在高温工况下的使用受到了严格限制。Ni-Al金属间化合物由于具有较高的熔点和较好的高温抗氧化性能,在实际工业领域应用众多。针对含有Ni-Al金属间化合物的涂层,研究其高温抗氧化涂层的进一步应用,提高碳钢的高温使用寿命,拟在碳钢表面制备Ni-Al反应改性涂层。【方法】采用超音速火焰喷涂在碳钢基体上制备Ni-WC涂层,随后在其上利用电弧喷涂制备Al涂层,在800℃不同时间扩散处理下使得涂层内的Ni-Al发生反应,以得到金属间化合物并增强其高温抗氧化性能。通过记录氧化增重曲线测试涂层的高温抗氧化性能。【结果】在高温氧化过程中Al/Ni-WC复合涂层在Al/Ni界面处原位生成了富铝的Ni-Al金属间化合物。Al/Ni-WC涂层经800℃扩散处理过程中,首先形成富Al的NiAl 3,且其表面Al原子与大气中的氧原子反应形成了Al_(2)O_(3)。随着反应时间的延长,在Al/Ni界面形成的NiAl 3相转变为抗高温氧化能力更优异的Ni_(2)Al_(3)相,两种Ni-Al金属间化合物本身具有高熔点和高温抗氧化性能,且在Al/Ni-WC复合涂层表面形成的Al_(2)O_(3)减缓了氧原子的扩散过程。Al/Ni-WC复合涂层试件的扩散层厚度随着扩散处理时间的延长呈现类似线性增长趋势。经800℃扩散处理后,Al/Ni-WC涂层中NiAl 3层的增厚速率较快,且在加热10 h后原位反应生成了更厚的Ni_(2)Al_(3)层。经800℃扩散处理20 h后,经过原位反应得到了比NiAl 3层稍厚一些的Ni_(2)Al_(3)层。由于Ni_(2)Al_(3)层熔点更高且更稳定,因而经过800℃扩散处理后的Al/Ni-WC涂层具有更好的高温抗氧化能力。经900℃/50 h扩散处理后的Al/Ni-WC涂层经循环氧化后存在陶瓷相Al_(2)O_(3)、WC和NiAl相,在陶瓷相和NiAl相的共同作用下呈现较好的高温抗氧化性能。测得不同扩散时间下Al/Ni-WC涂层的扩散层厚度,得到了Ni和Al之间的扩散关系式,其扩散反应动力指数为0.79045,复合涂层对碳钢基体的保护作用明显提高。【结论】在氧化过程中形成的Ni-Al金属间化合物、Al_(2)O_(3)膜与涂层中原有WC相的共同作用下碳钢基体的高温抗氧化性能得到了明显提升。通过氧化增重实验可知,在Ni层中增加陶瓷相以后,金属-陶瓷复合涂层的高温抗氧化能力明显优于碳钢基体,因而对碳钢基体的保护效果更好。 展开更多
关键词 电弧喷涂 超音速火焰喷涂 碳钢 原位生成 Al/Ni-WC复合涂层 Al/Ni界面 高温抗氧化性能 Ni-Al金属间化合物
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饲料粉碎用磨辊表面纳米黏土/环氧树脂复合材料涂层性能的研究
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作者 贾华坡 李丽艳 郭鑫 《饲料工业》 北大核心 2025年第15期9-20,共12页
针对辊式粉碎机制备动物饲料时磨辊表面磨损和腐蚀的问题,提出通过在磨辊表面涂覆聚合物基复合材料涂层来克服,并对涂层材料与辊式粉碎机中主要作用力相适应的主要机械性能进行研究,以确定用作磨辊表面涂层的环氧树脂基体中纳米黏土的... 针对辊式粉碎机制备动物饲料时磨辊表面磨损和腐蚀的问题,提出通过在磨辊表面涂覆聚合物基复合材料涂层来克服,并对涂层材料与辊式粉碎机中主要作用力相适应的主要机械性能进行研究,以确定用作磨辊表面涂层的环氧树脂基体中纳米黏土的最佳含量。开展小麦颗粒压缩试验、纳米黏土/环氧树脂压缩试验、纳米黏土/环氧树脂与辊表面材料黏接拉伸试验、小麦颗粒对纳米黏土/环氧树脂涂层压缩试验,从力学角度对不同纳米黏土含量的环氧树脂复合材料的各种性能进行讨论,并构建小麦-磨辊离散元仿真模型,探究涂层对小麦碾磨破碎率的影响。小麦籽粒单轴压缩试验的力学行为分为弹性区、塑性变形区和籽粒压碎区3个区域,纳米黏土含量为2 wt%的环氧树脂复合材料抵抗压缩破坏的能力较强,与磨辊表面材质的黏合性能较好,且能够在较低屈服应力、较小载荷和较低形变量下将小麦籽粒压裂,具有较强粉碎能力,且仿真结果表明该含量下的纳米黏土/环氧树脂复合材料涂层具有较高的碾磨破碎率。纳米黏土含量为2 wt%的环氧树脂复合材料涂层综合性能较好,适合用作辊式粉碎机磨辊表面涂层。 展开更多
关键词 饲料 磨辊 纳米黏土/环氧树脂复合材料 离散单元法 涂层性能
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钨掺杂类石墨涂层/蓖麻油酸固液复合润滑体系的摩擦学性能研究 被引量:1
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作者 马鹏程 周海斌 +4 位作者 鲁晓龙 隋旭东 杨柳青 玄翠娟 王强 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期715-723,共9页
钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合体系具有优异的摩擦磨损性能,有望在轨道交通、航空航天以及机械装备等领域获得广泛应用.本文中利用磁控溅射技术制备出钨掺杂类石墨涂层,并研究了其在蓖麻油酸微量润滑条件下的摩擦学性能.结... 钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合体系具有优异的摩擦磨损性能,有望在轨道交通、航空航天以及机械装备等领域获得广泛应用.本文中利用磁控溅射技术制备出钨掺杂类石墨涂层,并研究了其在蓖麻油酸微量润滑条件下的摩擦学性能.结果表明:钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合润滑体系的摩擦系数低至约0.02,磨损率约为6.25×10^(-19)m^(3)/(N·m),比钨掺杂类石墨涂层和聚α烯烃(PAO)组成的固液复合体系的磨损率低约1个数量级,其磨痕在三维轮廓仪可观测的范围内几乎不可见,实现超低磨损.本文中研究结果为碳基涂层/蓖麻油酸固液复合体系的未来应用和发展提供了研究基础和理论支持. 展开更多
关键词 固液复合润滑 绿色润滑剂 超低磨损 蓖麻油酸 碳基涂层
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C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展
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作者 王硕博 刘可立 +6 位作者 宋运泽 王兵 杨超 董健 柳彦博 刘玲 王琴 《推进技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能... 在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能,又不会显著影响基体的高温力学性能,有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发,对现有涂层体系进行了梳理,再结合涂层的化学组成特点,系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展,并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析,最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。 展开更多
关键词 热防护 C/C复合材料 陶瓷涂层 表面涂层技术 抗氧化 耐高温 综述
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AZ31B镁合金微弧氧化/微胶囊环氧复合自修复涂层的制备及耐腐蚀性能
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作者 纪锋艳 田梦真 +7 位作者 李涛 郭泉忠 汪川 王勇 吴磊 曹公望 刘雨薇 贾志刚 《表面技术》 北大核心 2025年第15期96-107,共12页
目的针对镁合金涂层破损后快速腐蚀问题,将微胶囊自修复涂层与微弧氧化膜相结合,制备微弧氧化复合自修复涂层,研究其耐腐蚀性能。方法采用原位聚合法,以尿素-三聚氰胺-甲醛为预聚体,制备包覆桐油的微胶囊,将微胶囊按照质量分数(以环氧... 目的针对镁合金涂层破损后快速腐蚀问题,将微胶囊自修复涂层与微弧氧化膜相结合,制备微弧氧化复合自修复涂层,研究其耐腐蚀性能。方法采用原位聚合法,以尿素-三聚氰胺-甲醛为预聚体,制备包覆桐油的微胶囊,将微胶囊按照质量分数(以环氧树脂的质量为基准)为0%、5%、10%、15%分散在环氧树脂中,分别喷涂在镁合金基体和微弧氧化膜表面,制备微胶囊自修复涂层和微弧氧化复合自修复涂层。通过红外光谱仪和热重分析仪分析微胶囊的化学结构和热稳定性,采用SEM对膜层的表面形貌及修复后的形貌进行分析,通过拉开法测试涂层与基体之间的附着力,通过电化学测试和盐雾试验探讨微胶囊添加量对单一自修复涂层和复合自修复涂层的修复效果,以及对其耐腐蚀性能的影响。结果涂层划痕区域的修复效果随着微胶囊含量的提升而明显提高,当微胶囊的质量分数超过10%时涂层的结合力明显下降,最佳的微胶囊质量分数为10%。电化学阻抗解析微弧氧化复合自修复涂层电阻(Rc)为1.12×10^(5)Ω·cm^(2),与单一自修复涂层相比提高了3个数量级,与未添加微胶囊的微弧氧化环氧涂层相比,提高了2个数量级,盐雾测试1000 h后划痕处无明显腐蚀剥落。结论微弧氧化复合自修复涂层的耐腐蚀性能明显优于单一自修复涂层,冶金结合的微弧氧化膜作为镁合金基体与自修复层之间的中间层,遏制了由镁基体丝状腐蚀扩散所致的有机涂层快速剥离,保障了自修复涂层的结构稳定性,从而减缓了腐蚀扩展速率,有效提升了涂层的自修复效果和耐蚀性。 展开更多
关键词 镁合金 微胶囊 微弧氧化 自修复 复合涂层 腐蚀机理
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增韧环氧树脂、多元醇分子量及有机硅改性聚氨酯的制备及对复合涂层防护性能的研究
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作者 杨志 张翼 杨慧敏 《现代化工》 北大核心 2025年第4期180-189,共10页
传统涂层因材料单一、综合防护性能较差,将聚醚胺D230、D400、D2000以不同比例固化E51来改善其韧性,作为环氧树脂底层。通过PTMG650与PTMG2000混合来调控聚氨酯微相分离结构,再将有机硅引入改进聚氨酯的力学、防水等性能,将其作为中间... 传统涂层因材料单一、综合防护性能较差,将聚醚胺D230、D400、D2000以不同比例固化E51来改善其韧性,作为环氧树脂底层。通过PTMG650与PTMG2000混合来调控聚氨酯微相分离结构,再将有机硅引入改进聚氨酯的力学、防水等性能,将其作为中间层。二者与聚脲外层制备出一种具有优良耐磨、防腐、抗冲击的复合涂层。结果表明,m(D230)∶m(D2000)=2∶1固化的E51涂层的附着力为1级,伸长率有较明显提升,抗冲击强度达100 cm。m(PTMG2000)∶m(PTMG6500)=1∶2制备的聚氨酯综合性能最佳,将羟基硅氧烷(PDMS)引入聚氨酯中发现,PU/Si-10%拉伸强度为34.07 MPa,伸长率从318.78%增加到343.74%,50%热分解温度较PU-650从363.26℃提升至417.97℃,静态水接触较PU-2000从80.23°升至100.02°,吸水率从2.28%降到1.132%。复合涂层附着力可达1级,远高于ISO 2409—2007要求的3级,冲击强度可达100 cm,远高于GB/T 1732—2020的要求。经过有机硅改性后,阻抗从6.647×10^(7)Ω·cm^(2)升至7.212×10^(7)Ω·cm^(2),30 min磨损量从8.17 mg降低到7.54 mg,防护性能优良。 展开更多
关键词 复合防护涂层 增韧环氧树脂 有机硅 改性聚氨酯
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钛合金表面激光原位制备CaTiO_(3)/CaSiO_(3)复合涂层及其组织性能研究
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作者 肖健 王博文 +3 位作者 沈少凡 潘存良 邱长军 朱红梅 《表面技术》 北大核心 2025年第16期182-191,共10页
目的针对Ti-6Al-4V(TC4)合金作为人体骨修复材料时易受到体液腐蚀、目前单一CaSiO_(3)涂层制备存在工艺复杂且应力大的问题,提出利用CaO、TiO_(2)、SiO_(2)的混合粉末在TC4表面激光原位制备CaTiO_(3)/CaSiO_(3)复合涂层。方法采用扫描... 目的针对Ti-6Al-4V(TC4)合金作为人体骨修复材料时易受到体液腐蚀、目前单一CaSiO_(3)涂层制备存在工艺复杂且应力大的问题,提出利用CaO、TiO_(2)、SiO_(2)的混合粉末在TC4表面激光原位制备CaTiO_(3)/CaSiO_(3)复合涂层。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的微观形貌和组织成分;用维氏硬度计、电化学工作站测试涂层的显微硬度并模拟体液(SBF)中的耐蚀性能;通过SBF浸泡试验评价涂层的生物活性。结果涂层与基体间呈冶金结合,无裂纹等缺陷,物相主要由CaTiO_(3)、β-CaSiO_(3)及少量CaO、SiO_(2)组成。涂层硬度为718.4HV0.2,为基体的2.14倍,涂层在SBF中的腐蚀速率降低了49.7%,耐腐蚀性显著提升;经SBF浸泡14 d后,涂层表面生成大量的类骨磷灰石。结论利用激光熔覆技术原位制备的CaTiO_(3)/CaSiO_(3)复合涂层具有高硬度、高耐蚀性以及优异的生物活性,有望提升含有害离子的钛合金植入材料的长期安全性和有效性。 展开更多
关键词 激光熔覆 TC4合金 复合涂层 组织 性能
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SiC/SiO_(2)复合涂层对碳纤维及其复合材料抗氧化性能影响研究
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作者 闫海波 陶佳栋 +3 位作者 周子涵 黄志雄 石敏先 丁杰 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期130-138,共9页
采用溶胶-凝胶法和先驱体浸渍裂解法在碳纤维表面制备了一种SiC/SiO_(2)复合涂层,并使用热压罐工艺制备了碳纤维增强酚醛树脂基复合材料,测试了复合材料在600℃、800℃、1000℃下氧化后的弯曲强度,研究了涂层对碳纤维及其复合材料抗氧... 采用溶胶-凝胶法和先驱体浸渍裂解法在碳纤维表面制备了一种SiC/SiO_(2)复合涂层,并使用热压罐工艺制备了碳纤维增强酚醛树脂基复合材料,测试了复合材料在600℃、800℃、1000℃下氧化后的弯曲强度,研究了涂层对碳纤维及其复合材料抗氧化性能的影响。结果表明:经过在1000℃空气下的氧化,复合涂层碳纤维/酚醛树脂复合材料弯曲强度为60 MPa,是相同条件下的原始碳纤维/酚醛树脂复合材料弯曲强度的3.3倍,SiC/SiO_(2)涂层对碳纤维有较好的抗氧化效果且会使复合材料具备一定的弯曲强度。在SiC/SiO_(2)涂层的协同保护下,复合涂层碳纤维/酚醛树脂复合材料在氧乙炔火焰下表现出更好的耐烧蚀性能。 展开更多
关键词 SiC/SiO_(2)复合涂层 碳纤维 树脂基复合材料 抗氧化性能 弯曲性能 耐烧蚀性能
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真空退火对Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层结构及性能的影响
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作者 叶佳妮 马莉莎 +4 位作者 张纪福 刘艳梅 曹凤婷 范其香 王铁钢 《表面技术》 北大核心 2025年第13期107-120,共14页
目的 针对Zr-B-N涂层耐热性较差的问题,制备高硬度、高韧性且耐高温的Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层。通过真空退火处理强化Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层性能,探究高温下涂层界面扩散行为、微观结构、力学性能及摩擦学性能的变化机理。方法... 目的 针对Zr-B-N涂层耐热性较差的问题,制备高硬度、高韧性且耐高温的Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层。通过真空退火处理强化Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层性能,探究高温下涂层界面扩散行为、微观结构、力学性能及摩擦学性能的变化机理。方法 采用复合磁控溅射技术制备Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层,并在真空管式炉内进行500~800℃真空退火试验(<10^(-3)Pa,1 h)。利用XRD、FESEM、HRTEM、纳米压痕仪、大载荷划痕仪及高温摩擦磨损试验机对涂层的相组成、微观结构、力学性能和摩擦学性能进行表征。结果 Zr-B-N/ZrO_(2)多层复合涂层主要由t-ZrO_(2)相和fcc-ZrN相组成。随着退火温度升高,t-ZrO_(2)相的衍射峰逐渐增强并发生向大角度偏移的现象。当退火温度为600℃时,涂层表面相对致密,纳米多层结构保持完整,硬度(32.75 GPa)和弹性模量(391.70 GPa)达到最大值,结合强度为47.95 N,摩擦系数为0.658,磨损率为1.11×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。当退火温度达到800℃时,涂层中析出fcc-ZrO相和hcp-ZrB_(2)相,摩擦系数(0.507)和磨损率(4.54×10^(-6)mm^(3)/(N·m))降至最低值,分别比真空退火前下降43.29%和69.97%。然而,晶粒粗化导致微裂纹扩展及严重界面互溶,硬度和弹性模量降至最低值,涂层与基体间出现明显开裂。结论 适当的真空退火能够显著影响涂层性能。当退火温度为600℃时,涂层综合性能达到最优水平;800℃退火虽然提高了耐磨性,但因结构破坏,其整体性能显著下降。 展开更多
关键词 复合磁控溅射 真空退火 纳米多层涂层 微观结构 力学性能 摩擦学性能
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微弧氧化HfC-HfO_(2)粒子沉积烧结复合涂层的构建及其高温抗氧化性能
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作者 叶志云 郭锦恒 +6 位作者 吾可来·德艾吾勒特 姜雨桐 周锦博 陈远哲 王小龙 王树棋 王亚明 《表面技术》 北大核心 2025年第15期24-32,共9页
目的提高高超声速飞行器用铌合金构件的高温抗氧化性能,拓展其在复杂服役环境中的应用范围。方法采用微弧氧化粒子(HfC+HfO_(2))沉积烧结技术,在渗硅铌合金表面制备HfC-HfO_(2)改性硅化物基复合涂层。通过1200℃下的静态空气氧化试验,... 目的提高高超声速飞行器用铌合金构件的高温抗氧化性能,拓展其在复杂服役环境中的应用范围。方法采用微弧氧化粒子(HfC+HfO_(2))沉积烧结技术,在渗硅铌合金表面制备HfC-HfO_(2)改性硅化物基复合涂层。通过1200℃下的静态空气氧化试验,研究复合涂层的高温氧化行为。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和高分辨透射电镜研究复合涂层的组织结构、相成分,以及复合涂层在不同氧化时间下的微观结构演变规律。结果渗硅铌合金表面HfC-HfO_(2)粒子沉积层的厚度约为45μm。复合涂层在整个等温氧化过程中表现出最佳的抗氧化性,其质量增益仅为6.41 mg/cm^(2),抛物线速率常数为0.367 mg^(2)/(cm^(4)·h),而单一NbSi_(2)涂层则呈加速氧化的趋势,其质量增益达到13.6 mg/cm^(2)。结论将HfC作为耗氧相引入复合涂层,最终在高温下形成了HfSiO_(4)骨架结构,从而提高了氧化皮的稳定性,且富Hf氧化物锚定了SiO_(2)氧化皮,形成了致密的氧扩散阻挡层,显著减缓了铌氧化物的生长和裂纹的萌生,这是复合涂层具有优异高温抗氧化性能的主要原因。 展开更多
关键词 渗硅铌合金 微弧氧化 复合涂层 高温抗氧化
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激光熔覆AlN/TiAl制备Ti-Al-N复合涂层及其摩擦性能研究
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作者 黄飞龙 肖华强 +1 位作者 林波 莫太骞 《激光技术》 北大核心 2025年第2期188-194,共7页
为了制备耐磨钛基涂层,采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层,对不同激光功率下涂层的物相组成、组织演变、硬度进行观察分析,再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明,涂层增强相主要由Ti_(2)AlN,TiN,TiAl及Ti_... 为了制备耐磨钛基涂层,采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层,对不同激光功率下涂层的物相组成、组织演变、硬度进行观察分析,再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明,涂层增强相主要由Ti_(2)AlN,TiN,TiAl及Ti_(x)Al_(y)等组成,各物相衍射峰强度随激光功率的增加而改变,基体相则由(γ-TiAl+α_(2)-Ti_(3)Al)组成;涂层与基体冶金结合,随着激光功率的增加,组织由弥散分布的柱状晶逐渐变成粗大树枝晶,但在2.4 kW功率时,组织又变得细小;复合涂层的显微硬度可以达到基体的2.14倍;在空气摩擦环境中,不同试样均以磨粒磨损为主,其中基体磨损严重;不同激光功率下的涂层均大幅度提高了基体的耐磨性,涂层中有增强相的存在,涂层的最小磨损率为0.786×10^(-4) mm^(3)·N^(-1)·min^(-1),基体为1.34×10^(-4) mm^(3)·N^(-1)·min^(-1);通过控制激光功率可以调节涂层性能。这一研究可以对激光熔覆制备高耐磨钛基复合涂层在航天、海工设备中的应用提供基础支持。 展开更多
关键词 激光技术 钛合金 激光熔覆 Ti-Al-N复合涂层 干摩擦磨损
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激光熔覆Ni基合金复合涂层组织性能的研究进展
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作者 杨杰 张哲 +5 位作者 魏鑫 吴涛 耿在明 吴一栋 张磊 陈小明 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期507-511,共5页
激光熔覆Ni基合金复合涂层的研究近年来取得显著进展,主要集中在涂层的组织性能及其应用领域。Ni基合金因优异的耐腐蚀性和耐高温性能,广泛应用于航空航天、能源和化工等行业。在激光熔覆过程中,能够通过调节激光功率、扫描速度、送粉... 激光熔覆Ni基合金复合涂层的研究近年来取得显著进展,主要集中在涂层的组织性能及其应用领域。Ni基合金因优异的耐腐蚀性和耐高温性能,广泛应用于航空航天、能源和化工等行业。在激光熔覆过程中,能够通过调节激光功率、扫描速度、送粉速率和搭接率等工艺参数,精确控制涂层的微观组织和宏观性能。其次,合金元素和陶瓷颗粒也直接影响涂层的表面质量。本文综述了微量元素、陶瓷颗粒和激光熔覆的工艺因素对Ni基涂层的影响,还总结了辅助工艺对涂层的作用,并提出今后的发展方向。 展开更多
关键词 激光熔覆 NI基复合涂层 陶瓷颗粒 微量元素 工艺参数
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EP/PDMS/MMT-SiO_(2)-STAB超疏水复合涂层的制备及其性能研究
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作者 王杰 李梦 +2 位作者 谢宗蕻 赵欣 向家林 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期163-169,共7页
采用溶胶-凝胶法在钠基蒙脱土(MMT)表面原位生长具有良好内部界面力的SiO_(2),得到MMT接枝SiO_(2)(记作MMT-SiO_(2)颗粒),以十八烷基三甲基溴化(STAB)阳离子型改性剂对MMT-SiO_(2)颗粒进行插层疏水改性,得到改性MMT接枝SiO_(2)(记作MMT-... 采用溶胶-凝胶法在钠基蒙脱土(MMT)表面原位生长具有良好内部界面力的SiO_(2),得到MMT接枝SiO_(2)(记作MMT-SiO_(2)颗粒),以十八烷基三甲基溴化(STAB)阳离子型改性剂对MMT-SiO_(2)颗粒进行插层疏水改性,得到改性MMT接枝SiO_(2)(记作MMT-SiO_(2)-STAB复合颗粒)。以MMT-SiO_(2)-STAB复合颗粒为增强相,聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂(EP/PDMS)为基体,制备了EP/PDMS//MMT-SiO_(2)-STAB复合涂层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、接触角仪对复合涂层的形貌、结构、接触角进行分析和测试。结果表明,STAB与MMT-SiO_(2)发生离子交换反应后附着在MMT端面,随着STAB用量的增加,MMT的层间距呈现先增大后减小的趋势。MMT-SiO_(2)-STAB中MMT的层间距越大,增强相与树脂之间的相容性越好,可有效改善增强相在基体中的分散稳定性以及复合涂层的耐磨损性能。制备的复合涂层接触角为(153.7±1.2)°,滚动角达到(8.9±0.6)°,超疏水特征明显。 展开更多
关键词 超疏水 蒙脱土 二氧化硅 复合涂层
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高压冷喷涂制备微纳米双尺度SiCp/6061Al复合涂层
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作者 周长壮 银谱馨 +2 位作者 巩春志 刘启明 田修波 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期306-315,共10页
冷喷涂制备碳化硅颗粒增强铝基复合涂层在材料防护领域展现出广阔的应用前景,但目前单一尺度增强相对复合涂层性能的强化作用有限。为了进一步增强复合涂层力学性能,采用微米+纳米双尺度增强相模式,通过纳米颗粒的加入进一步增强SiC颗... 冷喷涂制备碳化硅颗粒增强铝基复合涂层在材料防护领域展现出广阔的应用前景,但目前单一尺度增强相对复合涂层性能的强化作用有限。为了进一步增强复合涂层力学性能,采用微米+纳米双尺度增强相模式,通过纳米颗粒的加入进一步增强SiC颗粒对复合涂层的各自尺度优势和耦合效应,制备出综合性能优异的复合涂层,从而满足对其强度、耐磨性等性能的综合要求。通过高压冷喷涂技术设计并制备微纳米SiC/6061Al复合涂层,系统研究微纳米增强复合涂层制备及微观组织及性能变化。结果表明:冷喷涂可实现微纳米双尺度SiC/6061Al复合涂层的制备,所制备SiC/Al纳米复合涂层组织致密,微米及纳米级SiC弥散分布在6061Al基体之上;相比于单一微米增强SiC/6061Al复合涂层,纳米颗粒SiC颗粒对6061Al基体有明显强化作用,冷喷涂微纳米增强SiC/6061Al复合涂层的硬度相比微米增强SiC/6061Al复合涂层提高了14%,且耐磨损性能明显增强,磨损率降低了41.92%。随着气体压力逐渐增大,微纳米增强SiC/6061Al复合涂层的硬度逐渐升高,磨损率逐渐降低。当气体压力达到5 MPa时,磨损率降低到3.0919×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。所提出的冷喷涂制备双尺度SiC/6061Al复合涂层方可为未来碳化硅颗粒增强铝基复合涂层的应用提供数据支持。 展开更多
关键词 高压冷喷涂 微纳米增强SiCp/6061Al复合涂层 气体压力
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C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的快速成型及其烧蚀性能
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作者 陈意高 姚熹 +2 位作者 王凯杰 王坤杰 张光喜 《材料导报》 北大核心 2025年第12期74-78,共5页
为提高C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的制备效率,通过料浆涂刷法和高温预氧化处理在C/C复合材料表面制备了ZrSi_(2)-ZrC-HfC陶瓷涂层,研究了预氧化处理对涂层微观结构、涂层烧蚀性能的影响。结果表明,与未预氧化涂层相比,高温预氧化处... 为提高C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的制备效率,通过料浆涂刷法和高温预氧化处理在C/C复合材料表面制备了ZrSi_(2)-ZrC-HfC陶瓷涂层,研究了预氧化处理对涂层微观结构、涂层烧蚀性能的影响。结果表明,与未预氧化涂层相比,高温预氧化处理生成的液态SiO_(2)相可填充涂层内部孔隙,通过粘合陶瓷颗粒提升涂层致密度,从而提高涂层的抗冲刷烧蚀性能。在热流密度为3 200 kW/m^(2)的氧乙炔火焰中考核30 s、60 s和90 s,氧化层均保持结构完整;在预氧化处理中生成的SiO_(2)相粘合涂层,防止涂层在烧蚀初期因结合不紧密而脱落;同时在烧蚀过程中生成的SiO_(2)相通过吸热挥发,降低表面温度,为涂层提供热防护。烧蚀90 s后的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.837μm/s和0.364 mg/s。该方法操作简便,制备效率高,是一种适用于不同结构尺寸C/C复合材料表面不同类型超高温陶瓷涂层的制备技术。 展开更多
关键词 超高温陶瓷涂层 C/C复合材料 快速制备 预氧化 料浆涂刷法
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超音速火焰喷涂金刚石/Ni60复合涂层的耐磨性能
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作者 周昊东 刘洪军 +2 位作者 叶建中 曹驰 张雷 《表面技术》 北大核心 2025年第11期252-263,共12页
目的通过在超音速火焰喷涂(HVAF)的Ni60涂层制备中引入镀镍金刚石,并优化摩擦副材料,以提升涂层的耐磨性,延长锁渣阀的使用寿命。方法采用HVAF技术制备了不同镀镍金刚石质量分数的金刚石/Ni60复合涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射... 目的通过在超音速火焰喷涂(HVAF)的Ni60涂层制备中引入镀镍金刚石,并优化摩擦副材料,以提升涂层的耐磨性,延长锁渣阀的使用寿命。方法采用HVAF技术制备了不同镀镍金刚石质量分数的金刚石/Ni60复合涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和能谱分析等手段对涂层的微观结构和物相进行分析。通过往复摩擦磨损实验,评估涂层的耐磨性,研究不同摩擦副条件下的磨损行为。结果采用HVAF超音速火焰喷涂工艺可以制备得到完整且结合良好的金刚石/Ni60复合涂层,金刚石颗粒均匀分布于Ni60合金相中,部分颗粒发生破碎。Ni60及3种金刚石/Ni60复合涂层的孔隙率分别为0.647%、0.962%、0.913%、1.555%。4种涂层在氧化铝磨球下的相对磨损量分别为0.06、4.61、4.54、16.2,而在氮化硅磨球下的相对磨损量分别为0.01、1.33、2.50、0.33。在氧化铝和氮化硅磨损条件下,摩擦因数曲线均呈现先增加后减小的趋势。结论适量金刚石的加入,显著提高了涂层的硬度和耐磨性,但金刚石的含量过高会导致涂层的孔隙率增大,从而降低涂层的耐磨性能。在金刚石的质量分数为37.5%时,金刚石/Ni60复合涂层的耐磨性能最佳。氮化硅作为配套密封面材料,与复合涂层具有更好的兼容性。氮化硅-金刚石/Ni60复合涂层的磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损及一定的疲劳磨损。氧化铝-金刚石/Ni60复合涂层的磨损机制主要是磨粒磨损和少许黏着磨损,以及一定的疲劳磨损。 展开更多
关键词 锁渣阀 复合涂层 NI60 镀镍金刚石 超音速火焰喷涂 摩擦磨损性能
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