外加磁场对摩擦副材料摩擦磨损及抗腐蚀性能影响的研究进展 被引量：1

1

作者 周祎伟 段海涛 +4 位作者 李健 马利欣 李文轩 尤锦鸿 贾丹 《材料导报》 北大核心 2025年第2期156-174,共19页

随着测控设备和机械装备所处电磁环境的日益复杂,越来越多的摩擦副材料在磁场环境下工作服役,外加磁场对摩擦副材料摩擦磨损及腐蚀性能的影响对指导涉磁场机械装备的安全、可靠、长寿命运行有着重要意义。本文系统总结了外加磁场对金属... 随着测控设备和机械装备所处电磁环境的日益复杂,越来越多的摩擦副材料在磁场环境下工作服役,外加磁场对摩擦副材料摩擦磨损及腐蚀性能的影响对指导涉磁场机械装备的安全、可靠、长寿命运行有着重要意义。本文系统总结了外加磁场对金属和聚合物两种常用摩擦副材料摩擦磨损性能影响的作用机理,梳理并分析了磁场强度、磁场方向和频率等磁场参数对金属和聚合物摩擦副材料摩擦磨损性能的影响形式及程度,归纳了腐蚀过程中外加磁场对摩擦副材料的腐蚀起到促进或抑制作用的本质原因,对比分析了磁场强度、磁场方向等对摩擦副材料的腐蚀速度、极化曲线、腐蚀产物形貌造成不同程度的影响,概述了磁场条件下分子动力学模拟的研究进展,最后提出了现有研究中存在的不足,并对外加磁场条件下,尤其对涉水环境中摩擦副材料磨损和腐蚀交互作用的研究提出了展望。 展开更多

关键词 磁场环境 摩擦磨损性能 腐蚀性能 磨损和腐蚀交互作用 分子动力学模拟

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环氧树脂改性聚氨酯材料的研究进展

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作者 戚昕禹 汪洋 +4 位作者 刘兰轩 陈文锐 田盼 冯增辉 肖艳 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期181-190,共10页

聚氨酯是一种应用广泛的高分子材料,可以将其分为传统溶剂型聚氨酯、水性聚氨酯、无异氰酸酯聚氨酯和生物基聚氨酯4类。由于聚氨酯分子链中含有酯键、醚键及缩二脲等基团,导致聚氨酯材料存在储存稳定性、热稳定性和耐水性较差的问题,影... 聚氨酯是一种应用广泛的高分子材料,可以将其分为传统溶剂型聚氨酯、水性聚氨酯、无异氰酸酯聚氨酯和生物基聚氨酯4类。由于聚氨酯分子链中含有酯键、醚键及缩二脲等基团,导致聚氨酯材料存在储存稳定性、热稳定性和耐水性较差的问题,影响了聚氨酯材料的进一步应用。利用环氧树脂对其进行改性能在增加材料的交联程度、降低材料的吸水率、提高材料耐腐蚀能力、改善材料的综合力学性能的同时不影响材料本身的某些特殊性能。改性之后的聚氨酯材料在涂料、密封材料、胶黏剂、灌浆材料等领域有着重要应用,其中在涂料领域的应用最为广泛,常用作防腐涂料应用在桥梁、船舶和海上工作平台表面。文中主要介绍了环氧改性聚氨酯的研究进展及应用,并对环氧改性聚氨酯的研究方向提出了展望。 展开更多

关键词 环氧树脂 改性 聚氨酯

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激光表面织构技术调控材料摩擦学性能的研究进展 被引量：3

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作者 李文轩 段海涛 +4 位作者 李国政 詹胜鹏 章武林 马利欣 贾丹 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期85-101,157,共18页

表面织构是提高工程材料摩擦学性能有效的表面改性方法之一。近年来多种表面织构技术已被应用于提高材料表面减摩耐磨性能,而在众多表面织构化技术中,激光表面织构技术由于具有加工速度快、生产效率高、可控性好等优点而被广泛应用。综... 表面织构是提高工程材料摩擦学性能有效的表面改性方法之一。近年来多种表面织构技术已被应用于提高材料表面减摩耐磨性能,而在众多表面织构化技术中,激光表面织构技术由于具有加工速度快、生产效率高、可控性好等优点而被广泛应用。综述了激光表面织构的最新进展及应用,讨论了目前激光表面织构技术存在的问题及解决方法,总结了3种不同加工原理下的激光处理方法存在的问题,包括形状参数难控制、精度较差及灵活性较低等,并介绍了液相辅助加工技术在激光表面织构技术中的应用,同时分析了不同工艺参数包括密度、形状及深度等对材料摩擦学性能的影响。综述了激光表面织构技术复合涂层技术的研究现状,其中激光表面织构与非金属或金属涂层复合,包括氧化石墨烯填充PTFE涂层复合激光表面织构、复合热丝化学气相沉积增强激光表面织构、复合电液雾化增强激光表面织构及复合激光熔覆技术增强激光表面织构。总结了激光表面织构技术结合不同润滑技术对材料摩擦学性能的影响。最后展望了激光表面织构在各个领域的未来发展方向。 展开更多

关键词 激光加工 表面织构 摩擦性能 涂层复合 工艺参数

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螺纹连接失效机理与防护的研究进展 被引量：1

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作者 黄志宇 王新礼 +5 位作者 田盼 汪洋 刘兰轩 刘秀生 吴正江 王博 《表面技术》 北大核心 2025年第8期33-50,共18页

螺纹连接在工程应用领域是必不可少的一种连接方式。其优点在于结构简单、连接可靠、拆卸方便、成本低廉等。然而在实际应用中,受环境腐蚀、振动、外部冲击等因素的影响,螺纹连接失效概率较大,从而导致设备损坏或安全事故,造成严重的经... 螺纹连接在工程应用领域是必不可少的一种连接方式。其优点在于结构简单、连接可靠、拆卸方便、成本低廉等。然而在实际应用中,受环境腐蚀、振动、外部冲击等因素的影响,螺纹连接失效概率较大,从而导致设备损坏或安全事故,造成严重的经济损失和人员伤亡。因此,对螺纹连接的失效机理进行深入研究,并提出有效的预防和保护措施,对提高设备的安全性和可靠性具有实际意义。基于对近年来相关文献报道的广泛调研,从基本科学原理出发,总结并探讨了螺纹连接的主要失效机理与预防措施。首先重点分析了螺纹断裂、螺纹腐蚀、螺纹磨损等现象的失效机理,研究了包括预紧力、应力集中、振动、环境条件等在内的各种影响因素,另外,针对螺纹连接失效的不同形式总结了其主要的措施及手段,包括电镀、涂层、添加缓蚀剂、热处理和表面硬化处理等,并分析了这些措施的优势与缺点。现有的防护手段存在缺陷并且缺少相应的检测防控手段。例如,使用热处理强化方法会对材料的性能产生影响、镀层不能长时间进行防护、表面处理成本高等。最后,针对螺纹连接失效及其防护研究的重点和热点问题与改进进行了展望。 展开更多

关键词 失效分析 螺纹断裂 螺纹腐蚀 螺纹防护

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金沙江水电站水力量测管道焊接区域的失效行为研究

5

作者 陶吉全 贺秀儒 +7 位作者 罗前林 段韦 王涛 程杰明 李辉 胡莹 安江峰 姚旸 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第3期60-71,共12页

金沙江水电站作为“西电东输”的重要水电工程,复杂的水环境容易造成量测管道的腐蚀失效,严重危害水电站的安全运行。该文探究了金沙江某水电站量测管道的典型腐蚀失效问题,重点研究了环境因素和管道显微组织对量测管道腐蚀的影响。通... 金沙江水电站作为“西电东输”的重要水电工程,复杂的水环境容易造成量测管道的腐蚀失效,严重危害水电站的安全运行。该文探究了金沙江某水电站量测管道的典型腐蚀失效问题,重点研究了环境因素和管道显微组织对量测管道腐蚀的影响。通过对不同时期采集的水样进行分析,发现水质中的总硬度、氯化物浓度和硫酸盐浓度在雨季期间显著上升,可能导致了管道腐蚀的加剧。水力测量管道的失效分析表明,水中高浓度的氯化物是造成管道腐蚀的主要原因,尤其在焊接部位,奥氏体晶界上的硅酸锰夹杂和Cr的偏析导致晶界腐蚀严重,造成了管道的腐蚀开裂。此外,管道中贫氧的水环境导致了管道的硫酸盐还原菌(SRB)微生物腐蚀,腐蚀产物FeS在金属表面和夹杂处的沉积诱导了点蚀和晶界腐蚀的加剧。 展开更多

关键词 金沙江 氯化物 硅酸锰夹杂 晶界腐蚀 SRB微生物腐蚀

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红外可变发射率材料的研究

6

作者 马创 王振 +3 位作者 王新宇 刘兰轩 陈文锐 冯增辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1871-1878,共8页

随着动态红外隐身、智能热控等新兴技术的发展,单一的低发射率材料逐渐难以满足实际应用下的复杂需求。可变发射率材料的红外发射率在一定条件下可发生可逆变化,本文根据诱导材料红外发射率转变的外加场不同,系统总结了热致变、电致变... 随着动态红外隐身、智能热控等新兴技术的发展,单一的低发射率材料逐渐难以满足实际应用下的复杂需求。可变发射率材料的红外发射率在一定条件下可发生可逆变化,本文根据诱导材料红外发射率转变的外加场不同,系统总结了热致变、电致变以及其他如应力致变、湿度致变等可变发射率材料的研究进展。文中重点讨论了热致可变发射率材料中的二氧化钒(VO_(2))与电致可变发射率材料中的三氧化钨(WO_(3))、聚苯胺(PANI)等几种常用材料的相关原理与实际应用,并对各类材料性能特点进行了总结分析。可变发射率材料的研究极大的推动了自适应红外隐身技术的发展,并在智能热控、城市节能等领域得到了广泛应用,在未来将向着快响应、长寿命以及多光谱调制等方向发展。 展开更多

关键词 可变发射率材料 热致变 电致变 二氧化钒 三氧化钨 聚苯胺

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CVD金刚石薄膜与涂层制备技术及关键领域应用研究进展

7

作者 吴勇 郭于洋 +3 位作者 孙清云 陈辉 杨甫 夏思瑶 《表面技术》 北大核心 2025年第16期18-38,共21页

金刚石因其优异的理化性质,在众多领域都有着广阔的应用前景,化学气相沉积则是金刚石薄膜与涂层常用的制备技术之一。详细阐述了CVD金刚石的生长机理,包括气体输送与活化、表面吸附与分解、成核与生长等过程。介绍了多种CVD金刚石制备技... 金刚石因其优异的理化性质,在众多领域都有着广阔的应用前景,化学气相沉积则是金刚石薄膜与涂层常用的制备技术之一。详细阐述了CVD金刚石的生长机理,包括气体输送与活化、表面吸附与分解、成核与生长等过程。介绍了多种CVD金刚石制备技术,如热丝化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积和直流等离子体增强化学气相沉积,并对其原理与特点进行了比较。在工艺调控方面,分析了气源体系选择、沉积参数调控等对金刚石膜质量和性能的影响。通过优化碳源气体种类、浓度、反应气氛以及沉积气压和温度等参数,可以显著提升金刚石膜的生长速率和质量,精准调控这些参数是实现高质量金刚石生长的关键。在应用方面,阐述并分析了金刚石薄膜在量子技术、光学、能源领域,以及金刚石涂层在机械加工、生物医学、航天领域的应用场景。尽管CVD金刚石技术已实现多领域突破应用,但其仍面临规模化生产、长期生物安全性验证及复杂工况性能优化等挑战。未来研究将聚焦多功能涂层开发、低成本制备、生物安全性验证及极端环境性能突破,进一步攻克大尺寸单晶生长、低温高质量沉积及智能化工艺控制等关键技术,以满足高端制造与科技发展需求。 展开更多

关键词 金刚石薄膜 金刚石涂层 化学气相沉积 热丝化学气相沉积 微波等离子体化学气相沉积 CVD金刚石应用

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电刷镀在轴磨损修复中的应用与研究进展

8

作者 侯天朋 段海涛 +4 位作者 黄素玲 段林林 李文轩 刘炼 贾丹 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期132-147,共16页

轴作为机械传动系统中用于支撑旋转并传递扭矩的关键部件,其磨损将直接影响系统传动精度与工作性能,严重时还会导致设备停机。电刷镀技术因高效、便捷的特性,被广泛应用于轴类零件的维护与修复领域。近年来纳米颗粒复合电刷镀液技术逐... 轴作为机械传动系统中用于支撑旋转并传递扭矩的关键部件,其磨损将直接影响系统传动精度与工作性能,严重时还会导致设备停机。电刷镀技术因高效、便捷的特性,被广泛应用于轴类零件的维护与修复领域。近年来纳米颗粒复合电刷镀液技术逐渐兴起,相较于传统电刷镀技术,纳米复合电刷镀层具有更优异的硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。然而,目前关于电刷镀技术修复磨损轴件的应用与作用机制、工艺参数和纳米颗粒对轴修复效果的影响以及轴磨损后电刷镀修复性能评价缺乏系统性总结。主要介绍电刷镀技术的工作原理及应用范围,探讨电刷镀技术在轴磨损修复中的应用及作用机制,并分析不同刷镀工艺参数对修复效果的影响。重点阐述磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损等轴磨损常见形式,依据常见轴件失效形式,分析关键工艺参数(如刷镀温度、电流密度和刷镀速度)和纳米颗粒对修复效果和性能指标的影响,同时进一步探究镀层强化机理并综述轴磨损后电刷镀修复性能评价。研究表明,电刷镀技术在轴修复领域展示出巨大的应用潜力。电流密度、刷镀速度和镀液温度等关键电刷镀工艺参数直接影响轴修复效果。纳米颗粒通过细化晶粒尺寸、阻碍位错等机制优化镀层微观结构,进而增强电刷镀层硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。目前传统电刷镀技术虽然成熟,但仍存在使用试错法探寻工艺参数最佳组合、镀液成分设计不精准、人工刷镀精度波动较大等问题。综述相关研究现状不仅可以指出电刷镀技术在实际轴修复应用中的不足及未来研究的方向,还可为工业应用中高性能轴修复提供有利参考。 展开更多

关键词 电刷镀 轴 磨损机理 修复机理 工艺参数

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高性能多孔磨具造孔方法及性能研究进展

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作者 尤锦鸿 章武林 +3 位作者 成煜 贾丹 詹胜鹏 段海涛 《表面技术》 北大核心 2025年第7期50-67,共18页

高性能(高强度、高效率、高耐磨、高表面质量等)磨具材料作为磨床装备的“牙齿”,是先进磨削技术(高精度、(超)高速、高载、大切深)高质量发展的基石。磨具材料的孔隙结构可有效促进磨屑迁移、调控磨削产热/散热,因而孔隙结构的科学设... 高性能(高强度、高效率、高耐磨、高表面质量等)磨具材料作为磨床装备的“牙齿”,是先进磨削技术(高精度、(超)高速、高载、大切深)高质量发展的基石。磨具材料的孔隙结构可有效促进磨屑迁移、调控磨削产热/散热,因而孔隙结构的科学设计、可控制备是提升磨具材料综合性能的重要途径。针对目前磨具材料在造孔工艺优选、气孔结构控制及气孔调控磨削行为机理等方面存在的不足,重点阐述了不同类型造孔工艺的成孔机理,总结了去除法、空心球法、增材法等3种造孔方法制备气孔结构的特点和优势,讨论了磨具制备过程中不同类型造孔方法与金属、陶瓷、树脂等结合剂磨具在力学性能、磨削性能方面的适配特性。总结了结合剂、气孔类型、气孔率复合作用对多孔磨具力学性能、磨削性能的影响规律;阐明了气孔结构对磨削工件表面质量演变的作用机理。最后展望了高性能多孔磨具的发展方向,指出孔隙精细可控制备、孔隙功能仿真分析技术、多孔磨具标准化评价体系、新型高性能磨具材料智能化有利于高性能磨具的高效设计与研发。 展开更多

关键词 磨削技术 多孔磨具 造孔方法 孔隙设计 磨削性能

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激光和等离子体处理对复合材料表面涂层附着力的影响研究 被引量：5

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作者 汤朋 汪洋 +4 位作者 曹东萍 高立新 周甘华 朱浩 刘秀生 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期27-32,33-35,共9页

为了提高环氧涂料在纤维增强聚丙烯复合材料上的附着力,采用激光和等离子体表面前处理方法,应用超景深显微镜、粗糙度测定仪、接触角测试仪以及附着力测试仪,研究了激光和等离子体表面处理对纤维增强聚丙烯复合材料表面形貌、表面粗糙... 为了提高环氧涂料在纤维增强聚丙烯复合材料上的附着力,采用激光和等离子体表面前处理方法,应用超景深显微镜、粗糙度测定仪、接触角测试仪以及附着力测试仪,研究了激光和等离子体表面处理对纤维增强聚丙烯复合材料表面形貌、表面粗糙度和表面水接触角的影响,并且探究了这2种表面处理方式对环氧涂层在复合材料上附着力的影响。结果表明:2种处理方式均可明显提高环氧涂层在基材上的附着力,附着力均可由不到1 MPa提高至8 MPa以上。 展开更多

关键词 激光处理 等离子体处理 复合材料 表面粗糙度 表面形貌 接触角 附着力 环氧涂料

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基于乙烯基POSS改性的厌氧胶的制备及性能研究 被引量：2

11

作者 王新礼 李生 +3 位作者 吴正江 田盼 李冬冬 冯增辉 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第8期41-50,共10页

针对机械设备维护与修理中厌氧胶连接件的可拆卸性问题,本研究利用乙烯基二甲基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷(POSS-V)对厌氧胶连接件的力学性能进行改性。通过红外光谱对固化前后的厌氧胶进行了表征,并结合摩擦磨损试验、扫描电镜分析、流变... 针对机械设备维护与修理中厌氧胶连接件的可拆卸性问题,本研究利用乙烯基二甲基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷(POSS-V)对厌氧胶连接件的力学性能进行改性。通过红外光谱对固化前后的厌氧胶进行了表征,并结合摩擦磨损试验、扫描电镜分析、流变学测试、扭矩测试以及剪切强度的测试,深入研究了POSS-V对厌氧胶性能的影响机制。研究发现,POSS-V的引入显著提升了厌氧胶的耐热性,并通过交联作用,使破坏扭矩最大可提高64.75%,POSS-V与丙烯酸酯产生交联反应形成了球状颗粒,有效减少了摩擦系数。在提高厌氧胶破坏扭矩的同时,还维持甚至降低了拆卸扭矩值,从而优化了厌氧胶的综合性能。 展开更多

关键词 乙烯基POSS 厌氧胶 摩擦系数 黏度 扭矩

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涉水工程装备用聚合物摩擦副材料改性技术研究进展 被引量：2

12

作者 蔡暾 王学美 +4 位作者 詹胜鹏 贾丹 杨田 李健 段海涛 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期73-85,共13页

聚合物作为摩擦副材料在涉水工程装备上应用前景广阔,然而与金属材料相比,聚合物材料存在强度低、蠕变、老化以及吸水等固有缺陷,并且在低速重载工况下难以形成完整的润滑水膜而导致零部件出现严重的磨损与振动问题,随着涉水工程装备运... 聚合物作为摩擦副材料在涉水工程装备上应用前景广阔,然而与金属材料相比,聚合物材料存在强度低、蠕变、老化以及吸水等固有缺陷,并且在低速重载工况下难以形成完整的润滑水膜而导致零部件出现严重的磨损与振动问题,随着涉水工程装备运动副所面临复杂多样的极端环境和苛刻工况,极大地限制了聚合物材料作为摩擦副部件在涉水工程装备领域的应用。分析了聚合物材料在涉水极端环境中的主要摩擦学问题和面临的挑战,并从辐照与等离子体表面改性技术、填料共混复合改性技术、织构化表面调控技术,以及功能化水润滑表面调控技术4个方面,综述目前国内外关于涉水工程装备用聚合物摩擦副材料改性技术的研究进展,最后对涉水工程装备用聚合物摩擦副材料的制备技术和摩擦学研究方向进行总结和展望。 展开更多

关键词 水环境 摩擦学 聚合物材料 表界面调控 摩擦副材料

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风力发电机叶片覆冰机理及防除冰技术研究进展 被引量：6

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作者 郭时毅 安江峰 +1 位作者 吴军 郑鹏华 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期50-65,共16页

在“双碳”政策下,绿色能源在能源体系中的占比越来越大。风力发电以其原料来源广、污染少、发电量大等优点成为国家重点发展的方向之一。随着风力发电的快速发展,风力发电机覆冰问题愈发凸显。为了解决这一问题,研究人员基于生物仿生... 在“双碳”政策下,绿色能源在能源体系中的占比越来越大。风力发电以其原料来源广、污染少、发电量大等优点成为国家重点发展的方向之一。随着风力发电的快速发展,风力发电机覆冰问题愈发凸显。为了解决这一问题,研究人员基于生物仿生学开发了具有优异防除冰性能的超疏水涂层,并广泛应用。目前,防止风机结冰最常用和最直接的方法是主动加热技术。综述了风力发电机覆冰的基本理论,介绍了覆冰产生的原因及危害,将覆冰抽象为过冷水滴在下降过程中撞击风力发电机叶片并黏附在叶片上,与叶片表面发生复杂热交换后凝结成冰的模型。概述了目前国内外常用的风力发电机防除冰方法,分析了不同被动和主动防除冰技术的优缺点。通过研究工程应用案例发现,单一的被动或主动防除冰技术存在防除冰能力有限、能耗高、效率低等问题,将不同的防除冰技术组合使用、互相补充,更能满足多样化实践需求,成为目前研究的热点和重点。在优化当前防除冰技术的基础上,采用组合防除冰技术具有良好的发展前景。 展开更多

关键词 风力发电机 叶片 覆冰机理 防除冰 组合策略

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TiAlSiN纳米复合涂层的研究进展 被引量：4

14

作者 杜建融 陶冠羽 +3 位作者 曾路 陈辉 杨汉哲 吴振宇 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期31-54,共24页

随着现代加工需求的不断提高,对刀具涂层的性能要求愈发苛刻。相较于CrN、TiN、TiAlN等传统硬质涂层,TiAlSiN纳米复合涂层凭借优异的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性,成为了减少工件磨损、延长使用寿命的最佳候选材料,被广泛应用于... 随着现代加工需求的不断提高,对刀具涂层的性能要求愈发苛刻。相较于CrN、TiN、TiAlN等传统硬质涂层,TiAlSiN纳米复合涂层凭借优异的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性,成为了减少工件磨损、延长使用寿命的最佳候选材料,被广泛应用于汽车、航空航天、通用机械等刀具加工领域,引起了研究者的广泛关注。为此,本文综述了TiAlSiN纳米复合涂层在微观结构、力学性能和实际应用方面的研究进展;阐述了TiAlSiN纳米复合涂层元素组成、制备工艺对其微观结构的影响规律及作用机理;重点讨论了TiAlSiN纳米复合涂层力学性能(如硬度、韧性、结合力及耐磨性)的影响规律及作用机制,包括归纳了Hall-Petch效应、固溶强化、共格外延、模量差异、晶界复合在内的5种TiAlSiN纳米复合涂层的增硬机理,对比分析了不同涂层增韧的途径与机制,探讨了TiAlSiN纳米复合涂层结合力与摩擦学性能的影响因素;最后,介绍了TiAlSiN纳米复合涂层在刀具、模具等典型应用领域的发展现状,并对TiAlSiN纳米复合涂层未来的研究趋势和发展方向进行了展望,以期为发展高效、高性能、低成本的刀具硬质涂层提供参考。 展开更多

关键词 TiAlSiN纳米复合涂层 力学性能 硬度 韧性 结合力 摩擦磨损

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TC4钛合金表面超音速火焰喷涂防护涂层及其摩擦学性能研究 被引量：3

15

作者 刘畅 张春晖 +3 位作者 杜鹏程 许建亮 高名传 陈同舟 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期69-77,共9页

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构... 目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构及力学性能,采用多功能摩擦磨损试验机及白光共焦三维形貌仪测试和分析不同涂层与TC4钛合金在干摩擦条件下的摩擦学性能。结果Ni50和NiCr涂层的硬度分别为680HV0.3和438HV0.3,低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层硬度1120HV0.3。在高载荷作用下,由于Ni50和NiCr涂层的硬度较低,导致其颗粒界面出现裂纹,断裂韧性测试表现低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层。3种涂层的摩擦系数及波动均大于TC4钛合金基材。Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层对TC4的切削和NiCr涂层对TC4的黏着导致了TC4对磨副的严重磨损。中等硬度的Ni50涂层对TC4的切削和黏着作用分别弱于Cr_(3)C_(2)-NiCr和NiCr涂层,TC4对磨副的磨损损失最低。结论采用超音速火焰喷涂技术制备Ni50涂层可以降低TC4钛合金基体和摩擦副的黏着磨损损失,本研究为钛合金表面耐磨涂层的设计和提高钛合金零部件间的摩擦性能提供了一种可行的方案。 展开更多

关键词 HVOF TC4钛合金 Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层 Ni50涂层 断裂韧性 摩擦学性能

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微弧氧化着色膜层制备技术研究进展 被引量：3

16

作者 郭俊灏 张德忠 +2 位作者 赵涛 陈文选 郭涌 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期45-55,共11页

铝、镁、钛等合金材料常被用作3C机身结构件,尤其是制作笔记本电脑和手机的外壳时,不仅要求表面硬度高、耐磨性好,还要求其外观华丽精致,微弧氧化着色膜也因此成为研究热点。概述了微弧氧化着色膜的着色原理、着色方法,包括改变电解液... 铝、镁、钛等合金材料常被用作3C机身结构件,尤其是制作笔记本电脑和手机的外壳时,不仅要求表面硬度高、耐磨性好,还要求其外观华丽精致,微弧氧化着色膜也因此成为研究热点。概述了微弧氧化着色膜的着色原理、着色方法,包括改变电解液组成、改变合金组成等,基于目前采用最多的添加过渡金属盐的方法对着色的颜色种类如黑色、棕色、蓝色、绿色等进行了重点论述,分析了微弧氧化膜的着色原因及显色物质成分,并在此过程中探讨了可能会对膜层颜色产生影响的工艺参数,揭示了微弧氧化着色膜层存在的光泽度低、色彩暗淡无光等问题。为解决微弧氧化着色膜装饰性较差的问题,使其更好地应用于电子产品,其未来的发展方向将是:(1)深入研究微弧氧化着色机理;(2)改善微弧氧化电解液体系;(3)探索工艺参数影响,以提高着色膜的装饰性;(4)拓展微弧氧化膜的颜色种类,从而满足更多场景的应用需求。 展开更多

关键词 微弧氧化 着色膜 着色剂 着色机理 轻合金

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循环盐雾环境中碳纤维复合材料-6082铝合金螺栓连接结构中铝合金的腐蚀行为 被引量：4

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作者 孙晓光 陈志坚 +2 位作者 王睿 周学杰 吴军 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期26-32,共7页

采用循环盐雾加速腐蚀试验,通过腐蚀速率测试、腐蚀形貌观察和电化学方法研究了碳纤维复合材料-6082铝合金螺栓连接结构中6082铝合金的腐蚀行为。结果表明:与碳纤维复合材料连接后,6082铝合金的腐蚀速率是未连接试样的13倍,铝合金与裸... 采用循环盐雾加速腐蚀试验,通过腐蚀速率测试、腐蚀形貌观察和电化学方法研究了碳纤维复合材料-6082铝合金螺栓连接结构中6082铝合金的腐蚀行为。结果表明:与碳纤维复合材料连接后,6082铝合金的腐蚀速率是未连接试样的13倍,铝合金与裸露的碳纤维接触处的腐蚀最严重。随着腐蚀时间的延长,铝合金的腐蚀电位逐渐下降,腐蚀电流密度增大,耐蚀性减弱,铝合金表面的腐蚀产物逐渐形成致密和疏松的双层结构。 展开更多

关键词 铝合金 碳纤维复合材料 螺栓连接

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功能涂层在多场多尺度仿真下的设计理论及研究进展 被引量：1

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作者 宋金明 陈文锐 +3 位作者 秦卫华 段金弟 陶加法 汪洋 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期82-88,共7页

功能涂层设计需要考虑从纳米级到米级的多场多尺度效应,这对于功能涂层的设计理论和仿真计算仍是一项巨大挑战。梳理当前功能涂层的多尺度仿真方面存在一些问题,如多场耦合理论有待加强、多尺度数值方法计算效率有待提高、大尺度湍流数... 功能涂层设计需要考虑从纳米级到米级的多场多尺度效应,这对于功能涂层的设计理论和仿真计算仍是一项巨大挑战。梳理当前功能涂层的多尺度仿真方面存在一些问题,如多场耦合理论有待加强、多尺度数值方法计算效率有待提高、大尺度湍流数值仿真仍存在较大模型误差等。综述了功能涂层设计理论与仿真的现状与趋势,重点讨论了多场多尺度设计理论、动力学设计理论、数据驱动仿真方法以及强度与寿命评价方法等方面的最新进展。在此基础上,提出功能涂层设计理论与仿真的未来重点发展方向。指出面向工业应用的多场多尺度设计技术、动载荷性能设计、数据驱动仿真和搭建仿真软件平台是功能涂层仿真设计所面临的技术难点,并给出面向关键技术难点的研究建议,为后续多场多尺度仿真在功能涂层设计领域中的应用提供参考。 展开更多

关键词 功能涂层 多场多尺度 设计理论 动力学设计 数据驱动仿真 强度与寿命

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碱性锌镍镀液组成对镀层性能的影响 被引量：1

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作者 丁运虎 李雨昕 +3 位作者 胡遐林 贺颖 刘宏芳 段海涛 《表面技术》 北大核心 2025年第4期130-142,共13页

目的获得绿色化、高稳定的碱性锌镍合金工艺,探索碱性代镉电镀锌镍工艺中单一组分参数对锌镍合金镀层性能的影响。方法在镍离子主络合剂C的碱性镀液中电沉积制备锌镍合金镀层。通过Hull Cell实验分析、电化学分析、扫描电镜分析等方法,... 目的获得绿色化、高稳定的碱性锌镍合金工艺,探索碱性代镉电镀锌镍工艺中单一组分参数对锌镍合金镀层性能的影响。方法在镍离子主络合剂C的碱性镀液中电沉积制备锌镍合金镀层。通过Hull Cell实验分析、电化学分析、扫描电镜分析等方法,研究碱性锌镍合金体系中,其他条件一定时,镀液中锌离子、镍离子、络合剂C以及氢氧化钠含量分别对镀层厚度、镍含量、耐蚀性和微观结构的影响。结果实验结果表明,其他条件一定时,镀层镍含量与镀液中镍离子和络合剂C含量成正比,与锌离子和氢氧化钠含量成反比,镀层中镍含量远低于锌含量,在该碱性锌镍工艺体系中表现为异常共沉积;扫描电镜结果和电化学测试结果表明,其他条件一定时,当镍离子和络合剂C含量增加时,镀层的腐蚀电流密度减小,且腐蚀电流密度的最大值和最小值相差1个数量级,镀层越致密,表面形貌越好,锌离子含量和氢氧化钠含量增加时,镀层表面粗糙,结构疏松,其腐蚀电流密度增大,耐蚀性降低。结论在络合剂C的碱性锌镍工艺中,电沉积锌镍合金是一个异常共沉积的过程,在电流密度为1~5 A/dm2时镀层镍含量较稳定,镀液金属离子(锌、镍离子)变化对镀层镍含量的影响较大,控制镀液中锌镍离子含量,镀层镍含量可稳定在12%~15%(质量分数)。镀液中各组分单一浓度变化,使镀层镍含量、形貌发生变化,对镀层耐蚀性产生影响。当其他条件一定时,镀液镍离子﹑锌离子﹑络合剂C和氢氧化钠含量分别为1.6 g/L、7 g/L、140 mL/L、80 g/L,镀层表面较平整,孔洞和裂纹较少,镀层的耐蚀性最好。 展开更多

关键词 锌镍合金 碱性电镀 镀层厚度及镍含量 耐蚀性 微观形貌

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合金共沉积多尺度机理与功能镀层调控进展

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作者 贺颖 徐子暄 +3 位作者 丁运虎 张天遂 李广芳 刘宏芳 《表面技术》 北大核心 2025年第13期16-28,61,共14页

合金共沉积技术是一种涉及多种金属离子同步沉积的先进材料制备方法,具有设备简单、工艺灵活、沉积效率高及可实现特定功能特性等优势,应用场景从传统的汽车、航空航天领域,逐渐扩展至生物医学、能源和微电子等新兴前沿领域。基于精确... 合金共沉积技术是一种涉及多种金属离子同步沉积的先进材料制备方法,具有设备简单、工艺灵活、沉积效率高及可实现特定功能特性等优势,应用场景从传统的汽车、航空航天领域,逐渐扩展至生物医学、能源和微电子等新兴前沿领域。基于精确控制合金的成分、结构和性能以提高材料性能的迫切需要,深刻理解合金共沉积的机理显得至关重要。全面梳理了合金共沉积技术的最新研究进展,着重从传统电化学理论和量子力学理论2个维度探讨合金共沉积过程中金属离子的宏观动力学特性和微观沉积行为,并基于上述理论模型进一步阐述溶液成分、溶液浓度、电沉积参数、基底材料及外部刺激等关键因素影响沉积过程的方式,揭示合金镀层性能优化的关键调控机制,并探讨合金共沉积技术及其变体或拓展技术在能源存储与转换、先进微电子器件及材料保护等领域的应用实例。最后,对合金共沉积技术的未来发展进行展望,指出计算模拟与实验相结合的研究方法在合金材料设计和性能优化中发挥着关键作用,开发环境友好型合金共沉积工艺在推动绿色经济中具有潜在价值。 展开更多

关键词 合金共沉积 机理 量子力学 影响因素 表面工程

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