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高转速-高温条件下真空感应加热辉光放电机理及改进措施
1
作者 赵建江 王飞 +1 位作者 陈云敏 韦华 《工业加热》 2026年第3期1-7,共7页
基于航空发动机涡轮叶片强度设计的需求,在具备高转速-高温耦合作用下材料性能测试能力的体力作用材料性能测试装置研发过程中,针对真空感应加热过程中的辉光放电现象,研究了电源频率和真空度对辉光放电的影响规律。通过分析机理和优化... 基于航空发动机涡轮叶片强度设计的需求,在具备高转速-高温耦合作用下材料性能测试能力的体力作用材料性能测试装置研发过程中,针对真空感应加热过程中的辉光放电现象,研究了电源频率和真空度对辉光放电的影响规律。通过分析机理和优化工艺参数,成功解决了真空感应加热辉光放电问题,研制出真空感应加热线圈,并通过测试。使研制的体力作用材料性能测试装置具备高转速-高温作用下材料性能测试的能力,为真空感应加热技术在其他工业领域的广泛使用提供技术支撑。 展开更多
关键词 高转速-高温作用 感应加热 辉光放电 力学性能
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核电厂二回路碳钢管道流动加速腐蚀的研究现状
2
作者 陈凯 游煜铃 +7 位作者 周起印 鲍一晨 李玲 王弘昶 刘晓强 孟凡江 王煦嘉 张乐福 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期57-65,共9页
流动加速腐蚀(FAC)是导致核电厂二回路碳钢管道管壁减薄乃至失效的主要机理之一,严重威胁机组的安全和正常运行。系统梳理了FAC的机理与特征,综述了流速、蒸汽湿度、液滴尺寸、液膜厚度、管壁表面粗糙度、管道几何形状等流体动力学参数... 流动加速腐蚀(FAC)是导致核电厂二回路碳钢管道管壁减薄乃至失效的主要机理之一,严重威胁机组的安全和正常运行。系统梳理了FAC的机理与特征,综述了流速、蒸汽湿度、液滴尺寸、液膜厚度、管壁表面粗糙度、管道几何形状等流体动力学参数,温度、pH、溶解氧浓度、联氨浓度等环境参数,材料成分、表面加工处理等材料因素对FAC的影响,论述了FAC的试验研究以及计算流体动力学数值模拟的应用现状,并介绍了几种典型的FAC速率预测模型;最后,探讨了目前二回路管道FAC研究存在的问题,并对未来的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 流动加速腐蚀 碳钢管道 流体动力学 壁厚减薄 预测模型
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电参数调控TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的研究
3
作者 王晟 张亚利 +4 位作者 刘昊明 刘昱畅 王浩旭 马颖 李元东 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期184-192,共9页
采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影... 采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影响机制并建立回归方程,以此来实现通过电参数对微弧氧化膜层耐蚀性的调控。结果表明:占空比对膜层电化学耐蚀性影响的显著性最高,其次是脉冲频率和电压,处理时间对其影响较小。占空比和脉冲频率通过改变燃弧放电时间和熄弧冷却时间来影响膜层结构和性能,增加电压、占空比、处理时间或降低脉冲频率可使电源输出功率增加,导致膜层厚度增加、微孔孔径增大、致密度降低,膜层中Al2TiO5的生成效率更高,电化学耐蚀性能随之降低。通过相关系数法检验可知:所建立回归方程的因变量与自变量之间具有高度相关性,可以为钛合金微弧氧化膜的性能调控提供理论支持和预测方法。 展开更多
关键词 TC4钛合金 微弧氧化 电参数 耐蚀性 回归分析
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采用压力热处理工艺对金属钨进行表面纳米化处理
4
作者 张鹏飞 何换菊 +4 位作者 张战胜 王标 屈晶晶 林铁松 杨治华 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第5期1292-1298,共7页
为进一步提高金属钨工件在高能辐照、电弧烧蚀等工况下的使用寿命,有必要对钨进行表面纳米化处理,提高表层材料的抗疲劳、耐辐照等性能。然而,由于钨的高熔点和高硬度,使其表层材料发生塑性变形或局部熔化十分困难。本工作以纯钨板为原... 为进一步提高金属钨工件在高能辐照、电弧烧蚀等工况下的使用寿命,有必要对钨进行表面纳米化处理,提高表层材料的抗疲劳、耐辐照等性能。然而,由于钨的高熔点和高硬度,使其表层材料发生塑性变形或局部熔化十分困难。本工作以纯钨板为原料,对其施加10 MPa压力,在真空中将其加热至900℃并保温3 h,采用压力热处理工艺对钨板进行表面纳米化处理。结果显示处理后,在钨板表面形成了厚度2~4μm的纳米晶层,晶层厚度均匀。纳米晶粒呈等轴状,平均晶粒尺寸普遍小于300 nm。钨板内部依然保持为粗晶组织,表面纳米晶层与基体粗晶组织之间结合牢固,无明显界面。本工作有望为钨等难熔金属表面纳米化探索一种更加高效便捷的技术路径,具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 钨 表面处理 表面纳米化 压力热处理 难熔金属
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油浸式变压器铜绕组抗硫腐蚀的研究进展
5
作者 郝春艳 贺春 +4 位作者 于金山 赵鹏 刘盛终 袁媛 郑涵雯 《腐蚀与防护》 北大核心 2026年第1期36-43,共8页
油浸式变压器中铜绕组发生硫腐蚀会生成Cu_(2)S,导致绝缘纸以及绝缘油的一系列性能下降,严重威胁了油浸式变压器的正常运行。针对铜绕组的硫腐蚀,本文从以下四个方面对相关研究进行综述:腐蚀性硫的来源、硫腐蚀的作用机理及其影响因素(... 油浸式变压器中铜绕组发生硫腐蚀会生成Cu_(2)S,导致绝缘纸以及绝缘油的一系列性能下降,严重威胁了油浸式变压器的正常运行。针对铜绕组的硫腐蚀,本文从以下四个方面对相关研究进行综述:腐蚀性硫的来源、硫腐蚀的作用机理及其影响因素(包括环境条件与铜绕组特性)、硫腐蚀对设备的危害,以及主要的抑制与防护措施。 展开更多
关键词 油硫腐蚀 危害 机理 防腐蚀措施
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压水堆燃料包壳腐蚀产物沉积行为的研究进展
6
作者 陈凯 周付杰 +2 位作者 夏天行 黄涛 张乐福 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期31-37,共7页
在压水堆核电厂运行时,一回路组件中的结构材料在高温高压水环境下发生腐蚀,所产生的腐蚀产物随冷却剂迁移至燃料包壳表面并沉积,形成污垢(CRUD)。腐蚀产物沉积行为会恶化传热,导致沸腾危机提前发生,并引起包壳外表面局部温度升高,引发... 在压水堆核电厂运行时,一回路组件中的结构材料在高温高压水环境下发生腐蚀,所产生的腐蚀产物随冷却剂迁移至燃料包壳表面并沉积,形成污垢(CRUD)。腐蚀产物沉积行为会恶化传热,导致沸腾危机提前发生,并引起包壳外表面局部温度升高,引发包壳的局部腐蚀失效。从来源和迁移以及沉积过程等方面综述了压水堆燃料包壳CRUD的形成机理,阐述了冷却剂pH、杂质离子浓度、注锌、溶解氢含量等水化学参数,冷却剂流速、热通量、冷却剂温度、定位格架结构等热工水力参数以及包壳材料对腐蚀产物沉积行为的影响,简述了预测腐蚀产物沉积行为的相关模型,包括Short模型、Uchida模型、多物理场耦合模型等。最后提出了压水堆燃料包壳腐蚀产物沉积行为今后的研究方向。 展开更多
关键词 腐蚀产物沉积行为 燃料包壳 压水堆 热工水力参数 预测模型
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激光熔覆316L粉末熔池热-流动态演化及微观组织研究
7
作者 门秀花 宋宝强 +5 位作者 潘永智 张鹏 庄奇凯 付秀丽 蒋振峰 李明俣 《表面技术》 北大核心 2026年第6期79-94,共16页
目的挖掘激光熔覆过程中熔池内瞬态热流动力的演化行为,是提升修复再制造部件微观结构及其力学性能的关键所在。方法对轮胎模具钢(AISI1045)基体激光熔覆316L粉末,探究基体与粉末交互的热-流-固熔覆工艺特性,重点研究了激光能量吸收、... 目的挖掘激光熔覆过程中熔池内瞬态热流动力的演化行为,是提升修复再制造部件微观结构及其力学性能的关键所在。方法对轮胎模具钢(AISI1045)基体激光熔覆316L粉末,探究基体与粉末交互的热-流-固熔覆工艺特性,重点研究了激光能量吸收、熔池形成及微观演变的动态物理历程,构建了能量源角度(激光功率)影响下瞬态尺度下熔池形成的数值分析模型。基于表观热容方法(CALPHAD)相图计算得出基体和粉体颗粒热物理性质,利用任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格法实现了熔池气/液自由表面的热流动态追踪模拟,结合试验验证了温度梯度(G)和凝固速率(S)对熔池凝固微观组织形貌与枝晶尺度的合理预测。结果熔池内马兰戈尼效应会促进热量从中心向边界扩散,激光功率从800 W增加到1200 W,会显著增强熔池流速和熔池宽度方向的质量热传递,熔池宽度和深度显著增大,峰值温度变化幅度超过15%,熔体流速可达0.5 m/s,且基材熔化比率与激光功率成正比,导致稀释率D在0.35~0.50。瞬态热对流引起枝晶生长速率分布不均,冷却速率(G·S)自熔覆层剖面从上到下逐渐增加,枝晶间距显著减小,凝固组织逐渐向等轴晶转变。结论提出的热输入驱动多场热-流耦合分析方法能够为熔覆层不同区域热流梯度演变及微观组织形成提供预测分析。 展开更多
关键词 激光熔覆 熔池演化 热流动力学 有限元模拟 微观组织
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组织配分对2002双相不锈钢晶间腐蚀敏感性的影响
8
作者 胡骞 刘馨雅 +2 位作者 康远程 黄峰 刘静 《武汉科技大学学报》 北大核心 2026年第1期24-30,共7页
针对经济型双相不锈钢2002组织配分与其晶间腐蚀敏感性的相关性问题,采用电化学测试手段,结合微观形貌观察和成分分析,研究了固溶处理对DSS 2002中两相占比和元素分布的影响规律,探讨了时效DSS 2002的晶间腐蚀机理。结果表明,经时效处... 针对经济型双相不锈钢2002组织配分与其晶间腐蚀敏感性的相关性问题,采用电化学测试手段,结合微观形貌观察和成分分析,研究了固溶处理对DSS 2002中两相占比和元素分布的影响规律,探讨了时效DSS 2002的晶间腐蚀机理。结果表明,经时效处理后的DSS 2002在DL-EPR测试后会同时呈现组织选择性腐蚀和晶间腐蚀两种局部腐蚀现象。组织选择性腐蚀归因于固溶过程α和γ相中合金元素含量差异导致的耐蚀性差异,而晶间腐蚀则源于时效过程富Cr相在晶界的析出。随着α相占比增大,Cr元素在α相中的含量下降,富Cr相在在α相晶间析出的敏感性也随之降低,富Cr相的团聚现象愈发轻微且不连续,伴随着富Cr相团聚析出贫Cr区占比也不断减少,晶间腐蚀敏感性由3.87%下降至0.91%。 展开更多
关键词 双相不锈钢 元素配分 晶间腐蚀 DL-EPR测试 选择性腐蚀
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激光清洗对超低碳贝氏体钢腐蚀性能的影响
9
作者 陈玲 王非森 +2 位作者 文申柳 漆翔 周林军 《应用激光》 北大核心 2026年第1期68-77,共10页
超低碳贝氏体钢具有良好的韧性、足够的强度,能满足环境恶劣的条件下使用要求,广泛应用于航舰、石油管线、海洋结构等领域,但在大气环境和海洋环境中易发生盐雾腐蚀和电化学腐蚀。为研究激光能量密度的激光清洗方法对超低碳贝氏体钢B80... 超低碳贝氏体钢具有良好的韧性、足够的强度,能满足环境恶劣的条件下使用要求,广泛应用于航舰、石油管线、海洋结构等领域,但在大气环境和海洋环境中易发生盐雾腐蚀和电化学腐蚀。为研究激光能量密度的激光清洗方法对超低碳贝氏体钢B800CF盐雾腐蚀和电化学腐蚀性能的影响,将生锈后的超低碳贝氏体钢通过机械清洗、1.53 J·cm^(-2)、2.04 J·cm^(-2)、2.55 J·cm^(-2)的激光能量密度进行锈层清洗,观察清洗后材料表面形貌,并采用电化学实验、盐雾试验测定电化学极化曲线、阻抗谱、失重率,分析试样的耐腐蚀性。材料表面SEM形貌观察、电化学试验及盐雾腐蚀试验分析表明,采用激光能量密度为2.04 J·cm^(-2)的激光对超低碳贝氏体钢B800CF清洗后,其表面粗糙度值最小,耐盐雾腐蚀和耐电化学腐蚀效果最佳。 展开更多
关键词 激光清洗 功率密度 超低碳贝氏体钢 耐腐蚀性能 表面形貌
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海洋大气环境下动耳衬套-垫片构件的磨损腐蚀行为
10
作者 李刚 金灵好 +5 位作者 许佳程 黄诗雨 李明 蔡良续 吴伟 邢少华 《表面技术》 北大核心 2026年第6期53-62,共10页
目的研究机翼典型金属构件在机械载荷与大气薄液膜协同作用下的磨损腐蚀行为,为提升飞机结构可靠性与安全服役提供依据。方法采用薄液膜法模拟潮湿海洋大气环境,设计适配于摩擦磨损实验机的动耳衬套-垫片构件对摩副,搭建金属构件磨损腐... 目的研究机翼典型金属构件在机械载荷与大气薄液膜协同作用下的磨损腐蚀行为,为提升飞机结构可靠性与安全服役提供依据。方法采用薄液膜法模拟潮湿海洋大气环境,设计适配于摩擦磨损实验机的动耳衬套-垫片构件对摩副,搭建金属构件磨损腐蚀协同损伤电化学监测试验装置,开展开路电位条件下的磨损腐蚀、动电位极化测试和阴极保护电位下的纯机械磨损三组试验,基于磨痕轮廓和腐蚀电流密度计算构件在不同动作频次下的磨蚀损失分量。结果1Cr17Ni2动耳衬套-316L不锈钢垫片构件在海洋大气环境中磨蚀的总体积损失量最高达4.10×10^(-3)mm^(3)(1 Hz),最低为2.76×10^(-3)mm^(3)(0.17 Hz)。纯摩擦体积损失量在不同频率下的变化有限,其数值介于2.49×10^(-3)mm^(3)(0.17 Hz)至2.80×10^(-3)mm^(3)(1 Hz)之间。在体积损失的构成方面,纯摩擦体积损失在总体积损失中占据最大比例,贡献率超过60%;纯腐蚀导致的材料损失极为有限,占比低于0.3%;摩擦引起的腐蚀体积损失增量占比随频率升高而增加,最高占比可达总体积损失的4.1%;腐蚀对磨损的加速作用不可忽视,其导致的磨损体积增量占比最高达27.3%,在各类协同效应中贡献居第二位。结论该金属构件的磨蚀失效机制主要由纯机械磨损和腐蚀引起的磨损增量共同主导,其耐磨蚀性能表现出显著的摩擦频率依赖性,在高频率工况下,各项体积损失量数值均达到最大值。摩擦频率的提高不仅直接加剧机械磨损,还通过强化腐蚀-磨损协同效应,显著降低材料的耐磨蚀性能。 展开更多
关键词 机翼构件 大气薄液膜 腐蚀-磨损交互作用 摩擦频率 摩擦副
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等离子喷涂Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)强化聚四氟乙烯不粘涂层的制备及其性能研究
11
作者 曹达华 高岩 +4 位作者 雒晓涛 申继豪 程志喜 万鹏 李洪伟 《表面技术》 北大核心 2026年第3期252-261,共10页
目的针对传统不粘涂层耐磨性差、表面磨损后疏水性快速衰减等问题,提出一种离散Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷凸起结构强化的聚四氟乙烯(PTFE)耐磨不粘涂层结构设计,在摩擦磨损中,通过高硬度的陶瓷凸起对摩擦副的支撑作用,避免PTFE... 目的针对传统不粘涂层耐磨性差、表面磨损后疏水性快速衰减等问题,提出一种离散Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷凸起结构强化的聚四氟乙烯(PTFE)耐磨不粘涂层结构设计,在摩擦磨损中,通过高硬度的陶瓷凸起对摩擦副的支撑作用,避免PTFE被快速磨除,以提高不粘涂层的耐磨性。方法首先,采用等离子喷涂半熔化粒子沉积具有高表面粗糙度的AT40陶瓷涂层;其次,采用PTFE填充AT40陶瓷涂层表面半熔化粒子凸起间的空隙,获得复合涂层。研究喷涂距离对AT40涂层表面结构的影响,揭示AT40涂层表面粗糙度对复合涂层耐磨性能及持久不粘性能的影响规律。结果当喷涂距离从40mm分别提高到80、120、150mm时,等离子喷涂AT40陶瓷涂层的表面粗糙度先减小后增加,在喷涂距离为40mm时,粗糙度Ra最高,为19.3μm,R_(z)为220.4μm。将该条件下制备的AT40陶瓷涂层表面涂覆PTFE面层后,在摩擦磨损25000周后依然能够保持不粘性能,相较于传统的PTFE不粘涂层提升了约4倍。结论大气等离子喷涂的高粗糙度AT40陶瓷底层与PTFE面层的复合耐磨不粘涂层具有优异的耐磨性能和持久的不粘性能,可大幅提升不粘烹饪器皿的使用寿命。 展开更多
关键词 等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)/PTFE复合涂层 表面微凸结构 耐磨性 疏水性
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移动抛丸机回收分离系统模拟及实验验证
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作者 张明路 王建宇 +1 位作者 高春艳 吕晓玲 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第1期112-122,共11页
为提高金属表面除锈移动抛丸机的使用寿命,减少丸料中杂质含量,优化改进了一款移动抛丸机的回收分离系统,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)与离散单元法(discrete element method, DEM)耦合的方法,对回收分离过... 为提高金属表面除锈移动抛丸机的使用寿命,减少丸料中杂质含量,优化改进了一款移动抛丸机的回收分离系统,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)与离散单元法(discrete element method, DEM)耦合的方法,对回收分离过程进行仿真及模拟分析,引入回收分离效率作为量化衡量参数,研究气流速度、挡板结构和抛丸量对回收分离效率的影响,并分别进行仿真验证。结果表明,气流速度、挡板结构改进对提升回收分离效率影响显著,优化改进后的回收分离系统钢丸回收效率达95%以上,杂质分离效率达80%以上,实验结果与仿真结果最大误差小于3%,验证了数值模拟的合理性,可为移动抛丸机回收分离系统结构和工艺参数优化提供理论支持。 展开更多
关键词 移动抛丸机 CFD-DEM耦合 回收分离系统 结构优化
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热障涂层高灵敏YAG:xCe荧光应力响应单元的构筑及其应力响应机理
13
作者 成波 丁呈云 +7 位作者 白易博 楚倩倩 任鲲鹏 郑光彬 侯东 张辛健 安国升 李文生 《表面技术》 北大核心 2026年第3期52-60,95,共10页
目的热障涂层高温服役过程中产生的残余应力是导致其失效的关键因素,开发高灵敏度的无损检测技术对于评估涂层可靠性至关重要。本研究通过构筑不同体系耐高温YAG:x Ce荧光应力响应单元提高热障涂层残余应力检测灵敏度。方法采用真空烧... 目的热障涂层高温服役过程中产生的残余应力是导致其失效的关键因素,开发高灵敏度的无损检测技术对于评估涂层可靠性至关重要。本研究通过构筑不同体系耐高温YAG:x Ce荧光应力响应单元提高热障涂层残余应力检测灵敏度。方法采用真空烧结法构筑了不同浓度Ce^(3+)掺杂的Y_(3)Al_(5)O_(12)(YAG:x Ce,x=0.03、0.06、0.08、0.12)荧光应力响应单元复合粉末。利用大气等离子喷涂将所获得的复合粉末制备成系列YAG:x Ce热障涂层陶瓷层。研究Ce^(3+)掺杂浓度对复合粉末及涂层荧光性能的影响,通过密度泛函理论计算研究了不同Ce^(3+)掺杂浓度与荧光应力之间的关系。结果所制备的系列YAG:x Ce涂层具有良好的高温稳定性,涂层荧光强度随Ce^(3+)掺杂浓度呈先增大后减小趋势,浓度为0.08%时,对应最大荧光峰位移。结论成功构筑了系列YAG:x Ce荧光应力响应单元,并明确了其发光效率与应力响应特性可通过掺杂浓度进行有效调控;阐明了掺杂浓度-晶格微变-荧光压谱效应之间的构效关系,为实现热障涂层内部应力状态的高灵敏、无损原位监测提供了重要的材料体系与理论依据,对新一代航空发动机热障涂层的健康监测与寿命预测具有积极的支撑作用。 展开更多
关键词 热障涂层 荧光 应力 YAG:Ce
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Co-Cr-W合金熔覆层锌腐蚀行为
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作者 李德元 黄国轩 +2 位作者 李光全 张楠楠 孙俊 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2026年第2期102-109,共8页
【目的】在金属材料表面采用热浸镀方法制作纯锌层是一种高效的耐腐蚀保护层制备方法,但在热浸镀锌的生产过程中,由于液态锌具有较强的扩散能力与反应活性,会与沉没辊等构件中的铁元素发生反应,生成铁锌合金脆性金属间化合物,该反应不... 【目的】在金属材料表面采用热浸镀方法制作纯锌层是一种高效的耐腐蚀保护层制备方法,但在热浸镀锌的生产过程中,由于液态锌具有较强的扩散能力与反应活性,会与沉没辊等构件中的铁元素发生反应,生成铁锌合金脆性金属间化合物,该反应不仅会持续消耗构件中的铁元素,被腐蚀掉的铁渣黏结在沉没辊表面还会划伤镀层。【方法】采用等离子熔覆方法在316L不锈钢基材上制备厚约5 mm的两种不同钴基合金熔覆层,并将两种熔覆层置于450℃熔融液态Zn中分别腐蚀72、120、168 h,分析其腐蚀后形貌、产物和元素损失情况,探究钴基合金熔覆层的腐蚀行为与机理。【结果】两种合金熔覆层原始组织中均存在γ-Co和Cr_(7)C_(3)、Cr_(23) C_(6)碳化物,但2^(#)合金熔覆层的碳化物数量相对较多,分布更弥散。1^(#)合金熔覆层的腐蚀方式为均匀溶解性腐蚀,腐蚀过程中出现了具有较多孔隙和横向裂纹的扩散层。由于Zn可与C发生反应,C元素由内向外扩散,导致扩散层和熔覆层表面C含量升高。腐蚀168 h后,热应力作用导致横向裂纹扩展,扩散层最终剥离为上下两层,层间存在Zn的侵入现象。2^(#)合金熔覆层腐蚀过程中同样出现了扩散层,但孔隙和裂纹很少,也未发生扩散层分裂现象。腐蚀过程中Zn先扩散至碳化物与Co固溶体的晶界,随后对Co固溶体进行溶解腐蚀并逐步绕过碳化物相,导致熔覆层厚度逐渐减薄。两种合金熔覆层的耐蚀性能均高于316L不锈钢基材,1^(#)合金熔覆层的腐蚀速度约为316L不锈钢基材的1/3,2^(#)合金熔覆层的腐蚀速度约为316L不锈钢基材的1/4。虽然两种熔覆层组织中碳化物类型几乎相同,且碳化物均不与Zn发生反应,但2^(#)合金熔覆层中碳化物含量相对较多,碳化物能够阻碍Zn的扩散,导致能与Zn反应的Co基固溶体变少,因此,碳化物含量较高的2^(#)合金熔覆层具有较好的耐蚀性能。【结论】在等离子熔覆过程中原位生成的碳化物对钴基合金具有较好的保护作用,且其腐蚀速度随着碳化物形成元素含量的增加而大幅降低。由不同时长的腐蚀结果可知,碳化物含量的增加可以有效提高沉没辊在液态Zn中的服役时间。 展开更多
关键词 等离子熔覆 不锈钢 钴基合金 原位生成 金属间化合物 碳化物 耐Zn腐蚀 固-液界面
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激光纹理与电沉积抗菌涂层协同提升钛植体性能
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作者 杨成娟 杜腾龙 +5 位作者 郭珂昕 陈萧宇 耿红娟 尼娜 田延岭 杨振 《表面技术》 北大核心 2026年第2期254-265,共12页
目的解决钛及其合金在口腔种植体应用中存在的抗菌性能不足及骨整合失败问题。方法提出一种协同表面工程策略,将飞秒激光制备的微纳结构与壳聚糖/明胶/米诺环素(CS/GT/Mino)复合电沉积涂层相结合,实现抗菌与促骨整合功能的统一。飞秒激... 目的解决钛及其合金在口腔种植体应用中存在的抗菌性能不足及骨整合失败问题。方法提出一种协同表面工程策略,将飞秒激光制备的微纳结构与壳聚糖/明胶/米诺环素(CS/GT/Mino)复合电沉积涂层相结合,实现抗菌与促骨整合功能的统一。飞秒激光在钛表面构建了约25μm宽的沟槽和500 nm周期的激光诱导周期性表面结构(LIPSS),形成多尺度的机械嵌锁界面,同时H_(2)O_(2)的引入有效抑制了电沉积过程中气体析出,保证了涂层的均匀性和完整性。结果实验结果表明,激光纹理化表面显著增强了涂层的界面结合强度,剪切强度由抛光表面的5.7 MPa提升至33.9 MPa,增强近6倍。此外,涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出明显的早期抑菌活性,且多层次的表面形貌延长了药物释放路径,实现了米诺环素的可控缓释。荧光染色和细胞形貌分析显示,激光诱导的各向异性结构能够引导成骨细胞(MC3T3-E1)有序排列与展伸,促进其骨向分化。结论该研究提出了一种将机械稳定性与生物功能性协同集成的新型涂层构建策略,为实现抗感染、促骨整合的多功能口腔种植体表面提供了理论支持和实践路径。 展开更多
关键词 飞秒激光纹理 电沉积 壳聚糖/明胶/米诺环素涂层 抗菌性能 骨整合 剪切强度 缓释
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骨科内植物表面纳米织构吸附能力建模及电化学加工方法
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作者 史筱红 李政伟 +2 位作者 孙铁伟 张鹏浩 高相胜 《电镀与涂饰》 北大核心 2026年第1期36-46,共11页
[目的]骨科内植物经常用于骨科疾病的治疗中。本文旨在总结内植物表面纳米织构吸附能力的建模方法及电化学加工技术的研究进展,为开发高结合性能的植入体表面提供参考。[方法]综述了骨科内植物表面织构吸附能力的建模方法,并概述了阳极... [目的]骨科内植物经常用于骨科疾病的治疗中。本文旨在总结内植物表面纳米织构吸附能力的建模方法及电化学加工技术的研究进展,为开发高结合性能的植入体表面提供参考。[方法]综述了骨科内植物表面织构吸附能力的建模方法,并概述了阳极氧化、微弧氧化、电化学压印光刻、原子层沉积等电化学加工技术在骨科内植物表面纳米织构制备中的应用。[结果]通过建模分析可从分子到宏观尺度揭示蛋白吸附机制与表面形貌、电荷分布之间的关系。电化学加工技术能够在钛等金属表面构建不同形貌的纳米结构,有效提高内植物表面的抗菌性、耐蚀性和生物相容性,从而增强骨结合能力。[结论]骨科内植物表面纳米织构电化学加工制备技术及其吸附能力建模能够突破传统骨科内植物设计和工艺的限制,其应用有利于推动骨科内植物的升级换代。 展开更多
关键词 骨科内植物 纳米织构 吸附能力 数值建模 电化学加工 综述
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高温氨腐蚀行为、评价与防护技术研究进展
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作者 李加庆 胡磊 +5 位作者 刘子涵 滕霖 张朱武 陈崇启 罗宇 江莉龙 《化工进展》 北大核心 2026年第2期1098-1109,共12页
“双碳”目标背景下,发展“氨-氢”绿色能源技术不仅能实现氢气的高效存储和能源的区域再分布,还可实现终端零碳排放的清洁利用。然而,临氨设备及材料可能会面临严苛服役环境下的腐蚀及失效问题。综合当前国内外高温氨腐蚀研究进展,本... “双碳”目标背景下,发展“氨-氢”绿色能源技术不仅能实现氢气的高效存储和能源的区域再分布,还可实现终端零碳排放的清洁利用。然而,临氨设备及材料可能会面临严苛服役环境下的腐蚀及失效问题。综合当前国内外高温氨腐蚀研究进展,本文对不同服役环境、不同材质的高温氨腐蚀行为、高温氨腐蚀评价以及防护技术四个方面进行概述,并凝练高温氨腐蚀本质机理,展望未来研究发展方向。高温氨腐蚀以氮化作用为主要机制,受温度、时间、流速、浓度及材质等多方面因素的影响;高温氨腐蚀可通过腐蚀速率、塑性、冷弯、化学成分、显微组织等关键指标进行评价;建议充分考虑具体服役环境和氮化问题,综合运用多种腐蚀防护措施,构建完善的设备及材料高温氨腐蚀监测、防护及管控标准体系。 展开更多
关键词 “氨-氢”绿色能源 高温氨腐蚀 评价与防护 反应器 机械性能 显微结构
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脉冲偏压对CrN/TiAlN纳米多层薄膜微观结构和力学性能的影响
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作者 魏永强 张华森 +6 位作者 张晓晓 顾艳阳 杨佳乐 刘畅 吕怿东 韦春贝 钟素娟 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第3期976-992,共17页
采用电弧离子镀技术在高速钢和单晶硅片(100)基体表面制备CrN/TiAlN纳米多层薄膜,研究脉冲偏压对薄膜微观结构和性能的影响规律。通过SEM、EDS、XRD对薄膜的微观结构和物相组成进行表征,采用洛氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和... 采用电弧离子镀技术在高速钢和单晶硅片(100)基体表面制备CrN/TiAlN纳米多层薄膜,研究脉冲偏压对薄膜微观结构和性能的影响规律。通过SEM、EDS、XRD对薄膜的微观结构和物相组成进行表征,采用洛氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对膜基结合力、纳米硬度以及薄膜的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能进行测试。结果表明:随着脉冲偏压的增大,薄膜表面的大颗粒数量减少,薄膜厚度呈现先增大后减小的趋势。当脉冲偏压为-150 V时,薄膜厚度最高可达937 nm,薄膜的膜基结合力均达到HF1等级;当脉冲偏压为-300 V时,薄膜的硬度和弹性模量分别为42.34 GPa和516.32 GPa,稳定摩擦因数为0.62,磨损率降到最小1.26×10^(−8) mm^(3)/(N·mm);当脉冲偏压为-400 V时,自腐蚀电流密度为0.267μA/cm^(2),薄膜的耐腐蚀性能最佳。 展开更多
关键词 电弧离子镀 CrN/TiAlN纳米多层薄膜 脉冲偏压 耐磨性 耐腐蚀性
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脉冲偏压占空比对TiAlCrN多元复合薄膜微观结构和性能的影响规律
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作者 魏永强 王唯骏 +6 位作者 李永辉 王道洋 杨佳乐 刘畅 吕怿东 韦春贝 钟素娟 《表面技术》 北大核心 2026年第6期40-52,共13页
目的为提升M2高速钢材料的表面性能,研究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元复合薄膜微观结构和性能的影响规律。方法采用电弧离子镀方法,在M2高速钢表面制备Ti AlCrN多元复合薄膜,再通过多种检测表征方法,探究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元... 目的为提升M2高速钢材料的表面性能,研究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元复合薄膜微观结构和性能的影响规律。方法采用电弧离子镀方法,在M2高速钢表面制备Ti AlCrN多元复合薄膜,再通过多种检测表征方法,探究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元复合薄膜微观结构与性能的影响规律。结果随脉冲偏压占空比的增加,Ti AlCrN薄膜表面大颗粒数量整体呈递减的变化趋势;薄膜晶面择优取向发生明显转变,占空比在20%及以下时为(200)晶面,占空比在30%及以上时转变为(111)晶面。当脉冲偏压占空比为10%时,薄膜中Al元素含量(原子数分数)达到峰值21.37%,平均晶粒尺寸最大为6.17 nm,薄膜硬度达到最大值2381HV,薄膜的结合力最优为74 N;当脉冲偏压占空比为20%时,平均摩擦系数降至最小值0.84;占空比为40%时薄膜中Cr元素含量(原子数分数)最高为22.37%,Cr对薄膜晶粒的细化作用最显著,使薄膜平均晶粒尺寸最小为2.86 nm,致密的薄膜结构可有效阻隔腐蚀介质渗透,自腐蚀电位达到最高值-0.39 V(vs.SCE)。相较于M2高速钢基体,Ti AlCrN多元复合薄膜的硬度、耐腐蚀及摩擦磨损性能均实现显著提升。Ti AlCrN多元复合薄膜在刀具与模具性能提升方面具有良好的应用前景,研究结果为硬质薄膜沉积工艺优化提供了实验依据。结论Ti Al CrN多元复合薄膜能显著提升高速钢基体的性能,通过调节脉冲偏压占空比可优化其结构与综合性能,其中脉冲偏压占空比为10%时薄膜硬度最高,脉冲偏压占空比为40%时薄膜耐腐蚀和抗摩擦磨损性能最优。 展开更多
关键词 电弧离子镀 脉冲偏压占空比 TiAlCrN多元复合薄膜 微观组织 性能
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机器学习辅助耐磨耐腐蚀高熵合金设计的现状与展望
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作者 谢芋江 漆俊杰 +3 位作者 蒋文宇 文雄 温飞娟 黄本生 《材料导报》 北大核心 2026年第3期164-171,共8页
高熵合金(HEAs)具有高强度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优异的性能,广泛应用于石油工程和航空航天等领域。但是高熵合金的成分空间复杂,设计难度极大。以往高熵合金的设计主要依赖试错法和模拟计算法等,这些方法既耗时又浪费资源... 高熵合金(HEAs)具有高强度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优异的性能,广泛应用于石油工程和航空航天等领域。但是高熵合金的成分空间复杂,设计难度极大。以往高熵合金的设计主要依赖试错法和模拟计算法等,这些方法既耗时又浪费资源。近年来,机器学习(ML)作为研究高熵合金的强大工具逐渐崭露头角,通过训练模型和识别关键特征来推动研究。本文首先介绍了机器学习的基本原理,之后在广泛收集了机器学习辅助高熵合金设计的研究成果的基础上综述了机器学习在高熵合金设计中的最新应用,特别是相结构、耐磨性以及耐蚀性方面的研究。 展开更多
关键词 机器学习 高熵合金 相结构 耐磨性 耐蚀性
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