热障涂层材料制备技术的研究进展及失效分析 被引量：10

1

作者 高元明 马文 +6 位作者 冯雪英 刘炯 白玉 李扬扬 李浙锋 李荣星 余力 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第2期248-268,共21页

热障涂层具有良好的隔热效果和抗高温氧化性能,应用于航空发动机可以显著提高高温部件的使用温度和寿命。先进航空发动机的发展对热障涂层陶瓷面层材料的防护效果和使用寿命提出了更高的要求。综述了先进航空发动机热障涂层体系的研究进... 热障涂层具有良好的隔热效果和抗高温氧化性能,应用于航空发动机可以显著提高高温部件的使用温度和寿命。先进航空发动机的发展对热障涂层陶瓷面层材料的防护效果和使用寿命提出了更高的要求。综述了先进航空发动机热障涂层体系的研究进展,对近年来国内外热障涂层的陶瓷层和粘结层材料体系、制备技术进行了详细介绍,对涂层失效进行了分析,展望了下一代高性能航空发动机热障涂层的研究和应用前景。 展开更多

关键词 航空发动机 热障涂层 制备技术 陶瓷材料 稀土

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氟硒双掺羟基磷灰石涂层体外矿化性能及抗菌性能研究

2

作者 王家琪 白玉 +2 位作者 李婷 高元明 马文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期210-218,共9页

目的制备一种具有抗菌能力和骨骼矿化能力的HA涂层,探究在Se/P(物质的量比)为0.15时,不同掺F量对涂层抗菌能力和矿化能力的影响。方法采用共沉淀法制备F、Se共掺羟基磷灰石悬浮液(Se-F-HA),经洗涤和过滤将其固含量调整至10%,通过悬浮液... 目的制备一种具有抗菌能力和骨骼矿化能力的HA涂层,探究在Se/P(物质的量比)为0.15时,不同掺F量对涂层抗菌能力和矿化能力的影响。方法采用共沉淀法制备F、Se共掺羟基磷灰石悬浮液(Se-F-HA),经洗涤和过滤将其固含量调整至10%,通过悬浮液等离子喷涂技术(SPS),在医用金属钛表面沉积Se-F-HA涂层,通过XRD、XPS、SEM-EDS对涂层进行表征。以体外矿化实验和抗菌实验评价涂层矿化能力和抗菌能力。结果XRD表明3种涂层均为HA相,F、Se并未引起HA相变;EDS和XPS表明F、Se成功进入HA晶格,元素并未发生明显氧化。矿化实验表明,随着掺F量的增加,涂层失重减少,形成矿化层速率加快,磷灰石密度增加。矿化5 d后Se-1.5FHA涂层增重0.013 g/cm^(2),矿化后3种涂层Ca/(Se+P)(物质的量比)值均高于1.67,表明涂层表面吸附Ca^(2+)、PO_(4)^(3-),形成Ca/P(物质的量比)大于1.67的磷灰石层。抗菌实验表明,Se-F-HA涂层对细菌增殖起到明显的抑制作用。结论F、Se可以促进HA涂层的矿化,F可以有效降低SeHA溶解度。Se-FHA涂层对金黄色葡萄球菌的增殖起到明显抑制作用,相较于HA组,Se-1.5FHA组细菌数量下降了近2个数量级,为骨缺损提供了具有良好抗菌能力和骨骼矿化能力的材料。 展开更多

关键词 生物涂层 氟硒双掺羟基磷灰石 矿化性能 矿化过程 抗菌性能 悬浮液等离子喷涂

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悬浮液等离子喷涂制备Y_(2)O_(3)涂层及耐等离子刻蚀性 被引量：4

3

作者 马文 申喆 +3 位作者 刘琪 高元明 白玉 李荣星 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期929-936,共8页

随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相... 随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相组成、力学性能、显微形貌和介电强度等的影响;在CF4/Ar/O_(2)氟等离子体环境中对Y_(2)O_(3)涂层分别刻蚀30、60、120 min后,分析了Y2O3涂层微观孔隙率对刻蚀速率的影响。最优工艺1(喷涂距离80 mm、送液速率35 mL/min、雾化气流速15 L/min、横向移枪速率700 mm/s、纵向移动步进1 mm/step)制备的Y2O3涂层的显微硬度为(3.78±0.36)GPa,孔隙率为(2.35±0.24)%,结合强度为(36.0±3.6)MPa,介电强度为(29.74±2.01)kV/mm。在CF4/Ar/O_(2)组成的混合等离子气体中,Y_(2)O_(3)涂层发生物理和化学反应,Ar+对涂层强烈冲击、轰击诱导,使表面化学键断裂;CF_(2)^(*)和F^(*)使Y_(2)O_(3)不断被刻蚀,生成的YF3附着在涂层表面;同时Ar+不断对涂层表面进行物理冲击,去除YF3层,少量残余在涂层表面的YF3被氧化形成了YOF,最终导致涂层刻蚀率低至(11.48±5.21)nm/min。高致密性、低孔隙率、高均匀性的Y_(2)O_(3)涂层可以有效提高零件的耐等离子刻蚀性能,对半导体工业具有重要意义。 展开更多

关键词 悬浮液等离子喷涂 Y_(2)O_(3)涂层 孔隙率 耐等离子刻蚀性

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单相双稀土改性SrZrO_3热障涂层的热物理性能 被引量：5

4

作者 马伯乐 马文 +3 位作者 黄威 白玉 贾瑞灵 董红英 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期394-400,共7页

由于SrO和ZrO_2的蒸气压不同,造成等离子喷涂SrZrO_3涂层组分偏离原始粉末化学计量比,从而导致制备态涂层中出现第二相ZrO_2。为了获得高相稳定性的单相涂层,实验采用固相合成法合成并经过喷雾造粒制备了双稀土改性Sr过量Sr ZrO3(Sr_(1.... 由于SrO和ZrO_2的蒸气压不同,造成等离子喷涂SrZrO_3涂层组分偏离原始粉末化学计量比,从而导致制备态涂层中出现第二相ZrO_2。为了获得高相稳定性的单相涂层,实验采用固相合成法合成并经过喷雾造粒制备了双稀土改性Sr过量Sr ZrO3(Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05))热喷涂粉末,采用大气等离子喷涂方法制备了相应的涂层,研究了单相双稀土改性SrZrO_3热障涂层的热物理性能及其热循环寿命。研究结果表明,制备态Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)涂层中无第二相产生, 1600℃热处理360 h后Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)保持单相SrZrO_3结构,高温相稳定性良好。Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)涂层的烧结系数为7.27×10–6 s–1,热处理360 h后该涂层的热膨胀系数为(9.0～11.0)×10–6 K–1(200～1400℃),热导率为2.83 W/(m?K)(1000℃)。Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)/YSZ双层涂层的火焰循环次数为1000次,失效区域主要发生在Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)陶瓷层内。在喷涂粉末中增加SrO的含量能够弥补在大气等离子喷涂过程中Sr元素过量挥发的问题,成功制备了单相双稀土改性Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)热障涂层。双稀土掺杂能够明显提高涂层的热膨胀系数,且单相双稀土改性Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)涂层的抗烧结性能明显优于SrZrO_3涂层,但单相Sr_(1.1)(Zr_(0.9)Yb_(0.05)Gd_(0.05))O_(3.05)涂层热导率比含有第二相的SrZrO_3涂层高。 展开更多

关键词 热障涂层 SrZrO3 热膨胀 热导率

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纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层及其抗高温腐蚀性能 被引量：6

5

作者 刘晓明 杨月红 +1 位作者 韩吉伟 托娅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2245-2252,共8页

制备纳米金属间化合物Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并测试其抗腐蚀性能,为利用热喷涂技术治理火电站易损部件腐蚀问题提供有效手段。运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒;运用高速火焰喷涂方法,... 制备纳米金属间化合物Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并测试其抗腐蚀性能,为利用热喷涂技术治理火电站易损部件腐蚀问题提供有效手段。运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒;运用高速火焰喷涂方法,在结构材料表面制备出了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层,对比测试了微米、纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗高温腐蚀性能,分别采用抛物线型和幂函数型对腐蚀动力学曲线进行拟合。纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂材料的粒径由原始的50nm团聚到最终的114~178μm,团聚后的纳米颗粒呈圆形或椭圆形,各成分比例保持原始比例,团聚颗粒内部仍然保持纳米粉体状态;纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层表面致密、铺展均匀,截面元素过渡平缓、层片细小;运用幂函数方程对腐蚀动力学曲线的拟合效果更好。通过对腐蚀动力学拟合方程进行求导运算可推算出各复合涂层的腐蚀速率。团聚后的纳米颗粒满足热喷涂材料的相关要求,纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗高温腐蚀性能显著高于微米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层。纳米Al、Cr优先氧化生成具有保护作用的氧化膜机理解释了纳米涂层抗高温腐蚀性能优异的原因。 展开更多

关键词 纳米 Fe-Al/Cr3C2 复合涂层 团聚造粒 高温腐蚀

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纳米Fe-Al/Cr3C2复合涂层的抗电化学腐蚀性能 被引量：2

6

作者 刘晓明 马文 +2 位作者 闫侯霞 杨月红 韩吉伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1950-1959,共10页

研究纳米Fe-Al/Cr 3C 2复合涂层的抗电化学腐蚀性能,确定纳米Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒加入量的最佳值。采用三电极系统,对微米Fe-Al/Cr 3C复合涂层、纳米Fe-Al/Cr 3C 2和分别添加了5%,10%,15%纳米Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒的系列复合涂层抗... 研究纳米Fe-Al/Cr 3C 2复合涂层的抗电化学腐蚀性能,确定纳米Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒加入量的最佳值。采用三电极系统,对微米Fe-Al/Cr 3C复合涂层、纳米Fe-Al/Cr 3C 2和分别添加了5%,10%,15%纳米Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒的系列复合涂层抗电化学腐蚀性能进行测试;利用Zview软件拟合交流阻抗谱,从定性到定量拟合对纳米Fe-Al/Cr 3C 2系列复合涂层的电化学腐蚀行为进行分析;利用扫描电子显微镜观察腐蚀后涂层表面形貌。添加了5%纳米Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒的复合涂层自腐蚀电位为-0.775 V,自腐蚀电流为0.280 mA/cm 2,与其它涂层相比抗电化学腐蚀性能最优;此处添加的5%纳米级Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒的复合涂层的特征主要以均匀腐蚀性为主,而其它Fe-Al/Cr 3C 2复合涂层都表现为一定的局部腐蚀特性。Fe-Al/Cr 3C 2复合涂层本身的抗电化学腐蚀特性会受到Fe-Al/Cr 3C 2团聚颗粒的影响而存在改善的价值。加入量低于最佳值时,涂层因表面质量没有得到改善而抗电化学腐蚀性能较低;加入量高于最佳值时,涂层因表面高活性而导致抗电化学腐蚀性能较低。 展开更多

关键词 纳米材料 Fe-Al/Cr 3C 2 复合涂层 抗电化学腐蚀

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超音速火焰喷涂制备Cr涂层及其高温氧化性能 被引量：3

7

作者 申晓凤 黄娇 +4 位作者 李志康 王全伟 樊立峰 马文 张鹏省 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期412-421,共10页

目的探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1200℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描... 目的探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1200℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究Cr涂层氧化前后的结构和显微组织。采用划痕法测试涂层与基体结合力。采用金相显微镜(OM)观察划痕形貌。结果采用HVOF技术可以在锆合金基体上制备的涂层主要为体心立方结构的金属Cr同时含有约21.9%密排六方结构(HCP)的Cr_(2)O_(3)。抛光可以减少Cr_(2)O_(3)至约10.1%。涂层由层状结构、未熔颗粒和少量孔隙组成。Cr_(2)O_(3)主要分布在层状结构中,未熔颗粒形成的不规则块状结构基本不含氧,主要为金属Cr。涂层与基体的结合力为77~94 N。喷涂工艺参数为煤油流量23 L/h、氧气流量880 L/h、喷涂距离330 mm的涂层样品结合力最高,为94 N。在1200℃空气中氧化30 min后,涂层靠近基体界面处形成11~14μm厚的连续致密层,而靠近界面处的基体衬度变暗,能谱信息显示含有Cr,因此判断该区域为Zr-Cr过渡层,厚度约为5μm,说明存在基体与涂层的互扩散层,且Zr向涂层的扩散速率明显大于Cr向基体的扩散速度。有Cr涂层的Zr基体没有发生氧化,涂层内部也基本没有氧化,而没有涂层覆盖的基体氧化层厚度在120μm以上。结论采用HVOF可以在锆合金表面制备出结构致密、与基体结合紧密且抗高温氧化性能优良的金属Cr涂层。 展开更多

关键词 核电 超音速火焰喷涂 Cr涂层 高温氧化性能

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悬浮液等离子喷涂制备FHA/CS复合涂层 被引量：1

8

作者 周生健 白玉 +2 位作者 迟柏祥 尹雪 马文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期340-346,共7页

目的采用悬浮液等离子喷涂技术(SPS)在纯钛表面制备氟代羟基磷灰石/硅酸钙(FHA/CS)生物复合涂层。方法利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对复合涂层的物相组成、组织结构和显微形貌进... 目的采用悬浮液等离子喷涂技术(SPS)在纯钛表面制备氟代羟基磷灰石/硅酸钙(FHA/CS)生物复合涂层。方法利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对复合涂层的物相组成、组织结构和显微形貌进行分析。通过动电位极化测试和体外生物活性测试,分析复合涂层在模拟体液(SBF)中的腐蚀行为和类骨磷灰石形成能力。通过电感耦合等离子体光谱仪(ICP)分析涂层中Ca^2+的释放行为,评估复合涂层的化学稳定性。采用划痕法表征涂层的结合强度。结果SPS制备的复合涂层具有粗糙的表面和层片堆叠结构。涂层中FHA和CS两相分布均匀,结晶性良好。复合涂层临界载荷达到111.43N,比单一FHA涂层提高62.5%。与纯钛相比,涂层样品具有较高的腐蚀电位(Ecorr)和较低的腐蚀电流密度(Jcorr)。在SBF溶液中浸泡3天,涂层样品表面被类骨磷灰石完全覆盖。ICP结果表明,复合涂层中Ca^2+释放速率低于单一CS涂层。结论通过SPS在纯钛表面制备的FHA/CS复合涂层具有良好的生物活性、耐腐蚀性能和与基体的结合强度,复合涂层中FHA组分的存在有利于提高涂层的化学稳定性。 展开更多

关键词 氟代羟基磷灰石 硅酸钙 悬浮液等离子喷涂 化学稳定性 结合强度 体外生物活性

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HVOF制备铁基非晶涂层及其耐磨耐腐蚀性能 被引量：5

9

作者 杨曦 马文 +5 位作者 韩继鹏 黄威 李英杰 杨挺 张景新 刘颖 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2019年第5期619-623,共5页

非晶态合金是远离平衡态、结构无序的固体物质,其原子是长程无序的,不存在晶体材料的晶界、偏析等缺陷,表现出各向同性,组织结构均一,因此具有髙硬度、优良的耐磨、耐腐蚀性能。通过超音速火焰喷涂(HVOF)制备了一种元素组成为Fe51.1Cr18... 非晶态合金是远离平衡态、结构无序的固体物质,其原子是长程无序的,不存在晶体材料的晶界、偏析等缺陷,表现出各向同性,组织结构均一,因此具有髙硬度、优良的耐磨、耐腐蚀性能。通过超音速火焰喷涂(HVOF)制备了一种元素组成为Fe51.1Cr18.1Mo30.8的非晶涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪、磨粒磨损试验机等对涂层的微观形貌、结构特征、元素组成、显微硬度以及耐磨损性能进行了研究。结果表明,涂层孔隙率较低(约1.2%),非晶相含量为94.8%,硬度为1159 HVo.2,远高于316L不锈钢基体,涂层同时也具有比基体更好的耐磨性能。通过同步热分析仪(DSC)进行特征温度表征和热稳定性分析。结果表明,涂层具有良好的热稳定性。通过电化学工作站分析了非晶涂层在不同介质中的钝化行为,并与不锈钢进行对比。结果表明,与不锈钢相比,非晶涂层具有钝化区间宽,抗钝化膜破裂能力强的特点。 展开更多

关键词 HVOF 非晶涂层 耐磨耐腐蚀 钝化

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基于磁粉纹法与Ansoft-Maxwell模拟法快速探究平面阴极靶的磁场分布 被引量：1

10

作者 王誉 娄树普 +1 位作者 辛博 张茂彩 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期307-312,319,共7页

利用磁粉纹法结合少量的磁场实测值确定了平面阴极靶内永磁体的位置、分布及尺寸,结合阴极靶的其他主要结构参数,进一步建立了阴极靶的磁场计算模型。利用Ansoft-Maxwell软件模拟了该阴极靶整体、重要截面、重要路径的磁场大小和磁场矢... 利用磁粉纹法结合少量的磁场实测值确定了平面阴极靶内永磁体的位置、分布及尺寸,结合阴极靶的其他主要结构参数,进一步建立了阴极靶的磁场计算模型。利用Ansoft-Maxwell软件模拟了该阴极靶整体、重要截面、重要路径的磁场大小和磁场矢量的分布及其变化规律,利用高斯计实测了靶材表面重要路径不同方向上的磁场分量。通过模拟值与实测值的对比表明:模拟计算出的靶面磁场与实测磁场的误差在5%以内,进一步说明利用磁粉纹法结合磁场模拟的方式可以较为准确和快速地预测未知平面磁控溅射阴极靶的磁场分布。 展开更多

关键词 磁粉纹法 Ansoft-Maxwell 磁场分布 仿真模拟 阴极靶

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高红外辐射材料研究与应用进展 被引量：4

11

作者 李扬扬 马文 +3 位作者 李敏 李浙锋 张相龙 白玉 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第1期17-31,共15页

高红外辐射材料在节能、热防护和散热领域具有重要应用,开展高红外辐射材料研究成为当前学者研究的重要课题。针对高红外辐射材料的性能特点,介绍了其在节能、热防护和散热应用的理论和高红外辐射性能的实现及研究现状。目前,高红外辐... 高红外辐射材料在节能、热防护和散热领域具有重要应用,开展高红外辐射材料研究成为当前学者研究的重要课题。针对高红外辐射材料的性能特点,介绍了其在节能、热防护和散热应用的理论和高红外辐射性能的实现及研究现状。目前,高红外辐射材料在性能、耐久性、经济性和适用性方面仍有待进一步提高。有必要在理论基础、制备工艺、稳定性、制备成本、多功能性与辐射性的统筹协调等方面开展深入研究。 展开更多

关键词 高红外辐射率 节能 热防护 散热 日间被动辐射冷却

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稀土对AZ91镁合金腐蚀行为的影响 被引量：12

12

作者 付晓雨 贾瑞灵 +3 位作者 张贵龙 李丹 马文 郭锋 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1798-1808,共11页

将质量分数0.3%、0.9%稀土Y以及0.4%、1.0%(La,Ce)混合稀土分别添加到AZ91镁合金中,采用扫描电子显微镜(SEM)、扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)以及电化学测试技术研究镁合金的腐蚀行为。采用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)测定腐蚀产... 将质量分数0.3%、0.9%稀土Y以及0.4%、1.0%(La,Ce)混合稀土分别添加到AZ91镁合金中,采用扫描电子显微镜(SEM)、扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)以及电化学测试技术研究镁合金的腐蚀行为。采用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)测定腐蚀产物膜的组成和结构,明确不同类型、不同含量的稀土对AZ91镁合金腐蚀行为的影响规律。结果表明:两种稀土均可以减缓AZ91镁合金的腐蚀速率,提高合金的耐蚀性。不同类型稀土对AZ91镁合金腐蚀行为影响的差异一方面取决于析出相与基体之间的电势差,另一方面与稀土对镁合金组织结构及表面膜的影响机制有关。稀土La在腐蚀过程中参与生成的腐蚀产物增加了合金的表面膜的完整性,但表面膜的钝化能力不及含Y镁合金产生的钝化作用,稀土Y降低合金中β-Mg_(17)Al_(12)相的质量分数,减弱了其与镁基体的微电偶腐蚀作用。稀土Y提高AZ91镁合金耐蚀性的作用比(La,Ce)混合稀土更为明显。添加0.9%Y镁合金比添加0.3%Y镁合金的腐蚀速率更低、耐蚀性更好。添加0.4%(La,Ce)混合稀土的镁合金与添加1.0%(La,Ce)混合稀土镁合金的耐蚀性相差不大。 展开更多

关键词 稀土 AZ91镁合金 显微组织 电化学 腐蚀

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稀土对AZ91镁合金干/湿循环腐蚀产物及阻抗行为的影响 被引量：7

13

作者 赵曦 贾瑞灵 +1 位作者 周伟光 郭锋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期41-50,共10页

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)研究添加(La,Ce)混合稀土前后AZ91镁合金在融雪剂溶液中经历干/湿交替循环腐蚀后腐蚀产物的组成和结构。结果表明:未添加(La,Ce)混合稀土的AZ91镁合金的腐蚀产物主要由Mg(OH)_2,MgO,Ca... 采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)研究添加(La,Ce)混合稀土前后AZ91镁合金在融雪剂溶液中经历干/湿交替循环腐蚀后腐蚀产物的组成和结构。结果表明:未添加(La,Ce)混合稀土的AZ91镁合金的腐蚀产物主要由Mg(OH)_2,MgO,CaCO_3及Mg_6Al_2CO_3(OH)_(16)·4H_2O组成;而添加混合稀土的AZ91镁合金表面生成了(La,Ce)AlO_3等含稀土元素的腐蚀产物,同时腐蚀产物出现致密层。不同周期干/湿交替循环腐蚀的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,添加(La,Ce)混合稀土的镁合金在相同腐蚀周期的阻抗谱幅值均高于AZ91镁合金的阻抗谱幅值,稀土的添加有助于降低阻抗谱的弥散效应,表明(La,Ce)混合稀土可以提高AZ91镁合金在干/湿交替腐蚀环境中的耐蚀性和腐蚀产物膜的稳定性。 展开更多

关键词 AZ91镁合金 稀土 腐蚀 干/湿交替 电化学阻抗

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微弧氧化膜对7A52铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀不均匀性的影响 被引量：4

14

作者 郝利新 贾瑞灵 +2 位作者 张慧霞 翟熙伟 陈芙蓉 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期145-150,I0008,共7页

7A52铝合金搅拌摩擦焊接头焊核区由于发生动态再结晶,晶粒比较细小,组织呈现"洋葱环"分布,热力影响区的组织沿塑性流动方向分布,热影响区晶粒尺寸发生了明显的长大.接头组织不均匀导致不同区域的腐蚀行为不同.结果表明,没有... 7A52铝合金搅拌摩擦焊接头焊核区由于发生动态再结晶,晶粒比较细小,组织呈现"洋葱环"分布,热力影响区的组织沿塑性流动方向分布,热影响区晶粒尺寸发生了明显的长大.接头组织不均匀导致不同区域的腐蚀行为不同.结果表明,没有微弧氧化膜时,母材的致钝电流远小于焊核区及热(力)影响区,更容易钝化;当微弧氧化膜的厚度为50μm,母材的致钝电流小于焊核区及热(力)影响区,较薄的微弧氧化膜对接头腐蚀不均匀性的改善作用不明显;当微弧氧化膜的厚度为70μm时,接头不同区域钝化特征接近,微弧氧化膜有助于减小接头组织不均匀对接头不同区域的腐蚀不均匀的影响. 展开更多

关键词 7A52铝合金 搅拌摩擦焊 腐蚀 微弧氧化

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石墨烯浓度对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响 被引量：3

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作者 杜培 闫淑芳 +2 位作者 陈伟东 李世江 马文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1175-1180,共6页

在Na5P3O10-KOH-Na2EDTA电解液中,以石墨烯为添加剂,在恒压模式下对ZrH1.8表面进行微弧氧化处理。采用涂层划痕仪测试陶瓷层与基体的结合力,通过真空脱氢实验来评价陶瓷层的阻氢性能。电解液中添加石墨烯后,ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层均... 在Na5P3O10-KOH-Na2EDTA电解液中,以石墨烯为添加剂,在恒压模式下对ZrH1.8表面进行微弧氧化处理。采用涂层划痕仪测试陶瓷层与基体的结合力,通过真空脱氢实验来评价陶瓷层的阻氢性能。电解液中添加石墨烯后,ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层均由内层致密层和外层疏松层构成,XRD图谱显示,所制陶瓷层主要由M-ZrO2和T-ZrO2相组成。随着石墨烯浓度的增加,陶瓷层的氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor, PRF)呈先增大后减小的趋势。当石墨烯浓度为0.10 g/L时,陶瓷层的厚度约为66.5μm,表面孔洞和裂纹较少,陶瓷层较致密, PRF值为13.2,阻氢性能较好。 展开更多

关键词 氢化锆 微弧氧化 石墨烯 陶瓷层 阻氢性能

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稀土元素Ce、Y在Mg-Mn-RE镁合金腐蚀中的作用及其差异 被引量：3

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作者 王熠玮 郭锋 +2 位作者 胡文鑫 刘亮 赵学平 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期232-240,264,共10页

目的探究Ce、Y稀土元素在Mg-Mn-RE镁合金腐蚀中的作用及其差异。方法制备不同稀土含量的Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金,采用在NaCl溶液中浸泡的方法,考察合金的腐蚀性能及腐蚀类型。测试合金的电化学性质,分析合金的腐蚀与缓蚀机制。基于合金... 目的探究Ce、Y稀土元素在Mg-Mn-RE镁合金腐蚀中的作用及其差异。方法制备不同稀土含量的Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金,采用在NaCl溶液中浸泡的方法,考察合金的腐蚀性能及腐蚀类型。测试合金的电化学性质,分析合金的腐蚀与缓蚀机制。基于合金显微组织的变化,讨论Ce、Y元素在合金腐蚀中的作用及其差异。结果Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金的腐蚀率随浸泡时间的增加而减小。当Ce、Y的质量分数分别为1.0%和0.5%时,合金的腐蚀质量损失最小。Mg-Mn-Ce合金中的Ce几乎全部形成了Mg_(12)Ce化合物,并以共晶体的形式分布于晶界,合金优先在晶界发生微电偶腐蚀,表现出典型的晶间腐蚀形貌。随着Ce含量的提高,Mg-Mn-Ce合金的微电偶腐蚀加剧。Mg-Mn-Y合金以基体的阳极溶解为主,基体从固溶应力较大的腐蚀活性点优先开始腐蚀,合金表现出带有微坑的均匀腐蚀形貌。随着Y含量的提高,Mg-Mn-Y合金的阳极溶解腐蚀加快。Ce、Y元素能提高合金的膜电阻和电荷转移电阻,但Ce和Y分别在提高膜电阻和电荷转移电阻方面具有更明显的作用,且分别通过提高腐蚀产物膜的致密性和固溶体的电位对合金的腐蚀产生减缓作用。结论Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金的显微组织以及Ce、Y在合金腐蚀中的作用不同,导致合金的腐蚀和缓蚀机制存在明显的差别。 展开更多

关键词 Mg-Mn-RE镁合金 稀土Ce和Y 显微组织 腐蚀性能 腐蚀类型 腐蚀与缓蚀机制

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高温低红外辐射表面材料研究进展 被引量：6

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作者 李恩博 高元明 +3 位作者 张鹏 闫淑芳 白玉 马文 《航空制造技术》 2020年第17期22-28,共7页

高温环境严重影响了军用飞机的红外隐身性能,开展高温低红外辐射表面材料研究成为当前军用飞机隐身研究的重要课题。针对当前高温环境对低红外辐射表面材料的性能要求,介绍了可用于高温环境使用的金属类表面材料、无机氧化物类表面材料... 高温环境严重影响了军用飞机的红外隐身性能,开展高温低红外辐射表面材料研究成为当前军用飞机隐身研究的重要课题。针对当前高温环境对低红外辐射表面材料的性能要求,介绍了可用于高温环境使用的金属类表面材料、无机氧化物类表面材料和光子晶体类表面材料的研究和发展状况。目前低红外辐射材料在提高材料耐热性能和降低红外辐射率方面距离实际应用仍存在一定差距,涂层制备方法和高温作用对于涂层性能的影响还需要充分研究。有必要在理论基础、制备工艺、耐热性与辐射性的统筹协调等方面开展深入研究。 展开更多

关键词 高温红外辐射 表面材料 低红外辐射率 耐高温性 红外隐身

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CeO_2对ZrH_(1.8)表面微弧氧化复合陶瓷层结构的影响 被引量：2

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作者 李世江 闫淑芳 +4 位作者 钟学奎 陈伟东 杜培 杨少辉 马文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期279-284,共6页

目的利用微弧氧化表面处理技术,通过改变电解液成分,在ZrH_(1.8)表面原位制得一层致密的复合陶瓷层。方法通过在电解液中添加CeO_2颗粒,采用恒压模式对氢化锆(ZrH_(1.8))表面进行微弧氧化处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD... 目的利用微弧氧化表面处理技术,通过改变电解液成分,在ZrH_(1.8)表面原位制得一层致密的复合陶瓷层。方法通过在电解液中添加CeO_2颗粒,采用恒压模式对氢化锆(ZrH_(1.8))表面进行微弧氧化处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、涂层测厚仪、涂层附着力自动划痕仪,分析陶瓷层表面和截面形貌、相结构、厚度及其与基体的结合力,通过Archimedes排水法对所制备陶瓷层的致密性进行定量分析。结果 CeO_2颗粒的添加有利于陶瓷层的生长,与不添加CeO_2颗粒所制得的陶瓷层相比,加入CeO_2后,陶瓷层的厚度有所增加,陶瓷层与基体的结合力由81 N增大至104 N。XRD分析表明,陶瓷层中出现CeO_2特征峰,可知CeO_2在微弧氧化过程中成功地吸附在陶瓷层表面。不添加CeO_2时,陶瓷层的孔隙率为14.22%;添加CeO_2后,陶瓷层的孔隙率降低至5.79%。结论 CeO_2颗粒的加入可有效提高基体ZrH_(1.8)与陶瓷层的结合力,降低了陶瓷层的孔隙率,使氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性得到改善。 展开更多

关键词 ZrH1.8 微弧氧化 CEO2 陶瓷层 孔隙率

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直流磁控溅射膜厚分布实测与数值模拟研究 被引量：2

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作者 王誉 张茂彩 +2 位作者 辛博 崔红兵 娄树普 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期37-45,共9页

基于直流磁控溅射的基本原理,通过对小圆形磁控溅射平面靶的特点分析,建立了磁控溅射系统的几何模型,推导出了膜厚分布的数学理论模型。借助MATLAB数学软件,计算了不同靶基距下膜厚分布的理论数据,分析了靶基距变化时膜厚分布的特点。... 基于直流磁控溅射的基本原理,通过对小圆形磁控溅射平面靶的特点分析,建立了磁控溅射系统的几何模型,推导出了膜厚分布的数学理论模型。借助MATLAB数学软件,计算了不同靶基距下膜厚分布的理论数据,分析了靶基距变化时膜厚分布的特点。实测了两种不同靶基距下膜厚的分布,通过与理论数据的对比,验证了模型的可靠性。理论模型与实测数据的分析表明:随着靶基距的逐渐增大,膜厚的变化率减缓,膜层的平均厚度降低,膜厚分布的均匀性提高;在靶基距一定的情况下,增宽靶材的刻蚀区域会提高膜层厚度及其均匀性;基板上的膜厚分布大致呈现从中心到边缘逐渐变薄的趋势,膜层最厚的位置随着靶基距的增大,从靶材刻蚀最深处在基板上的投影位置,逐渐向基板中心转移。 展开更多

关键词 磁控溅射 理论模型 膜厚分布 靶基距 薄膜

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阶段占空比对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层性能的影响 被引量：1

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作者 杨少辉 闫淑芳 +3 位作者 李世江 陈伟东 杜培 马文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1112-1116,共5页

为了提高氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性及阻氢性能,采用恒压模式对氢化锆基体进行微弧氧化处理,在磷酸盐电解液体系下,研究阶段占空比分别为40%-50%-60%、50%-60%-40%和60%-50%-40%三种情况下陶瓷层的生长过程。利用扫描电子显微镜(... 为了提高氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性及阻氢性能,采用恒压模式对氢化锆基体进行微弧氧化处理,在磷酸盐电解液体系下,研究阶段占空比分别为40%-50%-60%、50%-60%-40%和60%-50%-40%三种情况下陶瓷层的生长过程。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪分析陶瓷层的形貌、相结构及厚度;通过真空脱氢实验评价不同阶段占空比模式下获得陶瓷层的阻氢性能。研究结果表明:不同阶段占空比模式下在ZrH1.8表面可制得厚度分别为162.6、175.9、158.7μm的氧化锆陶瓷层,且所制微弧氧化陶瓷层均由M-ZrO2、T-ZrO2以及Zr0.95Ce0.05O2三种物相组成,阶段占空比对陶瓷层物相组成无显著影响;阶段占空比为40%-50%-60%条件下,氢化锆表面所制陶瓷层厚度达到162.6μm,氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor,PRF)达到12.5,阻氢性能较佳。 展开更多

关键词 微弧氧化 氢化锆 占空比 陶瓷层

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