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La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)协同对Fe/FeAl_(2)O_(4)金属陶瓷显微结构和力学性能的影响
1
作者 胡修勇 张福顺 常宏涛 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2026年第1期49-56,82,共9页
基于对稀土协同强化金属陶瓷机制的认知不足问题,本研究通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及电子探针微区分析(EPMA)等,系统探讨了La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)双掺杂对Fe/FeAl_(2)O_(4)金属陶瓷微观结构以及力学性能的耦合... 基于对稀土协同强化金属陶瓷机制的认知不足问题,本研究通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及电子探针微区分析(EPMA)等,系统探讨了La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)双掺杂对Fe/FeAl_(2)O_(4)金属陶瓷微观结构以及力学性能的耦合作用。结果表明:La^(3+)优先固溶于FeAl_(2)O_(4)晶格,而Y^(3+)主要富集于晶界形成玻璃网状结构。与未掺杂稀土相比,当La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)质量分数分别为0.2%和0.5%时,FeAl_(2)O_(4)相的平均晶粒尺寸由28.56 nm降低至27.03 nm。此时材料综合性能最优:相对密度为99.96%,维氏硬度为3766 HV,抗弯强度为138.9 MPa,较未掺杂稀土的样品分别提高4.1%、12.3%和18.6%。机理分析表明,双稀土协同效应促使La-Y-Si-O复合硅酸盐原位生成,La-Y-Si-O相以棒状微晶的形态,通过钉扎效应抑制晶粒粗化,促进相对密度提升,从而提升力学性能。本研究为稀土改性金属陶瓷提供了新的设计策略。 展开更多
关键词 铁基金属陶瓷 稀土协同掺杂 La_(2)O_(3) Y_(2)O_(3) 晶界调控 弥散强化 力学性能
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晶界沟槽形成过程的相场模拟
2
作者 申文龙 廖宇轩 +2 位作者 吴学志 姜彦博 柳文波 《金属学报》 北大核心 2026年第3期523-531,共9页
材料表面形成的晶界沟槽会影响表面物质的传输机制,引起晶界迁移的驱动力发生改变,从而影响晶粒长大动力学规律。本工作构建了耦合晶界沟槽演化和晶粒长大的相场模型,对晶界沟槽的形成过程进行了模拟。构建了多晶体系的自由能方程,总自... 材料表面形成的晶界沟槽会影响表面物质的传输机制,引起晶界迁移的驱动力发生改变,从而影响晶粒长大动力学规律。本工作构建了耦合晶界沟槽演化和晶粒长大的相场模型,对晶界沟槽的形成过程进行了模拟。构建了多晶体系的自由能方程,总自由能的减少为体系的演化提供了驱动力;对迁移率系数进行了修正,使得晶界沟槽形成和晶粒生长遵循不同的动力学过程。然后,对UO2陶瓷燃料晶界沟槽演化行为进行了模拟,结果表明,单个晶界的沟槽演化过程受表面扩散机制控制,且与Mullins经典理论解吻合较好。进一步研究表明,晶界沟槽的轮廓随着晶界的移动变得不再对称,而处于晶界移动方向前方的晶粒内出现更大的物质堆积。三维多晶薄膜结构的演化结果显示,所有晶粒朝着柱状晶结构演化,晶界与表面相交的位置逐渐产生了沟槽。此时,同一晶粒不同侧晶界所产生的沟槽会在晶粒表面发生重叠,晶界沟槽的轮廓形状也会发生改变。沟槽深度增加会使晶界移动速率减缓,晶粒长大过程变慢。 展开更多
关键词 相场模拟 晶界沟槽 表面 晶粒生长 扩散
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MWCNTs对放电等离子烧结制备Ti(C,N)微观结构和综合性能的影响
3
作者 乔木 赵志伟 +1 位作者 穆柄运 张涵 《材料导报》 北大核心 2026年第6期178-184,共7页
Ti(C,N)基金属陶瓷韧性较差影响了其发展和应用。为了改善这种缺陷,以多壁碳纳米管(MWCNTs)为添加剂,使用放电等离子烧结(SPS)炉,设置25 MPa的烧结压力、12 min的保温时间和1400℃的烧结温度制备Ti(C,N)基金属陶瓷。通过微观结构分析和... Ti(C,N)基金属陶瓷韧性较差影响了其发展和应用。为了改善这种缺陷,以多壁碳纳米管(MWCNTs)为添加剂,使用放电等离子烧结(SPS)炉,设置25 MPa的烧结压力、12 min的保温时间和1400℃的烧结温度制备Ti(C,N)基金属陶瓷。通过微观结构分析和综合性能测试得出,MWCNTs含量为0.4%(质量分数,下同)的Ti(C,N)基金属陶瓷综合性能最佳。该金属陶瓷微观结构中出现界面分明的芯-环结构,Ti(C,N)硬质相晶粒尺寸平均值最小为0.50μm。此时,该样品密度为6.39 g/cm^(3),维氏硬度为2032HV,断裂韧性为11.6 MPa·m^(1/2),饱和磁化强度为6.2 emu/g。与未添加多壁碳纳米管的金属陶瓷相比,维氏硬度提高了8%,断裂韧性提高了29%。SPS可以促进金属陶瓷的致密化,从而提高金属陶瓷的力学性能。适当添加多壁碳纳米管可以抑制晶粒长大,在多壁碳纳米管的桥接-拔出机制共同作用下,金属陶瓷的断裂韧性提升较为明显。 展开更多
关键词 多壁碳纳米管(MWCNTs) TI(C N) 放电等离子烧结(SPS) 微观结构 力学性能
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粗细晶异质结构WC-Co硬质合金摩擦学行为研究
4
作者 何冠宇 刘风坤 +2 位作者 龙开琳 何莹 杨明 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第2期34-40,共7页
摩擦层的弹塑性适应能力是WC-Co硬质合金提升耐磨性能的新的关键点,通过高温热压烧结技术成功制备了粗/细晶层状WC-Co复合材料,探究了其异质结构对摩擦磨损行为的调控机制。通过聚焦离子束,激光共聚焦显微镜,透射电子显微镜,同轴透射菊... 摩擦层的弹塑性适应能力是WC-Co硬质合金提升耐磨性能的新的关键点,通过高温热压烧结技术成功制备了粗/细晶层状WC-Co复合材料,探究了其异质结构对摩擦磨损行为的调控机制。通过聚焦离子束,激光共聚焦显微镜,透射电子显微镜,同轴透射菊池衍射等分析了粗细晶界面处的摩擦响应。结果表明:异质结构样品展现出区域依赖性的磨损响应,细晶区通过晶界钉扎效应抑制裂纹萌生,而粗晶区在界面约束下形成高密度几何必需位错,显著提升应变硬化能力。粗细晶界面处粗晶中激活了大量层错和高密度几何必须位错,界面粗晶的硬度与H^(3)/E^(2)值较均质粗晶分别提升21.8%和84.9%,证实背应力强化与应变梯度协同作用对耐磨性的关键贡献。本研究为基于异质结构设计的高性能耐磨材料开发提供了理论支撑与技术路径。 展开更多
关键词 WC-CO硬质合金 异质结构 位错行为 摩擦响应
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磨削工艺对金属陶瓷表面质量的影响研究
5
作者 李鑫 周鹏航 周书助 《硬质合金》 2026年第1期51-61,共11页
为探究金刚石砂轮磨削工艺对金属陶瓷表面质量的影响,本研究采用L_(16)(4^(4))正交表开展正交试验,系统研究了砂轮粒度(A)、线速度(B)、切削深度(C)与进给速度(D)对表面粗糙度(R_(a))和残余应力的影响。结果表明:各工艺参数的影响存在... 为探究金刚石砂轮磨削工艺对金属陶瓷表面质量的影响,本研究采用L_(16)(4^(4))正交表开展正交试验,系统研究了砂轮粒度(A)、线速度(B)、切削深度(C)与进给速度(D)对表面粗糙度(R_(a))和残余应力的影响。结果表明:各工艺参数的影响存在显著差异与交互作用。极差与方差分析显示,切削深度(C)是影响R_(a)的最主导且高度显著的因素(P<0.01),切削深度的增大导致R_(a)急剧上升;砂轮粒度(A)对残余应力的影响最为关键,600目砂轮在中等线速度(15 m/s)下可获得最大残余压应力(-620 MPa)。线速度(B)与切削深度(C)对R_(a)存在显著交互效应,“高速+大切深”组合会协同恶化表面质量。获得最低R_(a)的理论最优工艺组合为A4B1C1D1(800目,10 m/s,10μm,5 mm/min),而获得最大残余压应力的最优组合为A3B2C2D1(600目,15 m/s,20μm,5 mm/min),揭示了表面光洁度与表面强化目标之间的内在权衡。本研究通过匹配砂轮粒度并协同优化工艺参数,为金属陶瓷的高质量磨削提供了明确的工艺依据。 展开更多
关键词 金属陶瓷 磨削 表面粗糙度 残余应力 正交试验 工艺优化
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SPS制备Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料及其力学性能研究
6
作者 王维 黄晓华 陈枫 《机械设计与制造工程》 2026年第1期117-123,共7页
利用高能球磨法和放电等离子烧结(SPS)制备了Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料,研究了烧结温度和碳氮比对金属陶瓷刀具材料力学性能的影响,测量了材料的致密度、维氏硬度以及断裂韧性,并分析了材料的微观结构、裂纹扩展形态以及断口形貌,研究... 利用高能球磨法和放电等离子烧结(SPS)制备了Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料,研究了烧结温度和碳氮比对金属陶瓷刀具材料力学性能的影响,测量了材料的致密度、维氏硬度以及断裂韧性,并分析了材料的微观结构、裂纹扩展形态以及断口形貌,研究结果表明:Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料具有典型的芯-环结构,当碳氮比为5∶5、烧结温度为1600℃时,微观组织更加均匀,缺陷较少,可以获得综合性能比较优异的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料,其致密度为98.21%,维氏硬度为17.86 GPa,断裂韧性为8.07 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 金属陶瓷 碳氮比 烧结温度 力学性能 断口形貌
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Ф110 mm圆柱形NiFe_(2)O_(4)基铝电解惰性阳极的制备及腐蚀行为
7
作者 钱映 肖峰 张志刚 《材料与冶金学报》 北大核心 2026年第1期70-76,共7页
针对大尺寸NiFe_(2)O_(4)基铝电解惰性阳极烧结过程中易开裂问题和长时间电解腐蚀行为,采用两步烧结法制备Ф110 mm圆柱形NiFe_(2)O_(4)基铝电解惰性阳极,重点研究制备工艺对阳极材料宏观形貌的影响和长时间电解行为.研究结果表明:烧结... 针对大尺寸NiFe_(2)O_(4)基铝电解惰性阳极烧结过程中易开裂问题和长时间电解腐蚀行为,采用两步烧结法制备Ф110 mm圆柱形NiFe_(2)O_(4)基铝电解惰性阳极,重点研究制备工艺对阳极材料宏观形貌的影响和长时间电解行为.研究结果表明:烧结过程中严格控制降温机制和优化阳极摆放时受力分布状态,能有效降低大尺寸惰性阳极烧结开裂概率;80 h电解过程中槽电压相对稳定,阳极材料具备良好的高温稳定性;阳极表面出现分层现象,为80μm厚度的相对致密层以及金属陶瓷本体层;电解产物铝中阳极组元Ni、Cu、Fe和Ti的质量分数分别为0.294%、0.190%、0.526%、0.057%. 展开更多
关键词 NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷 铝电解惰性阳极 降温机制 腐蚀行为 相对致密层
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轴瓦套激光熔覆Ni60/WC梯度层的组织及性能研究
8
作者 陈凯 翟小飞 +6 位作者 陈相君 李申申 吴松 徐诚龙 孙敬芳 姜进 董振启 《材料保护》 2026年第3期171-178,共8页
针对轴瓦套磨损、腐蚀失效等问题,以45钢为基体,采用激光熔覆技术制备NI60/WC 3层梯度涂层。通过优化工艺参数,实现了W元素含量连续过渡,且各层界面形成冶金结合区。金相检测结果表明,WC颗粒呈底部富集特征,并以近球形和椭球形为主;熔... 针对轴瓦套磨损、腐蚀失效等问题,以45钢为基体,采用激光熔覆技术制备NI60/WC 3层梯度涂层。通过优化工艺参数,实现了W元素含量连续过渡,且各层界面形成冶金结合区。金相检测结果表明,WC颗粒呈底部富集特征,并以近球形和椭球形为主;熔覆层气孔尺寸随WC含量增加而降低。性能测试显示,涂层显微硬度呈梯度分布,平均硬度较基体提升了334%;磨损失重较纯NI60涂层降低了81.8%。工程应用表明,轴瓦套使用寿命从400 h延长至1200 h以上,修复成本降低40%以上,年维护次数减少67%. 展开更多
关键词 轴瓦套 激光熔覆 梯度涂层 耐腐蚀 耐磨损
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微型氧化锆全陶瓷轴承薄壁内圈内圆磨削的控形加工工艺
9
作者 高龙飞 吴玉厚 +2 位作者 孙健 李颂华 左闯 《轴承》 北大核心 2025年第11期34-41,共8页
针对某非标微型氧化锆全陶瓷轴承薄壁套圈在加工过程中出现的损坏及形位精度不达标等问题,分析了氧化锆薄壁套圈内圆加工过程中难以保障成品质量的原因及特征。通过试验研究了采用切入磨削和纵向磨削加工该类套圈的可行性,并研究了工艺... 针对某非标微型氧化锆全陶瓷轴承薄壁套圈在加工过程中出现的损坏及形位精度不达标等问题,分析了氧化锆薄壁套圈内圆加工过程中难以保障成品质量的原因及特征。通过试验研究了采用切入磨削和纵向磨削加工该类套圈的可行性,并研究了工艺参数对套圈成品率、加工精度和效率的综合影响。基于试验结果提出了一种适用于该类型薄壁氧化锆套圈内圆加工的单次混合磨削工艺:前段粗磨使用切入磨削,进给速度为0.030 mm/min,主轴转速为20000 r/min,加工量为350μm;后段精磨使用纵向磨削,进给速度为0.010 mm/min,主轴转速为20000 r/min,加工量为150μm,使壁厚0.5 mm薄壁陶瓷轴承套圈内圆圆度误差降至2μm。 展开更多
关键词 滚动轴承 陶瓷轴承 微型轴承 磨削 套圈 薄壁 尺寸精度 工艺参数
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TiC粒子增强型耐高温磨损钢设计
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作者 张青学 王麒 +2 位作者 李成儒 邓想涛 王昭东 《材料工程》 北大核心 2025年第11期101-112,共12页
为了开发可在高温环境中使用的具有高回火稳定性的高温耐磨钢,利用固体和分子经验电子理论计算了不同合金元素与C元素的键能,并设计了系列TiC粒子增强型耐高温磨损钢成分,通过Thermo-Calc软件对TiC粒子析出温度进行计算,并对最佳热处理... 为了开发可在高温环境中使用的具有高回火稳定性的高温耐磨钢,利用固体和分子经验电子理论计算了不同合金元素与C元素的键能,并设计了系列TiC粒子增强型耐高温磨损钢成分,通过Thermo-Calc软件对TiC粒子析出温度进行计算,并对最佳热处理后的钢板进行不同温度和时间的回火稳定性实验。结果表明,Cr、Mo、W与C所形成的键能与Fe—C键能相比提高幅度显著,因此,增大了C原子在马氏体中扩散的激活能,阻碍了C原子在马氏体中的扩散,提高了马氏体的回火抗力,因此确定了Cr、Mo和W作为提高TiC强化马氏体耐磨钢热稳定性的主要添加元素。TiC粒子在1400~1500℃温度区间内析出,粒子形貌表明粒子呈仿晶界分布,通过热机械加工后可以实现微米TiC粒子在基体上均匀分布。回火稳定性实验结果表明,Cr和W元素的添加大幅度提高回火稳定性。 展开更多
关键词 TIC 键能 回火稳定性 耐高温磨损钢
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金属熔体在铜基体表面润湿行为的研究进展 被引量：1
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作者 曾春 张凤泉 +1 位作者 刘文举 魏文庆 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期16-24,共9页
薄带连铸和平面流铸是钢铁近终形制造技术具有代表性的快速凝固工艺,金属熔体和铜基体之间界面润湿行为决定凝固效果和成带质量的关键因素。座滴法和滴落法是用来研究金属/铜润湿体系的主要实验方法,滴落法和浸入式技术在模拟薄带连铸... 薄带连铸和平面流铸是钢铁近终形制造技术具有代表性的快速凝固工艺,金属熔体和铜基体之间界面润湿行为决定凝固效果和成带质量的关键因素。座滴法和滴落法是用来研究金属/铜润湿体系的主要实验方法,滴落法和浸入式技术在模拟薄带连铸工艺的亚快速凝固和传热方面得到较好应用。综述了熔体成分、温度、环境气氛、基体表面状态等关键工艺因素,以及表面沉积膜、其他工艺方法等对金属熔体和铜基体之间润湿性影响的研究进展,为优化快速凝固工艺参数、提高成带质量提供技术借鉴。 展开更多
关键词 金属熔体 铜基体 润湿行为 近终形制造 快速凝固
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Cr_(3)C_(2)对WC-Cu-10Ni-5Mn-3Sn硬质合金微观结构及力学性能的影响
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作者 党晓明 周新文 +3 位作者 王岗 史振琦 刘宏亮 李晶 《粉末冶金技术》 北大核心 2025年第6期753-760,共8页
采用无压熔渗的方法,在熔渗温度为1210℃和熔渗时间为1.5 h的条件下,研究添加Cr_(3)C_(2)(0.0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%,质量分数)对WC-Cu-10Ni-5Mn-3Sn硬质合金微观结构及力学性能的影响。结果表明:在熔渗过程中,WC发生部分分解... 采用无压熔渗的方法,在熔渗温度为1210℃和熔渗时间为1.5 h的条件下,研究添加Cr_(3)C_(2)(0.0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%,质量分数)对WC-Cu-10Ni-5Mn-3Sn硬质合金微观结构及力学性能的影响。结果表明:在熔渗过程中,WC发生部分分解,随着Cr_(3)C_(2)的添加,合金中出现Ni_(2)W_(4)C和Cr_(7)C_(3),Cr_(7)C_(3)易吸收WC分解产生的W形成(W,Cr)Cx和(Cr,W)C。出现的新相引起WC晶粒尺寸的变化,进而改变了合金的力学性能。随着添加Cr_(3)C_(2)质量分数的增加,硬度和抗弯强度呈现先上升后下降的趋势,当Cr_(3)C_(2)质量分数分别为0.4%和0.6%时,合金的硬度和抗弯强度达到了最大值,分别为HRA 93.1和1720 MPa。添加Cr_(3)C_(2)不利于合金冲击韧性的提高,未添加Cr_(3)C_(2)的合金具有最高的冲击韧性(4.65 J·cm^(-2))。 展开更多
关键词 无压熔渗 硬质合金 Cr_(3)C_(2) 微观结构 力学性能
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不同氮气流量对等离子弧熔覆TiN_(x)/Ti合金涂层微观组织及摩擦学性能的影响
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作者 胡少青 岳赟 +2 位作者 平静艳 邓四二 杜三明 《材料导报》 北大核心 2025年第14期142-148,共7页
为提高钛锆基合金Ti-20Zr-6.5Al-4V(简称T20Z)的摩擦磨损性能,采用等离子弧熔覆技术,通过不同流量(300、350、400、450 L/h)氮气同步送粉的方式,在T20Z合金表面原位生成氮化物增强钛合金复合涂层。使用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、... 为提高钛锆基合金Ti-20Zr-6.5Al-4V(简称T20Z)的摩擦磨损性能,采用等离子弧熔覆技术,通过不同流量(300、350、400、450 L/h)氮气同步送粉的方式,在T20Z合金表面原位生成氮化物增强钛合金复合涂层。使用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计、UMT-2多功能摩擦磨损试验机、三维形貌仪以及扫描电子显微镜(SEM)对熔覆涂层的组织、物相、硬度以及摩擦磨损性能进行分析与表征。结果表明,300~450 L/h氮气流量熔覆均能获得与基体具有良好冶金结合的TiN_(x)/Ti合金涂层,其中基体为α相,增强相为TiN_(0.3)与TiN相。随着氮气流量的增大,TiN_(0.3)不断增多,涂层硬度逐渐提高,当气体流量升至450 L/h时,TiN衍射峰出现,硬度达到最大值1 036HV_(0.2),与基体相比提升640HV_(0.2)。相较于原始试样,熔覆涂层的耐磨性也有所提高,且随着氮气流量的提升,其耐磨损性能呈现出先升后降的变化趋势,10 N载荷、400 L/h气流量时最为明显,耐磨性提高46.08%。涂层的磨损机制由原始试样的严重磨粒磨损逐渐转变为轻微的磨粒磨损与局部的粘着磨损。 展开更多
关键词 等离子弧熔覆 T20Z合金 氮化物 组织 硬度 摩擦磨损
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磁控溅射CrN-PEI结合强度与耐磨性增强调控
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作者 由琪 周艳文 +3 位作者 粟志伟 闫彩波 赵卓 肖旋 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期90-98,共9页
作为手机镜头保护盖,芳香族高分子聚合物聚醚酰亚胺(PEI)的耐磨性能不足,表面涂层强化是提高其耐磨性的有效途径之一,提高膜-基界面结合强度是增强硬质涂层有效性的必然要求。采用磁控溅射技术在PEI基体表面沉积氮化铬(Cr N)涂层,研究靶... 作为手机镜头保护盖,芳香族高分子聚合物聚醚酰亚胺(PEI)的耐磨性能不足,表面涂层强化是提高其耐磨性的有效途径之一,提高膜-基界面结合强度是增强硬质涂层有效性的必然要求。采用磁控溅射技术在PEI基体表面沉积氮化铬(Cr N)涂层,研究靶-基距及沉积时间对沉积涂层的形貌、相结构、膜-基界面结合强度和耐磨性的影响。靶-基距为18 cm沉积时,涂层缺陷随沉积时间的延长,即薄膜增厚而减少。缩短靶-基距至13 cm后,即增强了基体表面离子密度,薄膜表面缺陷消失。与18 cm靶-基距下最薄涂层的243.2 GPa模量和24.86 GPa硬度相比,13 cm靶-基距最厚涂层的模量和硬度升到307.3 GPa和26.22 GPa,膜-基结合强度相应改善,涂层的磨损率从基体的10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)降低了一个数量级,降至10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。在靶-基距为13 cm时,受高能量离子连续轰击,PEI表面硬化层的模量和硬度平均达10.2 GPa和2.2 GPa,该硬化层与纯Cr过渡层和CrN涂层间形成平滑的模量和硬度梯度,降低了涂层与基体间力学性能差异,从而提高硬质涂层与软基体间的协同形变能力,有效增强CrN防护涂层的有效性,使PEI聚合物作为手机镜头保护盖的应用成为可能。 展开更多
关键词 聚醚酰亚胺 磁控溅射 CRN涂层 附着力 协同变形
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大气等离子喷涂MnO_(2)/VB_(2)共掺杂NiCr_(2)O_(4)基热辐射涂层的结构与性能
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作者 胡成伟 曹茜 +2 位作者 杨虎 程旭东 曾鲜 《材料工程》 北大核心 2025年第11期215-222,共8页
采用大气等离子喷涂法制备不同摩尔比的MnO_(2)和VB_(2)共掺杂NiCr_(2)O_(4)基红外辐射陶瓷涂层(MV),研究涂层的物相组成、微观结构、红外发射率和抗热震性能。结果表明:相比于MnO_(2)和VB_(2)单掺杂,两者共掺杂NiCr_(2)O_(4)可以更有... 采用大气等离子喷涂法制备不同摩尔比的MnO_(2)和VB_(2)共掺杂NiCr_(2)O_(4)基红外辐射陶瓷涂层(MV),研究涂层的物相组成、微观结构、红外发射率和抗热震性能。结果表明:相比于MnO_(2)和VB_(2)单掺杂,两者共掺杂NiCr_(2)O_(4)可以更有效地提高涂层的红外发射率,其中MnO_(2)和VB_(2)的掺杂比为1∶1的涂层(MV11)具有最高的发射率,在0.75~2.5μm波长范围内,MV11涂层的室温波段发射率为0.928,在2.5~25μm时,波段发射率由室温的0.884提高到1000℃的0.918。这主要因为过渡族金属离子和B离子进入尖晶石晶格,使晶格中的氧空位含量升高;在能带隙中引入局部能级,引起晶格畸变,增强自由载流子跃迁吸收和红外晶格振动吸收。此外,在25~750℃水冷30次热循环后涂层出现微裂纹,但相结构没有发生明显变化,发射率略有下降,表明涂层具有良好的抗热震性能。 展开更多
关键词 金属硼化物 二氧化锰 红外发射率 NiCr_(2)O_(4)涂层 等离子喷涂
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球磨工艺对激光熔覆HA/TC4梯度涂层的影响 被引量：2
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作者 李雪倩 范红丽 +2 位作者 杨晓宁 韩日宏 齐海波 《稀有金属》 北大核心 2025年第6期848-858,共11页
本文针对钛合金表面激光熔覆羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)过程中HA粉末送粉困难的问题,通过球磨工艺将不规则、难输送的HA粉末附着在球形度高、送粉特性好的Ti-6Al-4V(TC4)粉末表面,研究了球磨工艺参数对HA/TC4复合粉末... 本文针对钛合金表面激光熔覆羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)过程中HA粉末送粉困难的问题,通过球磨工艺将不规则、难输送的HA粉末附着在球形度高、送粉特性好的Ti-6Al-4V(TC4)粉末表面,研究了球磨工艺参数对HA/TC4复合粉末包覆效果的影响。在球磨过程中,粉末颗粒之间不断发生破碎、吸附、冷焊,最终HA粉末能够较为均匀的包覆在TC4粉末表面从而形成HA/TC4复合粉末。优化后的球磨工艺参数为:球磨时间为10 h,球料比为2.5∶1,转速为300 r·min^(-1)。继而采用送粉式激光熔覆技术在TC4钛合金基板上进行了梯度生物陶瓷涂层的制备及表征。结果表明:高能球磨得到的包覆状复合粉末解决了激光熔覆过程中HA粉末送粉困难的问题;梯度涂层的设计减少了涂层之间的开裂现象,各熔覆层之间结合良好;涂层的显微组织主要为柱状晶、胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和等轴晶;涂层物相主要由HA,TiO_(2),Ca_(3)(PO_(4))_(2),CaTiO_(3)和CaO组成;硬度测试结果显示,随着HA含量的增加,HA/TC4梯度生物陶瓷涂层的硬度随之增加,30%HA+70%TC4(质量比)功能层中涂层硬度为HV 1356。 展开更多
关键词 高能球磨 羟基磷灰石(HA)粉末 钛合金粉末 激光熔覆 梯度涂层
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科教融合视域下“金属力学性能”课程教学案例建设——以铝基复合材料的力学性能为例
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作者 钱明芳 张佳佳 +2 位作者 贾政刚 张学习 耿林 《科技风》 2025年第24期53-55,共3页
本文借助科教融合和案例教学相结合的方法,在材料科学与工程学科本科生“金属力学性能”课程中,建设铝基复合材料的力学性能教学案例,即通过将石墨烯纳米片和碳化硅纳米颗粒作为增强相引入铝基体中,大幅提高纯铝的强韧性,使复合材料获... 本文借助科教融合和案例教学相结合的方法,在材料科学与工程学科本科生“金属力学性能”课程中,建设铝基复合材料的力学性能教学案例,即通过将石墨烯纳米片和碳化硅纳米颗粒作为增强相引入铝基体中,大幅提高纯铝的强韧性,使复合材料获得高比强度、比模量的同时,兼具塑性、加工性。案例来自科研实例,将其与课程内容相关联,可提高课堂教学信息量,增强教学的直观性,激发学生主动学习的兴趣,学校以此来拓展学生的基础知识、工程能力、创新思维,不断培养符合国家建设需求的材料类拔尖创新人才,并取得了良好的教学效果。 展开更多
关键词 科教融合 案例教学 铝基复合材料 力学性能
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(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N)高熵陶瓷固溶体粉末的制备工艺研究
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作者 唐鑫 金永中 +4 位作者 吴翔 苏伟 蒋武 汪俊豪 谢瑞 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期66-72,共7页
以TiO_(2)、Cr_(2)O_(3)、V_(2)O_(5)、Nb_(2)O_(5)、MoO_(3)和炭黑为原料,采用机械合金化+碳热还原氮化法制备高熵陶瓷固溶体粉末(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N),并借助XRD、SEM等表征手段对反应产物的物相组成和微观组织进行了分析。结果表明:... 以TiO_(2)、Cr_(2)O_(3)、V_(2)O_(5)、Nb_(2)O_(5)、MoO_(3)和炭黑为原料,采用机械合金化+碳热还原氮化法制备高熵陶瓷固溶体粉末(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N),并借助XRD、SEM等表征手段对反应产物的物相组成和微观组织进行了分析。结果表明:在碳热还原氮化温度1600℃、球磨转速600 r/min和球磨时间120 min下,产物为平均粒径约3μm、元素分布均匀且具有单一相成分的高品质(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N)高熵陶瓷固溶体粉末。碳热还原氮化温度是影响高熵陶瓷固溶体粉末合成的主要因素,其次是球磨转速,而球磨时间影响最小。增加碳热还原氮化温度、球磨转速和球磨时间在不同程度上均有利于元素固溶,但对抑制晶粒长大有负面影响。 展开更多
关键词 (Ti Cr V Nb Mo)(C N) 高熵陶瓷固溶体 机械合金化 球磨 碳热还原氮化 物相组成 微观组织
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(Ti,W)C对超细Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响
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作者 贺逢源 熊健松 +4 位作者 董定乾 熊萧 陈鑫辉 任少杰 熊慧文 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期56-65,共10页
采用低压烧结制备不同(Ti,W)C固溶体粉末含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并系统研究了(Ti,W)C对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究表明:使用(Ti,W)C替代TiC+WC可导致金属陶瓷组织中白芯/环结构的形成,抑制黑芯/环结构的形... 采用低压烧结制备不同(Ti,W)C固溶体粉末含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并系统研究了(Ti,W)C对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究表明:使用(Ti,W)C替代TiC+WC可导致金属陶瓷组织中白芯/环结构的形成,抑制黑芯/环结构的形成,同时硬质相形貌由立方形向球形转变;并且在保持抗弯强度不变的情况下,可提高金属陶瓷的维氏硬度和断裂韧性。低(Ti,W)C含量(2.5%~10%)条件下,随着(Ti,W)C含量的增加,金属陶瓷的黑芯尺寸减小,白芯/灰环结构增多,(Ti,W)C的加入使组织更加均匀,增强了晶粒间结合力;金属陶瓷硬度逐渐升高,抗弯强度和断裂韧性均先提升后降低,当(Ti,W)C含量为7.5%时,金属陶瓷具有最优异的综合力学性能,抗弯强度和断裂韧性分别为2212 MPa和9.0 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 超细Ti(C N)基金属陶瓷 (TI W)C 固溶体粉末 低压烧结 微观组织 力学性能
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