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定向凝固Ti-48Al合金与不同氧化物铸型涂层界面反应的研究

隋艳伟 , 冯坤 , 程成 , 戚继球 , 何业增 , 委福祥 , 孟庆坤 , 孙智 , 沈承金

研究了定向凝固过程中Ti48Al7Nb2.5VlCr合金分别与A12O3、Y2O3、ZrO2铸型涂层的界面反应.通过SEM、EDS以及XRD等检测方法对合金与铸型涂层的界面反应的微观组织、元素分布以及界面的相组成等进行表征;同时结合对界面的硬度测量,得到界面反应层厚度.结果表明,合金熔体与不同铸型涂层均发生了界面反应.铸型涂层材料不同,界面反应剧烈程度也不同.反应过程中在熔体和扩散元素的冲击下,物理侵蚀和化学反应同时存在形成了反应层,反应的强弱则与涂层材料有关.更值得注意的是,对钛铝合金与铸型涂层的热力学性质进行了计算.研究还表明,熔体在界面处的反应层主要由涂层材料的脱落扩散程度控制,涂层中的元素尤其是O元素的扩散是控制界面反应进程的重要因素.

关键词: 定向凝固 , 界面反应 , TiAl合金 , 铸型涂层

辅助添加剂对泡沫玻璃性能的影响

沈青峰 , 张生辉 , 沈承金 , 张亚非 , 强颖怀

材料导报

辅助添加剂对泡沫玻璃的烧成反应和性能有重要影响.综述了辅助添加剂在泡沫玻璃制备过程中的作用机理及影响.按照作用机理的不同,将添加剂划分为结合剂、助熔荆和稳泡剂等几类进行分析讨论,并对添加剂的应用前景进行了展望,指出了寻求高效、廉价及多重作用的辅助添加剂的重要性.

关键词: 泡沫玻璃 , 添加剂 , 机理

润滑条件下WC-CoCr涂层的磨损行为

周靖 , 张宏 , 马瑞永 , 张箭 , 沈承金

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.02.008

研究了在润滑条件下,WC-CoCr涂层与SiC摩擦副对磨时的摩擦和磨损性能,分析了加载载荷和润滑条件(干摩擦、润滑脂、金刚石研磨膏)对WC-CoCr涂层摩擦系数和磨损量的影响规律,对涂层的磨损机理进行了探讨.实验结果表明:脂润滑时,WC-CoCr涂层与SiC摩擦副对磨时的摩擦系数和磨损率降为最小,其中摩擦系数基本在0.1左右波动；金刚石研磨膏润滑时,磨损率高达1.521 24×10-6 g/m,为干摩擦条件下的2.68倍,抗磨减摩效果不理想；干摩擦时,涂层表面存在硬挤压痕,主要磨损机制为微切削并伴随着塑性变形,而在金刚石研磨膏润滑条件下,三体磨粒磨损起主导作用.

关键词: 超音速火焰喷涂 , WC-CoCr , 摩擦磨损 , 磨损机制 , 润滑

聚乙二醇分散的锌铝铬涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为及防腐蚀机理

史强 , 沈承金 , 胡光伟 , 刘瑞

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.06.003

采用强极化、弱极化、交流阻抗以及XRD和SEM等手段,分析了聚乙二醇分散的锌铝铬涂层在3.5 %NaCl介质中腐蚀电位、腐蚀电流密度、阻抗的变化和阳极钝化情况,以及腐蚀前后的物相组成和表面形貌,研究了涂层的防腐蚀机理.结果表明:涂层在腐蚀初期存在强烈的阳极钝化,随着腐蚀的进行,钝化现象逐渐减弱;在较长时间的浸泡下,涂层对钢基体的保护效果明显.防腐蚀机理为:腐蚀前期是涂层中的锌、铝粉活性溶解产生钝化,中期是钝化膜溶解、Cr<'6+>的再钝化及锌、铝粉提供电化学保护,后期主要是涂层屏蔽作用,而屏蔽作用是涂层的主要保护作用.

关键词: 锌铝铬涂层 , 极化曲线 , 交流阻抗 , 腐蚀机理

纳米Ti02-Ni基电刷镀参数的优化及镀层性能

王芹芹 , 沈承金 , 周仕勇 , 朱振

材料保护

为了得到性能优异的纳米Ti02-Ni基复合电刷镀层，通过正交试验研究了镀镍液中纳米TiO2颗粒含量、刷镀电压等因素对纳米Ti02-Ni基镀层性能的影响。通过锉削试验、骤冷骤热试验、划痕试验定性表征了纳米Ti02-Ni基镀层与钢基体的结合性能，并运用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了纳米Ti02-Ni基镀层的表面形貌和成分。结果表明：镀液中纳米TiO2颗粒浓度和刷镀电压2个因素对镀层性能影响显著，镀液初始温度影响不大，纳米Ti02含量10g／L，刷镀电压10V，镀液温度30℃时，制备的纳米Ti02-Ni基镀层显微硬度和耐蚀性能最优，与基体结合良好，无起皮、剥落；复合镀层显微硬度较单独快速镍镀层有很大提高，由于纳米颗粒起到硬质点作用使其承载能力强，复合镀层经500℃热处理后显微硬度仍不低于360HV；纳米Ti02-Ni基电刷镀镀层组织比快速镍镀层的组织细小且致密，晶粒显著细化；复合镀层中含有较高含量的Ti元素。

关键词: 电刷镀 , 复合镀镍层 , 纳米Ti02 , 表面形貌 , 成分 , 性能 , 正交试验 , 参数优化

腐蚀疲劳裂纹尖端电化学行为的研究

沈承金

腐蚀科学与防护技术

本文采用微电极体系和试样背面打孔技术,对300M超高强度钢在3.5%NaCl水溶液中腐蚀疲劳裂纹尖端微区溶液电化学行为进行研究。在极化和无极化条件下分别测试裂尖溶液的电位△E和pH值的变化。结果发现,无极化条件下,裂尖pH值下降,电位上升,裂尖前缘电位和pH值随裂尖扩展而分布不均匀,在极化条件下,裂尖电化学特征随极化电位变化而表现不同。基于裂尖电化学行为规律、对腐蚀疲劳裂纹扩展规律进行解释。

关键词: 微电极 , null , null , null

粘结剂对超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨粒磨损性能的影响

梁文军 , 张宏 , 沈承金 , 马瑞勇

电镀与涂饰

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在35钢基体上制备了WC- 10Ni涂层和WC- 12Co涂层,研究了镍、钴这两种粘结剂对WC涂层的显微硬度、摩擦系数和抗磨粒磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察涂层磨损前后的表面形貌,探讨了WC涂层的磨粒磨损机理.结果表明,以HVOF方法制备的2种WC涂层均有较高的显微硬度,WC- 10Ni涂层和WC- 12Co涂层与SiC砂纸摩擦副之间的干摩擦系数相差不大.2种涂层在低载荷下均有较好的抗磨粒磨损性能,但在较高载荷下WC- 12Co涂层的抗磨性明显优于WC-10Ni涂层.2种涂层的磨粒磨损形式主要为均匀磨耗磨损,磨损机理以微切削和微剥落为主.WC-12Co涂层的磨损表面损伤较轻微,综合性能优于WC- 10Ni涂层.

关键词: 碳化钨涂层 , 超音速火焰喷涂 , 粘结剂 , 镍 , 钴 , 磨粒磨损

矿用碳钢罐道表面超音速喷涂不锈钢涂层研究

沈承金 , 王夫顺 , 刘伟伟 , 杨成敏

金属功能材料

本文研究了在碳钢罐道表面超音速喷涂不锈钢涂层的腐蚀磨损性能和腐蚀行为.对超音速喷涂不锈钢涂层在3种极端煤矿地下水环境下的腐蚀规律、界面腐蚀特征和腐蚀产物进行了实验,对不同载荷下磨损规律、摩擦系数变化规律和磨损表面形貌进行了观察.实验结果表明,超音速喷涂不锈钢涂层的摩擦系数随着加载载荷的增加而减小,其磨损速率比碳钢罐道降低10倍以上,不锈钢涂层表面磨损失效主要为轻微的粘着磨损;不锈钢涂层的腐蚀电位较碳钢基体上升300 mv,不锈钢涂层在5%NaCl和pH 2.97矿井水的强腐蚀性环境下的界面腐蚀主要为浓差腐蚀,在pH 6.97和pH 9.98矿井水的弱腐蚀环境下的界面腐蚀主要是电荷传质腐蚀;XRD结果显示超音速喷涂不锈钢涂层和不锈钢喷涂材料的物相主要为γ-(Fe,Ni)、γ-(Fe,Cr),合金元素烧损较少.

关键词: 超音速喷涂 , 罐道 , 磨损 , 腐蚀

锅炉受热面抗氧化磨蚀涂层的研究

沈承金

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2003.12.018

分析了电厂锅炉受热面热腐蚀磨损原因,对锅炉受热面防护方法进行了总结,研究了几种电弧喷涂表面涂层抗热磨蚀性能,提出了电厂锅炉受热面采用的涂层防护方法,并对现场应用涂层进行检查,电弧喷涂镍铬钛涂层显示出最佳的抗锅炉热腐蚀性能.

关键词: 电厂锅炉 , 涂层 , 热腐蚀 , 磨损寿命

工艺制度对泡沫玻璃发泡质量的影响及其发泡机制

王瑞 , 张生辉 , 沈承金 , 焦飞飞 , 强颖怀

材料导报

按一定的烧结工艺,以废玻璃粉为主要原料,石墨为发泡剂制备泡沫玻璃.泡沫玻璃是一种内部多孔结构的无机非金属材料,它的发泡机理为氧化型反应.石墨和玻璃中的某些携氧体、氧气、水分等进行氧化反应,产生大量气体,包括CO2、CO、SO2、H2S等.分别研究了发泡温度、保温时间及发泡剂掺量等因素对泡沫玻璃质量的影响,以此来优化制备泡沫玻璃的工艺参数.实验结果表明:当发泡温度为880℃时,发泡均匀,且连通孔的数目明显减少;当保温时间为10 min时,泡径较大,发泡也比较均匀;添加2％的石墨发泡剂能明显增大泡沫玻璃的气孔率和孔径,并改善制品的发泡质量;球磨时间为2h时,混合较充分,制品气泡结构较好.

关键词: 泡沫玻璃 , 优化 , 工艺参数

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