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AZ91-Ti复合材料表面微弧氧化/有机复合涂层防护性能研究
1
作者 谷永瑞 焦进超 +2 位作者 张津 连勇 郑开宏 《表面技术》 北大核心 2025年第15期56-68,共13页
目的研究AZ91-Ti表面MAO/有机复合涂层的长效防护性,以及其膜下腐蚀行为。方法在AZ91-Ti表面制备EP/PU和MAO/EP/PU等2种膜层,通过中性盐雾试验、电化学阻抗谱、划伤试验等系统对比研究涂层的性能,并分析涂层的失效机制。结果电化学测试... 目的研究AZ91-Ti表面MAO/有机复合涂层的长效防护性,以及其膜下腐蚀行为。方法在AZ91-Ti表面制备EP/PU和MAO/EP/PU等2种膜层,通过中性盐雾试验、电化学阻抗谱、划伤试验等系统对比研究涂层的性能,并分析涂层的失效机制。结果电化学测试结果显示,2种涂层的阻抗值均随着盐雾时间的延长而降低。然而,单一EP/PU涂层在720 h盐雾试验后出现明显鼓泡现象,而MAO/EP/PU复合涂层在960 h盐雾试验后无明显变化。单一EP/PU涂层的膜下腐蚀呈现横向扩展的局部腐蚀和丝状腐蚀特征,MAO涂层能够有效抑制腐蚀介质的横向扩散,从而显著提升复合涂层的耐久性。划伤试验结果表明,复合涂层体系下AZ91-Ti的腐蚀扩展面积与AZ91相当。结论MAO中间层通过机械互锁和化学稳定双重作用,显著提升了有机涂层的界面结合强度和腐蚀介质阻挡能力,有效提高了AZ91-Ti复合材料的长周期耐腐蚀性能,使其达到了同等防护下商用AZ91镁合金的水平,为AZ91-Ti的应用提供了有力支撑。 展开更多
关键词 Ti颗粒增强镁基复合材料 微弧氧化 空气喷涂 耐腐蚀 膜下腐蚀
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金属颗粒增强镁基复合材料制备技术及性能的研究进展
2
作者 肖璐 刘婷婷 +2 位作者 陈先华 郑开宏 潘复生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期151-164,共14页
镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能等特点,在汽车、电子、航空航天等领域有广阔的应用前景。本文综述了国内外金属颗粒增强镁基复合材料的研究进展,详细介绍了金属颗粒增强镁基复合材料常见制备方法的特点,分析了金属颗粒增强... 镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能等特点,在汽车、电子、航空航天等领域有广阔的应用前景。本文综述了国内外金属颗粒增强镁基复合材料的研究进展,详细介绍了金属颗粒增强镁基复合材料常见制备方法的特点,分析了金属颗粒增强镁基复合材料的界面结构和主要强韧化机理。最后,对金属颗粒增强镁基复合材料制备材料及工艺的发展进行了展望。 展开更多
关键词 金属颗粒 镁基复合材料 增强体 强化机理 界面结构
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AlWCrNiMo高熵涂层的阻扩散性能研究
3
作者 张浩 李小亚 +5 位作者 王禄越 苏一凡 唐鹏 任耀 黄宏军 石倩 《表面技术》 北大核心 2025年第2期127-136,共10页
目的解决NiAlHf涂层和镍基高温合金元素互扩散造成的抗氧化性能衰减问题。方法采用磁控溅射技术在NiAlHf涂层与镍基高温合金N5之间沉积一层AlWCrNiMo高熵涂层作为扩散阻挡层,通过静态高温氧化测试和表征分析来评估涂层性能。结果AlWCrN... 目的解决NiAlHf涂层和镍基高温合金元素互扩散造成的抗氧化性能衰减问题。方法采用磁控溅射技术在NiAlHf涂层与镍基高温合金N5之间沉积一层AlWCrNiMo高熵涂层作为扩散阻挡层,通过静态高温氧化测试和表征分析来评估涂层性能。结果AlWCrNiMo具有单一的面心立方晶体结构,结构致密且与N5基体、NiAlHf面层结合良好。在1100℃恒温氧化25 h后,无扩散障试样(NN)出现了连续的γ'-Ni3Al贫铝区,而有扩散障试样(NAN)的扩散阻挡层较好地抑制了这种扩散现象。NAN试样的互扩散区+二次反应区(IDZ+SRZ)宽度为19.2μm,远小于NN试样的30μm。然而随着氧化时间的延长,NAN试样的阻挡性能发生衰减。50 h之后NAN试样的二次反应区(SRZ)宽度大于NN试样;100 h后扩散障被逐渐消耗变薄,200 h时彻底分解。结论1100℃恒温氧化25 h后,AlWCrNiMo高熵扩散障明显减缓了元素扩散,氧化50 h后,高熵合金中分解的W和Mo元素在一定程度上促进了TCP相的析出。在氧化初期,NAN试样优先实现了暂态氧化铝到稳态氧化铝的转变,为基体提供了良好的保护,其增重明显小于单一NN试样。 展开更多
关键词 抗高温氧化涂层 AlWCrNiMo高熵涂层 阻扩散行为 抗氧化性能 氧化增重 元素互扩散
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铝-氮化硼粉末复合形式对大气等离子喷涂涂层组织及磨损性能的影响研究
4
作者 王玉江 潘王帅 +1 位作者 王旭东 杨焜 《表面技术》 北大核心 2025年第7期247-259,共13页
目的研究团聚型(Al-hBN)、镶嵌型(CuAl-hBN)、hBN包Al型(hBN/Al)和Al包hBN型(Al/hBN)等4种不同复合形式的粉末在焰流中的熔化行为,以及对涂层组织和性能的影响。方法采用胶黏团聚工艺制备粉末,采用XRD进行物相分析,采用SEM对粉体和涂层... 目的研究团聚型(Al-hBN)、镶嵌型(CuAl-hBN)、hBN包Al型(hBN/Al)和Al包hBN型(Al/hBN)等4种不同复合形式的粉末在焰流中的熔化行为,以及对涂层组织和性能的影响。方法采用胶黏团聚工艺制备粉末,采用XRD进行物相分析,采用SEM对粉体和涂层进行微观分析,采用倒置金相显微镜表征孔隙,采用洛氏硬度仪测量涂层的表面硬度,采用氮氧仪测量hBN烧损率,采用高温摩擦磨损试验机对可磨耗性能进行表征。结果Al-hBN粉末粒度较小,流动性较差;CuAl-hBN的粉末粒度较大,松装密度较高,流动性较好;hBN/Al粉末粒度大且均匀,球形度高,流动性极佳;Al/hBN粉末粒度分布范围宽,松装密度低,流动性较差。在喷涂过程中,Al-hBN粉末熔化充分,涂层的孔隙率较低,硬度较高;CuAl-hBN粉末中枝晶状Cu有效保护了hBN,使得涂层中hBN含量增加,且分布均匀;hBN/Al中的hBN烧损率高,含量降低,涂层中的未熔化颗粒较多;Al/hBN粉末中的hBN作为核心被保护,烧损率低,含量高。在可磨耗性能方面,CuAl-hBN涂层以叶片摩擦磨损为主,同时伴随着黏着磨损,其余3种涂层与TC4以黏着磨损为主。结论采用Al/hBN粉末制备的涂层质地软,孔隙率较小,hBN含量较高;在与TC4摩擦销对磨过程中,其黏附量最低,磨痕较平整,可磨耗性能优异。相关结果可为粉末及涂层制备工艺的优化提供有价值的参考,有助于提升涂层的性能和应用效果。 展开更多
关键词 铝-氮化硼 粉末粒径 复合形式 孔隙率 硬度 hBN烧损率 可磨耗性 大气等离子喷涂
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航发涡轮叶片热障涂层磨削厚度的视觉测量技术研究
5
作者 蔡振华 刘海宪 +3 位作者 陈廷样 邓春明 王超 牛少鹏 《航空制造技术》 北大核心 2025年第5期50-58,共9页
提出了一种基于三维点云处理的航空发动机涡轮叶片热障涂层厚度无损检测方法。利用线激光传感器采集叶片表面的三维点云数据,并通过点云剪裁、滤波和配准等步骤,消除点云噪声并减小叶片装夹误差。采用局部法向投影法计算喷涂和磨抛前后... 提出了一种基于三维点云处理的航空发动机涡轮叶片热障涂层厚度无损检测方法。利用线激光传感器采集叶片表面的三维点云数据,并通过点云剪裁、滤波和配准等步骤,消除点云噪声并减小叶片装夹误差。采用局部法向投影法计算喷涂和磨抛前后叶片点云与初始叶片基材点云之间的距离,从而确定涂层厚度。试验结果表明,该方法在热障涂层厚度无损检测领域具有良好的可行性和精确性。与金相显微镜测量值相比,3个样品喷涂后的涂层厚度平均相对误差分别为2.69%、2.54%和2.07%,磨抛后的平均相对误差分别为2.79%、2.66%和3.08%。此外,还分析了系统误差来源,包括点云采集误差、配准误差和厚度计算误差,并提出了相应的改进措施。研究表明,该方法适用涂层材料范围广,能够有效提升航空发动机涡轮叶片的检测效率和准确性。 展开更多
关键词 涡轮叶片 热障涂层(TBC) 三维点云处理 涂层厚度测量 无损检测
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Al/Mg/Al层状复合板微观组织及力学性能的研究
6
作者 贾济语 徐静 +5 位作者 冯晓伟 冯波 李健 向青春 郑开宏 潘复生 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期77-84,共8页
目的研究轧制压下量对Al/Mg/Al层状复合板组织及性能的影响规律,理清不同压下量下复合板界面、组织与力学性能的关系。方法在轧制温度为400℃时,对Al/Mg/Al层状复合板进行一道次轧制,轧制压下量为40%、50%、60%,采用扫描电子显微镜(SEM... 目的研究轧制压下量对Al/Mg/Al层状复合板组织及性能的影响规律,理清不同压下量下复合板界面、组织与力学性能的关系。方法在轧制温度为400℃时,对Al/Mg/Al层状复合板进行一道次轧制,轧制压下量为40%、50%、60%,采用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,对界面及微观组织进行观察,利用万能试验机对复合板进行力学性能测试表征。结果Al/Mg/Al层状复合板界面结合良好,无孔洞和金属间化合物生成。随着压下量的增加,Mg层晶粒组织更加均匀细小,晶粒尺寸为4.34μm,Al侧晶粒更加细长,Mg层和Al层的再结晶粒占比增大。随着压下量的增加,Al/Mg/Al层状复合板的抗拉强度和屈服强度逐渐增大,延伸率则与之相反。60%压下量复合板的最大抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为336 MPa、266 MPa、6.16%。随着压下量的增加,复合板抗弯强度逐渐降低,在最大抗弯强度下,50%和60%压下量复合板界面未发生分层,界面结合良好。随着压下量的增加,复合板的断裂模式由韧性断裂转变为韧性+解理的混合断裂模式。结论一道次轧制Al/Mg/Al层状复合板无金属间化合物生成,界面结合良好。相比于40%压下量复合板,60%压下量复合板抗拉强度和屈服强度分别提高了20.8%、18.7%。 展开更多
关键词 一道次热轧 Al/Mg/Al层状复合板 微观组织 力学性能
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熔渗铝致密化环境障涂层的抗热循环性能研究
7
作者 魏晓薇 董琳 +1 位作者 张小锋 杨冠军 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期125-133,共9页
环境障涂层(environmental barrier coatings,EBCs)是碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC CMCs)在航空发动机热端部件应用的关键,但在制备过程中EBCs难以避免地产生表面裂纹及孔隙,成为发动机环境水氧等腐蚀介质的快速扩... 环境障涂层(environmental barrier coatings,EBCs)是碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC CMCs)在航空发动机热端部件应用的关键,但在制备过程中EBCs难以避免地产生表面裂纹及孔隙,成为发动机环境水氧等腐蚀介质的快速扩散通道,因此,制备致密的EBCs是提高SiC_(f)/SiC复合材料抗腐蚀性能的关键。此外,为保证高低温循环服役条件下的持久性,EBCs需具备优异的抗热循环性能。采用熔渗铝封孔的方法获得致密化EBCs,研究了涂层在1050℃~室温热循环条件下的结构演变规律,揭示了致密化处理对涂层抗热循环性能的影响机制。结果表明,熔渗铝封孔法消除了喷涂态EBCs的表面裸露孔隙,并在表面形成镱铝石榴石(YbAG)原位反应层;在热循环过程中,喷涂态涂层内应力逐渐累积,致使纵向裂纹数量增多,裂纹间距减小;熔渗铝时的热处理过程显著提高了EBCs内应力,促使裂纹早期生长和扩展,裂纹数量和间距与喷涂态EBCs热循环200次后的相当,且在热循环过程中裂纹未新增和扩展。本研究为耐热循环熔渗铝致密化EBCs的制备提供了实验数据支撑。 展开更多
关键词 环境障涂层(EBCs) 致密化 熔渗 纵向裂纹 抗热循环性能
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冷喷涂CoNiCrAlY涂层的高温硬度及摩擦磨损性能研究
8
作者 孙训东 孙文 +5 位作者 黄继波 黄仁忠 郑志刚 江柱中 云海涛 汪云程 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期22-27,共6页
研究冷喷涂制备的CoNiCrAlY涂层的显微组织以及高温条件下涂层的硬度和摩檫学性能。采用高压冷喷涂技术,使用氦气制备了CoNiCrAlY涂层,并在1080℃真空环境下热处理4 h。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对真空热处理前后涂层组织结构及... 研究冷喷涂制备的CoNiCrAlY涂层的显微组织以及高温条件下涂层的硬度和摩檫学性能。采用高压冷喷涂技术,使用氦气制备了CoNiCrAlY涂层,并在1080℃真空环境下热处理4 h。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对真空热处理前后涂层组织结构及孔隙率进行了表征。分析了热处理后涂层的高温硬度和高温摩檫学性能。结果表明:冷喷涂可制备界面结合良好、组织致密的CoNiCrAlY涂层,涂层孔隙率约为0.3%,硬度约为600 HV0.3;真空扩散热处理可以有效降低涂层的孔隙率和显微硬度;随着测试温度的升高(800、900和1000℃),涂层的显微硬度逐渐降低;随着测试温度的升高,涂层的摩擦系数与磨损率也逐渐降低。因此,该涂层具有良好的高温耐磨性。 展开更多
关键词 高压冷喷涂 CoNiCrAlY涂层 显微组织 高温硬度 高温摩擦磨损
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激光粉末床熔融对NiTi/Zr复合材料显微组织及性能的调控机制
9
作者 李晟 唐柳琳 +4 位作者 闫星辰 邓朝阳 褚清坤 黄正华 郑李娟 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期191-198,共8页
采用激光粉末床熔融增材制造的NiTi形状记忆合金普遍存在延展性低、缺陷多、形状记忆性能调控困难等问题。针对此,通过在近等原子比NiTi合金粉末中加入质量分数为1%的ZrH_(2)粉末,形成NiTi/Zr金属基复合材料,以改善NiTi合金的成形性和... 采用激光粉末床熔融增材制造的NiTi形状记忆合金普遍存在延展性低、缺陷多、形状记忆性能调控困难等问题。针对此,通过在近等原子比NiTi合金粉末中加入质量分数为1%的ZrH_(2)粉末,形成NiTi/Zr金属基复合材料,以改善NiTi合金的成形性和力学性能,并通过工艺参数有效调控NiTi合金的相变性能。结果表明:Zr掺杂在合适的成形参数条件下有效抑制了球化现象,从而减少了未熔合缺陷。同时分析了Zr掺杂NiTi形状记忆复合材料的显微组织。结果表明:激光工艺参数能够改变Zr在NiTi基体中的状态,形成Zr单质、固溶体、析出相等不同显微组织。示差扫描量热仪和拉伸实验表明:Zr掺杂结合不同的工艺参数能够实现形状记忆性能调控,并在不显著改变弹性模量的前提下同时提高材料的抗拉强度和断裂韧性。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 NiTi/Zr金属基复合材料 力学性能 显微组织
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激光选区熔化Inconel 625合金在酸性环境中的腐蚀机理研究
10
作者 韩炬 王博超 +5 位作者 董东东 马汝成 龙海洋 李晓硕 王涛 闫星辰 《材料导报》 北大核心 2025年第10期166-171,共6页
研究了激光选区熔化成形的Inconel 625合金在硫酸和硝酸混合溶液(以下统称混酸)中的腐蚀机理以及粗糙度对其腐蚀速率的影响。通过激光选区熔化(SLM)技术制备Inconel 625原始样品,然后对部分样品的六个面进行抛光,将抛光样品和原始样品... 研究了激光选区熔化成形的Inconel 625合金在硫酸和硝酸混合溶液(以下统称混酸)中的腐蚀机理以及粗糙度对其腐蚀速率的影响。通过激光选区熔化(SLM)技术制备Inconel 625原始样品,然后对部分样品的六个面进行抛光,将抛光样品和原始样品在50℃混酸溶液中分别浸泡腐蚀120 h、240 h、480 h、840 h、1080 h。结果表明,样品经混酸溶液浸泡后,首先在晶间产生局部点蚀,在熔池边缘处点蚀的密度更高。随着浸泡时间的延长,点蚀逐渐蔓延至整个样品晶间并逐渐腐蚀进入晶粒中。抛光样品的整体平均腐蚀速率为2.80×10^(-3)mm/a,原始样品的整体平均腐蚀速率为12.70×10^(-3)mm/a,是抛光样品的近5倍,说明粗糙度对腐蚀速率有极大的影响,样品粗糙度越大导致其与混酸接触的面积越大,腐蚀速率越快。 展开更多
关键词 激光选区熔化 Inconel 625 耐腐蚀性 粗糙度 腐蚀机理
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碱性电解水制氢非贵金属氧化物阳极研究进展
11
作者 王博通 桂珑恩 +4 位作者 刘太楷 俞泽新 李建伟 邓春明 刘敏 《中国材料进展》 北大核心 2025年第5期451-463,共13页
碱性电解水制氢是当前最清洁、高效的氢气制取技术之一,其电解过程包含析氢反应和析氧反应。其中,析氧反应为四电子参与过程,动力学缓慢、能量转换效率低,是电解水制氢技术的瓶颈环节,常需要电催化剂提高反应效率。非贵金属氧化物来源... 碱性电解水制氢是当前最清洁、高效的氢气制取技术之一,其电解过程包含析氢反应和析氧反应。其中,析氧反应为四电子参与过程,动力学缓慢、能量转换效率低,是电解水制氢技术的瓶颈环节,常需要电催化剂提高反应效率。非贵金属氧化物来源丰富、价格低廉、催化活性高,可用于驱动和催化电解水析氧反应,已受到广泛关注。按一元金属氧化物、多元金属氧化物、高熵氧化物分类,总结了非贵金属氧化物电解水阳极材料的研究现状;概述了电解水阳极材料催化性能的优化策略;讨论了非贵金属氧化物电解水阳极材料制备方法的原理和特点,并对非贵金属氧化物电解水阳极材料发展提出了建议与展望。 展开更多
关键词 非贵金属氧化物 碱性电解水制氢 阳极材料 优化策略 制备工艺
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过渡族金属及其化合物碱性电解水析氧催化剂研究进展
12
作者 王见 刘太楷 +3 位作者 丁茯 刘红消 邓春明 廖汉林 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期62-72,共11页
该文主要从电解水制氢技术的发展现状、电解水析氧机理以及析氧催化材料等方面进行探讨和分析,通过过渡族金属元素催化材料OER性能的分析,对催化剂设计和制备中存在的不足进行深入地探讨,为低成本、高性能的催化剂材料开发提供依据。
关键词 碱性电解水 析氧反应 OER机理 OER催化剂 过渡族金属
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基于3D打印技术的甲烷水蒸气重整研究
13
作者 李聪 余冉 +3 位作者 刘太楷 邓春明 邓畅光 刘敏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期36-44,共9页
天然气(主要成分为甲烷)重整是天然气高效清洁利用的重要途径,重整获得富含氢气的重整气,可供固体氧化物燃料电池进行高效发电。甲烷水蒸气重整需要反应器以及负载其上的重整催化剂,基于3D打印技术的多孔结构具有良好的耐高温、抗氧化... 天然气(主要成分为甲烷)重整是天然气高效清洁利用的重要途径,重整获得富含氢气的重整气,可供固体氧化物燃料电池进行高效发电。甲烷水蒸气重整需要反应器以及负载其上的重整催化剂,基于3D打印技术的多孔结构具有良好的耐高温、抗氧化和结构稳定性等特点,负载Ni基催化剂用于甲烷催化重整可有效提升反应器稳定性,但相关研究较少。采用浸渍法将Ni-CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂负载于3D打印制备的多孔结构和金属泡沫反应器,通过催化剂形貌、分布规律、相结构以及热稳定性的表征,研究了重整反应温度、浆料配比、反应器结构等因素对甲烷水蒸气重整效果的影响。结果显示,催化剂的最佳配比是PVA含量为3.5%(若无特殊说明,均为质量分数),Ni含量为19%,CeO_(2)和γ-Al_(2)O_(3)的含量分别为16%和2.5%。重整测试结果表明,负载催化剂前,重整反应温度低于700℃时,Inconel625和泡沫Ni多孔反应器重整得到的氢气浓度均低于13%(体积分数),而重整反应温度高于800℃时,Inconel625和泡沫Fe多孔反应器重整效果接近,但Inconel625稳定性优于泡沫Fe;负载催化剂后,NCA-I(Inconel625)样品始终表现出低于NCA-N(泡沫Ni)和NCA-F(泡沫Fe)的重整性能,这主要是因为NCA-I含有较多的Cr元素,高温下Cr氧化生成Cr2O3氧化膜,阻碍了反应气和Ni的接触,但测试后NCA-I样品表现出优异的稳定性,无明显脆化和断裂现象,可有效提升重整反应器的稳定性。 展开更多
关键词 甲烷水蒸气重整 反应器 催化剂 Ni-CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3) 3D打印
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医用材料聚醚醚酮等离子喷涂表面改性研究进展 被引量：2
14
作者 胡峰帆 范秀娟 +4 位作者 彭峰 邓春明 刘敏 曾德长 宁成云 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期53-62,共10页
聚醚醚酮材料(PEEK)具有良好的生物相容性、化学稳定性、X射线可穿透性及优异的力学性能,广泛用于创伤、脊柱和关节等生物医疗领域。然而,PEEK属于生物惰性材料,其骨整合性不足,这在一定程度上限制了该材料在骨修复与替换等领域的发展... 聚醚醚酮材料(PEEK)具有良好的生物相容性、化学稳定性、X射线可穿透性及优异的力学性能,广泛用于创伤、脊柱和关节等生物医疗领域。然而,PEEK属于生物惰性材料,其骨整合性不足,这在一定程度上限制了该材料在骨修复与替换等领域的发展和应用。等离子喷涂技术由于工艺简单、经济,喷涂涂层的黏结强度高等特点,是解决聚醚醚酮材料骨整合能力不足的重要表面涂层改性技术。首先,简述了等离子喷涂工艺的涂层沉积机理,并分别对等离子喷涂钛以及羟基磷灰石两种常用涂层进行了介绍;其次,从不同喷涂工艺以及喷涂参数对涂层的影响出发,详细介绍了近几年对PEEK基等离子喷涂涂层的结合强度等机械性能的最新研究进展,并对等离子喷涂过程对PEEK基体的机械强度、疲劳强度、热性能和化学降解等初始性能影响进行了总结与评价,详细介绍了PEEK基等离子喷涂涂层体内外生物性能的最新研究进展;最后,展望了等离子喷涂改性PEEK基材料的临床应用前景,以期为未来设计新型PEEK基生物材料提供理论指导。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 等离子喷涂 机械性能 生物性能
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基于DIW工艺的ZrO_(2)/PDMS复合陶瓷材料可打印性能研究 被引量：2
15
作者 吴洋洋 罗永皓 +3 位作者 伍尚华 李艳辉 张欣悦 马文有 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期115-122,共8页
针对ZrO_(2)材料应用于手机背板以及其他3C电子产品的需求,以氧化锆作为分散相,PDMS作为连续相,将墨水直写工艺与该复合陶瓷材料的成型制备方法相结合,研究ZrO_(2)/PDMS复合陶瓷材料的可打印性能。在试验研究中,对不同分散相含量的浆料... 针对ZrO_(2)材料应用于手机背板以及其他3C电子产品的需求,以氧化锆作为分散相,PDMS作为连续相,将墨水直写工艺与该复合陶瓷材料的成型制备方法相结合,研究ZrO_(2)/PDMS复合陶瓷材料的可打印性能。在试验研究中,对不同分散相含量的浆料进行流变测试,测试结果表明配制的浆料具有非牛顿流体特性,当ZrO_(2)体积分数在25%~30%时,浆料用于墨水直写打印时较易挤出且成型较好,此时浆料的储能模量在10^5~10^6Pa,临界屈服应力在142~264 Pa。在此基础上,研究了不同配比、针头直径与挤出速度对挤出纤维形貌的影响,结果表明纤维膨胀比与变形比随着分散相含量的增加而减少,随着针头直径与挤出速度的增加而增加;在低分散相含量时更容易达到材料的临界屈服应力,纤维膨胀比和变形比大,纤维表面缺陷少,高分散相含量时材料强度提高,纤维膨胀比和变形比低,但较难挤出,且容易出现熔体破裂现象。当ZrO_(2)体积分数为28%,针头直径为1 mm,挤出速度为6 mm/s时纤维成型质量最优,表明ZrO_(2)/PDMS复合陶瓷材料可用于墨水直写工艺,从而为后续陶瓷构件的制造奠定基础。 展开更多
关键词 墨水直写工艺(DIW) 氧化锆陶瓷 非牛顿流体 流变分析 挤出可打印性能
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掺硅类金刚石薄膜的HiPIMS-MFMS共沉积制备及其高温摩擦学行为研究 被引量：5
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作者 陈彦军 苏峰华 +3 位作者 孙建芳 陈泽达 林松盛 李助军 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期18-29,共12页
元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)... 元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、纳米压痕和UMT-TriboLab摩擦试验机等系统分析了Si含量对Si-DLC薄膜的结构、力学性能及不同温度下的摩擦学性能的影响,重点探讨了Si-DLC薄膜在高温下摩擦磨损机制.结果表明:Si-DLC薄膜中Si以四面体碳化硅的形式随机分布于无定型DLC基体中,增强薄膜的韧性.同时,Si掺杂使DLC薄膜向金刚石结构发生转变并显著提高了薄膜的硬度.摩擦结果表明,当Si原子分数为15.38%时,Si-DLC薄膜在常温下的摩擦系数和磨损率最低,同时该薄膜在300℃下能维持在较低的摩擦系数(约0.1),主要是由于Si-DLC薄膜中的四面体碳化硅结构能够提升sp^(3)键的稳定性.此外,Si-DLC薄膜中的Si在高温摩擦时会在对偶球表面形成1层SiO_(2)保护层,减缓Si-DLC薄膜和过渡层的氧化,使得薄膜能够在高温下持续润滑.当Si含量进一步增加时,Si-DLC薄膜的力学性能显著提升,然而其摩擦学性能发生明显降低,主要是当DLC薄膜中的硅含量过高时,大气环境下的高温摩擦使得薄膜内的氧化加剧,过量氧化硅的生成破坏了薄膜结构从而导致摩擦性能下降. 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 类金刚石薄膜 元素掺杂 高温 摩擦磨损
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钛网添加对镁/铝复合板微观组织和力学性能影响研究 被引量：2
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作者 李达 李健 +8 位作者 冯波 黄念成 冯晓伟 欧家禹 陈焕涛 朱红梅 李建波 郑开宏 潘复生 《精密成形工程》 北大核心 2024年第4期61-70,共10页
目的有效抑制镁/铝复合板界面处金属间化合物的形成。以钛网为中间金属夹层,研究它对镁/铝复合板微观组织和力学性能的影响。方法利用复合轧制技术制备以钛网为中间金属夹层的镁/铝-钛复合板,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪... 目的有效抑制镁/铝复合板界面处金属间化合物的形成。以钛网为中间金属夹层,研究它对镁/铝复合板微观组织和力学性能的影响。方法利用复合轧制技术制备以钛网为中间金属夹层的镁/铝-钛复合板,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)、万能试验机等对复合板退火前后的微观组织和力学性能进行表征和分析,系统研究中间层钛网对轧制态和退火态复合板微观组织、织构、拉伸性能、界面结合强度的影响规律。结果中间层钛网均匀分布在镁/铝-钛复合板界面处,钛网的添加能有效抑制复合板退火过程中镁-铝金属间化合物的连续生长,减少金属间化合物的数量。与镁/铝复合板相比,钛网的添加对轧制态和退火态复合板中镁层和铝层的平均晶粒尺寸和织构类型的影响较小。与镁/铝复合板相比,钛网的添加降低了轧制态复合板的界面剪切强度和延伸率,但极大提升了退火态复合板的界面剪切强度、拉伸强度和延伸率。结论中间层钛网的添加可有效减少复合板界面处金属间化合物的数量,提升退火态复合板的综合力学性能。 展开更多
关键词 镁/铝复合板 钛网 微观组织 力学性能 界面结合强度
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激光选区熔化适配型铝合金的研究及应用现状 被引量：5
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作者 常成 郭一帆 +6 位作者 卓伟伟 简光建 周俊 郝晓虎 崔泽琴 刘敏 闫星辰 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2491-2510,共20页
使用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备的铝合金构件具有形状复杂、晶粒细小、力学性能优异等特点,在航天航空、轨道交通等领域有着广泛应用。然而,目前可用于SLM成形的铝合金材料仍面临着可打印种类有限、成形过程易... 使用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备的铝合金构件具有形状复杂、晶粒细小、力学性能优异等特点,在航天航空、轨道交通等领域有着广泛应用。然而,目前可用于SLM成形的铝合金材料仍面临着可打印种类有限、成形过程易产生冶金缺陷等问题,严重制约了SLM高性能铝合金的发展。本文基于承力构件的实际需求,综述了目前适配于SLM技术的铸造铝合金、稀土改性铝合金及铝基复合材料的研究现状,重点从适用于SLM技术的材料设计角度出发,概述所制备材料的独特微观组织及力学性能,并就SLM铝合金部件的国内外应用现状进行总结,点出现阶段SLM铝合金原材料仍多采用传统铸造材料为主的局限性,适于SLM技术的新材料、新产品在标准化以及规模化等方面仍需进一步细化和拓展。 展开更多
关键词 激光选区熔化技术 铝合金 适配性 行业标准 工程应用
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用于热障涂层的锆酸钆材料研究进展 被引量：7
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作者 赵泓旭 邓春明 +2 位作者 付朗 邓子谦 陈小龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期116-128,共13页
为了满足新型航空发动机的性能要求,需要开发出能在超高温条件下服役的热障涂层材料。近年来已有多种陶瓷材料被证实在热障涂层领域具有发展前景,在这之中,稀土锆酸盐材料有着高温下热导率较低与稳定性良好的特点,其中又以锆酸钆材料的... 为了满足新型航空发动机的性能要求,需要开发出能在超高温条件下服役的热障涂层材料。近年来已有多种陶瓷材料被证实在热障涂层领域具有发展前景,在这之中,稀土锆酸盐材料有着高温下热导率较低与稳定性良好的特点,其中又以锆酸钆材料的热导率最低,热膨胀系数最高。概述了锆酸钆材料的结构特点,对其在高温下发生的有序无序转变进行了介绍,总结了原因及变化规律。简要分析了与其他材料相比,锆酸钆材料具有良好热性能的原因;归纳了粉末制备过程中常用的两种方法:固相法与液相法,在此基础上,总结了近年来不同制备方法与粉末团聚过程中工艺与参数的研究现状;最后,提出了锆酸钆材料在实际应用到热障涂层时存在的缺陷:断裂韧性与热膨胀系数较低,这就导致了单层锆酸钆涂层成形难度大,热循环寿命低。针对这一问题,重点综述了国内外对锆酸钆材料及热障涂层的改性方法,主要有掺杂改性、材料复合、涂层结构设计以及涂层制备技术,同时展望了新型热障涂层材料结合先进制备技术的发展趋势。 展开更多
关键词 热障涂层 锆酸钆 粉末制造 材料改性 涂层结构 等离子喷涂-物理气相沉积
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WC-10CoCrFeMnNi高熵硬质合金微观组织及力学性能研究 被引量：1
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作者 汪克威 董勇 +3 位作者 赵朕东 曾卓见 胡永俊 章争荣 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期89-94,109,共7页
利用机械合金化技术制备了等物质的量之比的CoCrFeMnNi高熵合金粉末,采用放电等离子烧结技术制备了WC-10CoCrFeMnNi硬质合金。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、维氏硬度计和激光粒度分析仪等对高熵合金粉末和硬质合金进行微... 利用机械合金化技术制备了等物质的量之比的CoCrFeMnNi高熵合金粉末,采用放电等离子烧结技术制备了WC-10CoCrFeMnNi硬质合金。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、维氏硬度计和激光粒度分析仪等对高熵合金粉末和硬质合金进行微观组织与性能研究。结果表明,经80 h球磨获得纳米晶CoCrFeMnNi高熵合金粉末,其结构以BCC为主相、FCC为次相,平均粒径为1.4μm,且粒度分布较为集中。使用CoCrFeMnNi高熵合金为黏结相的硬质合金展现出了良好的力学性能,在1 250℃烧结的硬质合金拥有较好的综合力学性能,维氏硬度达到(1 452±18.95)HV_(30),断裂韧性达到(8.57±0.32)MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 硬质合金 高熵合金 机械合金化 放电等离子烧结 力学性能
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