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精密谐振器件表面导电层原子层沉积制备技术研究 被引量：1
1
作者 龚婷 冯昊 《表面技术》 北大核心 2025年第12期175-185,共11页
目的 利用原子层沉积(ALD)技术在半球陀螺谐振子表面制备Pt导电层。方法 以ALD制备的氧化物/金属薄膜为谐振子过渡层,再沉积Pt为导电层。椭圆偏振光谱仪(SE)用于测试薄膜厚度。利用X-射线光电子能谱(XPS)、掠入射X-射线衍射(GIXRD)、扫... 目的 利用原子层沉积(ALD)技术在半球陀螺谐振子表面制备Pt导电层。方法 以ALD制备的氧化物/金属薄膜为谐振子过渡层,再沉积Pt为导电层。椭圆偏振光谱仪(SE)用于测试薄膜厚度。利用X-射线光电子能谱(XPS)、掠入射X-射线衍射(GIXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)分析薄膜组成、晶型、形貌及粗糙度。采用聚焦离子束-透射电子显微镜(FIB-TEM)结合能量色散X射线元素面分布(EDX-mapping)、线扫描分布谱揭示膜层微观结构。采用电子万能试验机测试薄膜和石英片的界面结合强度。结果 SE测试结果表明,Pt/氧化物薄膜体系的Pt平均厚度为123?,不均匀度仅为1.6%,Pt/金属薄膜体系的Pt平均厚度为155?,不均匀度为4%。XPS显示Pt薄膜主要成分由零价Pt构成,XRD检测到在2θ=39.8°处存在明显的Pt(111)衍射峰。SEM观测到薄膜表面Pt纳米颗粒分布均匀。AFM进一步揭示金属及Pt/金属薄膜粗糙度分别为1.47 nm和0.99 nm。FIB-TEM、EDX-mapping及线扫描分布谱结果表明Pt/氧化物和Pt/金属厚度均匀、致密,膜层界面的元素相互扩散。力学测试显示,氧化物过渡层使界面结合强度提升至7.1MPa,较无过渡层体系(3.0MPa)提高1.37倍;金属过渡层体系结合强度最高可达8.4 MPa。结论 ALD技术可以实现半球陀螺谐振子表面高均匀性、高结合强度的Pt薄膜制备。 展开更多
关键词 半球陀螺谐振子 原子层沉积 Pt薄膜 过渡层 均匀性 结合强度
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聚环氧琥珀酸衍生物的合成及在天然海水中对碳钢材料的缓蚀性能 被引量：1
2
作者 刘会媛 柳鑫华 +7 位作者 张源 石晓宇 罗宝晶 张红霞 李彦哲 马楠 古林艳 杜嘉瑞 《功能材料》 北大核心 2025年第5期5226-5236,共11页
为了拓宽聚环氧琥珀酸的应用范围,用L-半胱氨酸和氨基乙磺酸对聚环氧琥珀酸改性制备了一种新型聚环氧琥珀酸衍生物(PESA-Lcy-Sea)。将得到的PESA-Lcy-Sea及其四元复配物作为海水介质中Q235碳钢(QCA)材料的缓蚀剂。实验结果表明,当PESA-L... 为了拓宽聚环氧琥珀酸的应用范围,用L-半胱氨酸和氨基乙磺酸对聚环氧琥珀酸改性制备了一种新型聚环氧琥珀酸衍生物(PESA-Lcy-Sea)。将得到的PESA-Lcy-Sea及其四元复配物作为海水介质中Q235碳钢(QCA)材料的缓蚀剂。实验结果表明,当PESA-Lcy-Sea、HAPP、Zn^(2+)和Na_(2)WO_(4)分别为0.65、0.01、0.004和0.04 g/L时,他们之间有着良好的协同缓蚀效果,且缓蚀率可以达到94.59%。PESA-Lcy-Sea四元复配物对阴、阳极反应均有抑制作用,腐蚀电流降低。EIS证明了四元复配物的加入增强了QCA表面电荷转移的阻力。SEM、AFM、XPS和CA检测可知,缓蚀剂通过在Q235钢表面形成保护膜来抑制腐蚀,从而PESA-Lcy-Sea四元复配物有更好的缓蚀效果。研究为天然海水作为冷却水缓蚀剂的开发提供技术支持。 展开更多
关键词 碳钢材料 聚环氧琥珀酸衍生物 天然海水 复合缓蚀剂 表面分析
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含体积型缺陷集输管道剩余强度评价方法适用性 被引量：1
3
作者 韩冰 季蓓蕾 +1 位作者 付强 张欣亮 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第3期91-98,共8页
基于径厚比为13~20的管道内压爆破试验数据,建立了含腐蚀缺陷集输管道数值计算模型的失效判定准则,并开展了不同缺陷尺寸条件下三种标准评价方法的适用性对比分析;在此基础上,基于交叉验证优化的支持向量机(CV-SVM)算法,建立了集输管道... 基于径厚比为13~20的管道内压爆破试验数据,建立了含腐蚀缺陷集输管道数值计算模型的失效判定准则,并开展了不同缺陷尺寸条件下三种标准评价方法的适用性对比分析;在此基础上,基于交叉验证优化的支持向量机(CV-SVM)算法,建立了集输管道失效压力预测模型,对比分析了预测模型与标准方法的预测效果。结果表明:不同缺陷长度、深度及宽度下,DNV-RP-F101标准方法适用于径厚比较小的集输管道,但当缺陷长度小于1D(D为管道外径)时,该方法不具有保守性,推荐采用PCORRC标准方法。相比于标准方法,预测模型的准确率提高了3.11%,适用于含腐蚀缺陷集输管道工程适用性评估。 展开更多
关键词 集输管道 内腐蚀 失效准则 评价方法 预测模型
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含杂质超临界CO_(2)输送管道水膜生成模拟及腐蚀威胁预测 被引量：1
4
作者 陈兵 张萧玉 +3 位作者 房启超 唐春丽 齐文娇 王香增 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第3期68-76,共9页
以延长油田一期管网工程中榆林能化-乔家洼干线CO_(2)输送管道为例,结合热力学分析了该实际管网工程中杂质水凝析过程及其腐蚀威胁,使用OLGA软件模拟了管线的水膜生成并预测了腐蚀威胁,分析了稳态工况和不同瞬态工况下水膜含量及存在位... 以延长油田一期管网工程中榆林能化-乔家洼干线CO_(2)输送管道为例,结合热力学分析了该实际管网工程中杂质水凝析过程及其腐蚀威胁,使用OLGA软件模拟了管线的水膜生成并预测了腐蚀威胁,分析了稳态工况和不同瞬态工况下水膜含量及存在位置变化,并基于试验数据验证了模拟方法的适用性。结果表明:在稳态运行过程中,该管线前22.3 km存在一定量的连续水膜,管内存在腐蚀威胁;随管线输量波动,水膜体积增加,低输量下存在水膜的管段更长;低压运行时水膜体积减少,但在压力恢复过程中,水膜体积迅速增加,被水膜覆盖的管线长度达到37 km;在停输/再启动工况下,水膜体积和存在水膜的管段长度均减小,但停输可能导致前8 km管线中的静态水膜发生聚集,造成管壁严重腐蚀;在泄漏工况下,管内水膜体积增加,存在水膜的管段长度增加至30 km,管内腐蚀威胁较大。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 腐蚀 水膜 存在位置
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Mo含量对Stellite21堆焊层组织与性能的影响 被引量：1
5
作者 骆芳 胡金昕 宣丹枫 《表面技术》 北大核心 2025年第11期221-230,共10页
目的提高三偏心蝶阀硬密封面Stellite21钴基合金堆焊层的耐磨性和耐蚀性。方法使用行星角磨机充分混合Stellite21粉末和钼(Mo)粉,并采用等离子弧堆焊技术在WCB铸钢上制备了不同质量分数Mo(5.5%、7.5%、10%、12.5%、15%)的堆焊层,使用光... 目的提高三偏心蝶阀硬密封面Stellite21钴基合金堆焊层的耐磨性和耐蚀性。方法使用行星角磨机充分混合Stellite21粉末和钼(Mo)粉,并采用等离子弧堆焊技术在WCB铸钢上制备了不同质量分数Mo(5.5%、7.5%、10%、12.5%、15%)的堆焊层,使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对堆焊层的金相组织、成分分布和物相组成进行分析,并通过维氏硬度测试、摩擦磨损、电化学腐蚀试验和浸泡腐蚀试验,探究不同Mo含量对堆焊层硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果随着Mo含量的增加,堆焊层中柱状晶的持续生长受到抑制,形成了更多短小的枝晶和等轴晶;Mo_(2)C相集中在晶界处,Co_(7)Mo_(6)和Co_(3)Mo相的含量增加,而Cr_(23)C_(6)型碳化物相的含量相对减少;堆焊层的硬度随着Mo含量的增加而提高,当Mo质量分数达到15%时,显微硬度达到最高值398HV,与含5.5%Mo的堆焊层相比,硬度提高了约19.5%;当Mo质量分数为10%时,堆焊层的摩擦系数和磨损量最低,分别降低了约17.2%和79.1%,且堆焊层也表现出高腐蚀电位和低腐蚀电流密度,分别为-0.999 V和1.552×10^(-5) A/cm^(2),浸泡腐蚀完后的失重系数K降至最低,K值为1.54%。结论加入4.5%Mo粉,使Stellite21钴基合金的Mo含量达到10%(质量分数),能有效提升密封面堆焊层的硬度、耐磨性和耐蚀性,延长三偏心蝶阀的工作使用寿命。 展开更多
关键词 三偏心蝶阀 等离子弧堆焊 Stellite21钴基合金 Mo含量 耐磨性 耐蚀性
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极地船舶螺旋桨用不锈钢的腐蚀与海冰冲蚀性能研究 被引量：1
6
作者 孙士斌 郭昇旭 +2 位作者 常雪婷 蒋颖畅 王东胜 《表面技术》 北大核心 2025年第16期67-79,共13页
目的探究极地船舶螺旋桨用不锈钢表面受海冰冲蚀与海水腐蚀的损伤特征与机理,并尝试用数值仿真方法模拟海冰冲蚀过程。方法对3种不同合金含量的螺旋桨钢样进行海冰冲蚀实验和海水浸泡腐蚀性能,利用金相显微镜、白光干涉显微镜、扫描电... 目的探究极地船舶螺旋桨用不锈钢表面受海冰冲蚀与海水腐蚀的损伤特征与机理,并尝试用数值仿真方法模拟海冰冲蚀过程。方法对3种不同合金含量的螺旋桨钢样进行海冰冲蚀实验和海水浸泡腐蚀性能,利用金相显微镜、白光干涉显微镜、扫描电子显微镜等对实验样品表面晶粒组织、宏观形貌、微观组织等进行观测并分析,分析样品冲蚀速率、腐蚀速率与不同合金含量的相关性。在FLUENT软件使用SST k-ω模型与Standard k-ε模型2种湍流模型对冲蚀实验过程进行模拟,使用Oka冲蚀模型计算壁面冲蚀率,并与实验值对比。结果3种极地螺旋桨用不锈钢都出现明显损伤,部分冲蚀后表面出现直径约为100μm的坑洞和片状剥落区,冲蚀后与腐蚀后形貌存在明显区别,试样冲蚀率为1.39×10^(−8)~3.56×10^(−8)kg/(m^(2)·s);海水浸泡腐蚀后表面出现点蚀坑,随着环境温度降低,不锈钢腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率降低,20℃下腐蚀速率最高,腐蚀速率为9.846×10^(−4)~6.175×10^(−3) mm/a。随着合金元素Cr、Ni含量的提升,不锈钢的耐冲蚀与腐蚀性能显著改善,表面损伤减少。使用SST k-ω模型仿真得出冲蚀率为1.11×10^(−8)~2.42×10^(−8)kg/(m^(2)·s),仿真值与钢材表面冲蚀率试验变化趋势接近。结论Cr、Ni含量是提升极地船舶螺旋桨用不锈钢抗冲蚀与腐蚀性能的重要因素,能够使钝化层致密并提升不锈钢抵抗侵蚀的能力,模拟冲蚀时壁面正前方会出现速度骤降区域,此处静压增大、动压减小,SST k-ω模型下获取的冲蚀率与实验值有较好的相符性。 展开更多
关键词 极地螺旋桨用不锈钢 海冰冲蚀 海水腐蚀 机理分析 冲蚀仿真 实验对照
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镍合金盘元高压磨料水射流除鳞工艺研究 被引量：1
7
作者 唐勇 吴伟 谭沁源 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期103-108,共6页
为了减少酸洗工艺在去除镍合金轧制盘元表面氧化皮(除鳞)时所产生的工艺金属损失及污染排放,依据高压磨料水射流除鳞工艺特点,建立完整的轧制镍合金除鳞工艺实验替代酸洗工艺装置,设定盘条收线速度、水压、磨料浓度等除鳞工艺参数,针对... 为了减少酸洗工艺在去除镍合金轧制盘元表面氧化皮(除鳞)时所产生的工艺金属损失及污染排放,依据高压磨料水射流除鳞工艺特点,建立完整的轧制镍合金除鳞工艺实验替代酸洗工艺装置,设定盘条收线速度、水压、磨料浓度等除鳞工艺参数,针对两种不同工艺生产过程中的镍合金盘元进行表面氧化皮去除,进行除鳞工艺前后的镍合金盘条抗拉强度、伸长率以及电子探针(EPMA)检测的表面形貌对比分析。结果表明:经过除鳞工艺前后对比,金属损耗基本低于0.5%;镍合金盘条抗拉强度变化不明显,强度相当;伸长率基本保持不变,满足标准要求;电子探针检测(EPMA)显示不同盘条除鳞后表明氧化皮基本去除。所建立的高压磨料水射流除鳞工艺装置,能够达到除鳞效果,证实该高压磨料水射流除鳞工艺可行可靠。 展开更多
关键词 高压磨料水射流 镍合金盘元 除鳞 EPMA
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低表面能氟碳聚合物及涂层的耐电子辐照特性研究
8
作者 冯凯 霍丽霞 +6 位作者 孙繁新 郭芳君 王世伟 苟世宁 周晖 高鸿 张凯锋 《材料导报》 北大核心 2025年第15期28-33,共6页
低表面能氟碳聚合物及涂层是一种有效阻止空间油脂润滑剂扩散迁移的关键材料,为空间高精度长寿命油脂润滑活动机构和重大工程任务及系统的稳定可靠运行提供了重要保障。采用真空电子辐照测试系统对氟碳聚合物辐照前后在不同金属基体表... 低表面能氟碳聚合物及涂层是一种有效阻止空间油脂润滑剂扩散迁移的关键材料,为空间高精度长寿命油脂润滑活动机构和重大工程任务及系统的稳定可靠运行提供了重要保障。采用真空电子辐照测试系统对氟碳聚合物辐照前后在不同金属基体表面形成的涂层的接触角、表面能,以及热分解温度、官能团、元素化学态和化学键等的变化进行了研究。结果表明:经过3.5×10^(5)rad(Si)电子辐照后,聚合物涂层的表面能较辐照前仅增加了约1 mN/m,随着辐照剂量继续增加至9×10^(6)rad(Si)和1.8×10^(7)rad(Si),表面能变化不明显,趋于稳定。聚合物的TG曲线与辐照前的变化趋势相同,且分解温度较为接近;辐照后-C=O键、C-H键和C-F键等主要官能团的特征吸收峰的位置未发生明显变化;辐照前后氟碳聚合物材料的元素组成和特征峰位置相同,氟碳聚合物材料辐照后的特征峰值强度较辐照前略微减弱,但分子结构相对稳定,化学键未发生明显变化,仍具有优异的耐电子辐照特性。 展开更多
关键词 氟碳聚合物 电子辐照 低表面能 涂层
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热处理对奥氏体不锈钢熔覆层微观组织、力学性能和使役性能的影响
9
作者 吉效科 毛勇 +6 位作者 李茂 张海瑜 见飞龙 庄磊 王玮晨 王明静 刘二勇 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期212-217,223,共7页
针对奥氏体不锈钢激光熔覆层成分偏析、脆性倾向明显的现状,利用激光熔覆技术制备奥氏体熔覆层,考察预热、退火热处理对熔覆层及热影响区微观组织、力学性能和使役(腐蚀与腐蚀磨损)性能的影响。结果表明,预热、退火奥氏体熔覆层物相仍... 针对奥氏体不锈钢激光熔覆层成分偏析、脆性倾向明显的现状,利用激光熔覆技术制备奥氏体熔覆层,考察预热、退火热处理对熔覆层及热影响区微观组织、力学性能和使役(腐蚀与腐蚀磨损)性能的影响。结果表明,预热、退火奥氏体熔覆层物相仍以奥氏体相为主,仅出现晶粒长大和(111)晶面择优转变;熔覆层及热影响区硬度下降,而抗拉强度和延伸率明显升高,因为热处理不仅减弱了熔覆层的沿晶断裂倾向,还改善了热影响区的韧性断裂倾向;其次,预热、退火提升了奥氏体熔覆层的耐磨抗蚀性能,尤其是退火处理效果更明显,归因于熔覆层和热影响区的成分偏析减弱和塑韧性提升的协同改善。 展开更多
关键词 激光熔覆 奥氏体不锈钢 熔覆层 热影响区 热处理 退火处理 微观组织 力学性能 使役性能 耐磨性能 抗蚀性能
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沟槽织构对Q345B高铁制动盘表面疏水性的影响
10
作者 沙智华 谢永 +4 位作者 史立 蒋泽平 黄琳 刘宇 张生芳 《表面技术》 北大核心 2025年第14期184-195,共12页
目的 攻克高寒动车组制动盘表面因积冰导致制动失效的问题,减少其表面覆冰情况,提升Q345B钢的表面疏水性能。方法 采用激光加工技术在Q345B钢表面制备尺度范围为20~100μm沟槽型微织构,并采用不同方式(激光+氟化、激光+空气环境氧化)进... 目的 攻克高寒动车组制动盘表面因积冰导致制动失效的问题,减少其表面覆冰情况,提升Q345B钢的表面疏水性能。方法 采用激光加工技术在Q345B钢表面制备尺度范围为20~100μm沟槽型微织构,并采用不同方式(激光+氟化、激光+空气环境氧化)进行处理,通过接触角测量仪、液滴铺展半径测量实验评价不同织构宽度及下表面的润湿性,并通过扫描电子显微镜、XPS光电子能谱仪观察织构化表面微观形貌及表面化学键变化;利用高速摄影观测不同处理方式下液滴撞击壁面的动态过程。结果 微织构的存在使滴落织构表面的液滴能有效承载,与无织构化表面相比,织构化表面静态接触角最大增幅达23%。随着织构宽度增加,表面接触角随之增加。相较于氟化处理织构表面,经空气环境下氧化的表面织构疏水性更好。结论 经空气环境氧化处理后润湿性发生转变,其主要的作用机理为激光处理后表面分布凸起等不同微纳米级的结构与颗粒形成复杂的网状结构,由C—C键层覆盖的微织构表面所引起的“机械盔甲”效应,使其液滴发生滚动现象。 展开更多
关键词 沟槽型微织构 Q345B钢 制动盘 疏水性 高速摄影
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铝合金表面机械强化疲劳性能研究进展
11
作者 高冲 董丽虹 +3 位作者 刘彬 吕晓仁 张宇鹏 李征奇 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期115-131,共17页
表面机械强化技术作为提升铝合金结构部件疲劳性能的有效手段,在表面改性领域应用广泛。然而,在选择强化技术与确定工艺参数时,尚缺乏统一的预判强化后疲劳性能的标准。现阶段关于表面强化处理后性能演变对疲劳性能影响机理的研究尚浅,... 表面机械强化技术作为提升铝合金结构部件疲劳性能的有效手段,在表面改性领域应用广泛。然而,在选择强化技术与确定工艺参数时,尚缺乏统一的预判强化后疲劳性能的标准。现阶段关于表面强化处理后性能演变对疲劳性能影响机理的研究尚浅,且缺乏系统性总结。从表面机械强化塑性变形方式出发,综述压入、碾磨、滚压及多种方法组合的典型表面机械强化技术及发展现状,归纳不同类型的表面机械强化技术对铝合金表面形貌、显微组织、显微硬度、残余应力等方面的影响规律。从疲劳寿命、疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展的角度整合表面机械强化技术对铝合金疲劳性能的影响规律及研究方法。鉴于影响机制的复杂性,深入分析表面机械强化对铝合金疲劳性能的作用机制,为工程应用提供了理论支撑与实践指导,填补了在合理选择技术、确定工艺参数及预判强化后疲劳影响机理方面系统性分析的空白。最后,基于当前研究瓶颈,对强化后铝合金疲劳性能的未来研究方向进行展望。 展开更多
关键词 表面机械强化 梯度结构 残余应力 裂纹萌生 裂纹扩展
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面向无磁钻具表面强化的Ni60合金激光熔覆工艺研究
12
作者 刘丽兰 李思聪 +2 位作者 杨帆 韩飞燕 吴子英 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期303-312,共10页
无磁钻具材料为316L不锈钢,在其表面激光熔覆高硬质合金可有效提高耐磨耐蚀性。采用激光同轴送粉技术在316L不锈钢表面熔覆Ni60合金粉末,以激光功率、扫描速度和送粉速率为影响因素,开展激光熔覆正交试验。首先,进行3因素4水平的单层单... 无磁钻具材料为316L不锈钢,在其表面激光熔覆高硬质合金可有效提高耐磨耐蚀性。采用激光同轴送粉技术在316L不锈钢表面熔覆Ni60合金粉末,以激光功率、扫描速度和送粉速率为影响因素,开展激光熔覆正交试验。首先,进行3因素4水平的单层单道激光熔覆试验,根据所制备的16组熔覆层的裂纹密度、稀释率和成形系数筛选出8组无裂纹熔覆层的工艺参数;再以显微硬度、稀释率和成形系数为质量评价指标,提出了综合加权赋分的方法并优选出3组工艺参数;最后,采用优选出的工艺参数在50%搭接率下进行单层多道激光熔覆试验。通过熔覆层横截面形貌分析可知,单层多道熔覆层均在首道出现较高的稀释率,后继道数的稀释率降低并趋于平稳,成形良好的熔覆层的稀释率在15%~20%。通过熔覆层横截面显微硬度测量可知,单层多道熔覆层硬度略高于单层单道熔覆层,前者熔覆层横截面的显微硬度是基体硬度的4倍左右。通过观察单层多道熔覆层横截面显微金相组织发现,熔覆层从结合区到表面,组织形态呈现出从连续平面晶、树枝晶到等轴晶的转变,成形良好,无明显气孔、裂纹等缺陷。最后,根据熔覆层金相组织和几何形貌确定了满足无磁发射短节熔覆层要求的最佳工艺参数。所得结论为后续井下无磁钻具服役环境下的Ni60熔覆层摩擦磨损性能研究奠定了基础。 展开更多
关键词 无磁钻具 NI60合金 综合加权赋分 工艺优化
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基于实验和CFD仿真模拟的化工风机叶轮失效机制研究
13
作者 孙建芳 陈勇 +4 位作者 李吉 杨鹏飞 周胜军 蔡嘉吉 苏峰华 《表面技术》 北大核心 2025年第12期114-123,共10页
目的分析烷基化废酸处理系统中风机叶轮的失效特征和失效位置分布并研究其失效机理。方法采用理化检验分别对失效叶轮和腐蚀物进行微观形貌检测、元素分析、化学结构和物相分析,最后选用VOF模型且以过程气为主相、硫酸为次相,利用Fluen... 目的分析烷基化废酸处理系统中风机叶轮的失效特征和失效位置分布并研究其失效机理。方法采用理化检验分别对失效叶轮和腐蚀物进行微观形貌检测、元素分析、化学结构和物相分析,最后选用VOF模型且以过程气为主相、硫酸为次相,利用Fluent软件进行计算,流体动力学(CFD)仿真分析风机叶轮内部流场对叶轮失效的影响。结果风机叶轮化学成分符合相关标准,金相组织无异常,叶轮的后轮盘及叶片的腐蚀比前轮盘腐蚀严重并有显著减薄现象,叶轮基体在硫酸的化学腐蚀作用下,主要腐蚀物为多种Fe、Cr和Ni的硫酸盐,包括FeSO_(4)·H_(2)O、NiSO_(4)·H_(2)O和Cr_(2)(SO_(4))_(3)等,CFD仿真结果表明,流体在叶轮中速度和压力的不均匀分布导致流体的不稳定流动和腐蚀介质积聚,从而加剧叶轮腐蚀;腐蚀介质硫酸主要集中在后轮盘、叶片压力面外缘及吸力面靠近后轮盘的区域,硫酸体积分数最大值为3.22%。由于流体速度变化和腐蚀介质的不稳定流动,靠近叶轮中心的叶片吸力面和后轮盘中心位置的剪切应力较大。结论过程气在化工风机叶轮高速旋转时形成了产品酸,且破坏了叶轮基体表面钝化膜,在流体腐蚀与冲刷的交互作用下,叶轮减薄直至穿孔失效。研究为分析风机叶轮的失效行为和提高其服役寿命提供了依据。 展开更多
关键词 化工风机叶轮 理化检验 CFD仿真 腐蚀
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N_(2)/Ar流量比对TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的影响
14
作者 魏永强 张华森 +5 位作者 张晓晓 顾艳阳 刘畅 吕怿东 韦春贝 钟素娟 《表面技术》 北大核心 2025年第14期92-104,共13页
目的 通过改变N2/Ar流量比,研究TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的变化规律。方法采用电弧离子镀(Arc Ion Plating,AIP)和高功率脉冲磁控溅射(High Power Pulsed Magnetron Sputtering,Hi PIMS)复合方法,通过调节N_(2)/Ar流量比,... 目的 通过改变N2/Ar流量比,研究TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的变化规律。方法采用电弧离子镀(Arc Ion Plating,AIP)和高功率脉冲磁控溅射(High Power Pulsed Magnetron Sputtering,Hi PIMS)复合方法,通过调节N_(2)/Ar流量比,分别在M2高速钢和单晶硅片(100)上制备TiZrN/TiN纳米多层薄膜。研究N2/Ar流量比对TiZrN/TiN纳米多层薄膜形貌结构、元素成分、相结构、纳米硬度、膜基结合力、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的影响。结果在N2/Ar流量比为35/65时,薄膜表面粗糙度最低达到0.298μm;在N2/Ar流量比为40/60时,薄膜总厚度最高达574 nm;TiZrN/TiN纳米多层薄膜均以(111)晶面为择优取向,硬度在22.95~27.15 GPa。在N2/Ar流量比为25/75时,TiZrN/TiN纳米多层薄膜离子轰击作用最强,Zr/(Ti+Zr)的值较大(0.088),硬度和弹性模量最高分别达到27.15 GPa和271.14 GPa。在N_(2)/Ar流量比为25/75和30/70时,TiZrN/TiN纳米多层薄膜的膜基结合力最好,达到HF1等级。TiZrN/TiN纳米多层薄膜稳定摩擦系数均在0.8左右,磨损率先增大后减小。N_(2)/Ar流量比为25/75时,TiZrN/TiN纳米多层薄膜的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.546 V和1.167μA/cm^(2),薄膜对M2高速钢基体的保护率最高达到87.9%。结论采用电弧离子镀和高功率脉冲磁控溅射复合方法,大幅改善了薄膜表面质量;N_(2)/Ar流量比可改变离子轰击强度的强弱,随着N_(2)/Ar流量比的增加,沉积离子轰击强度逐渐减弱,薄膜硬度和耐腐蚀性能逐渐下降;在N_(2)/Ar流量比为25/75时,薄膜综合性能最优。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 电弧离子镀 TiZrN/TiN纳米多层薄膜 N_(2)/Ar流量比 纳米硬度 耐磨性
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微弧氧化改性对Ti6Al4V合金电子束接头耐蚀性能的影响
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作者 王晓波 俞臻 +7 位作者 胡永辉 吴鹏 梅锦辉 蔡智会 许建平 马英鹤 郑文健 杨建国 《表面技术》 北大核心 2025年第2期106-118,共13页
目的提高Ti6Al4V合金电子束焊接接头耐蚀性能。方法采用电子束焊接方法水平对接获得接头。利用微弧氧化技术对接头进行陶瓷化处理。通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学腐蚀测试和浸泡腐蚀测试,分别评价未覆膜... 目的提高Ti6Al4V合金电子束焊接接头耐蚀性能。方法采用电子束焊接方法水平对接获得接头。利用微弧氧化技术对接头进行陶瓷化处理。通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学腐蚀测试和浸泡腐蚀测试,分别评价未覆膜接头及覆膜接头涂层的组织、结构和耐蚀性能。结果与母材相比,焊接接头微观组织发生较大变化,由初生α相与晶间β相混合相转变为针状α'马氏体集束,在晶界周围呈羽毛状分布。对接头与母材进行微弧氧化处理后,接头与母材区域表面特征相似,熔融状凸起较多且分布大小不均匀的微孔。然而,接头涂层孔径与孔隙率较小。与母材涂层相比,接头涂层厚度、完整性和连续性较低。接头涂层与母材涂层的主要组成均为金红石(Rutile)TiO_(2)相和锐钛矿(Anatase)TiO_(2)相。虽然与含涂层母材相比,含涂层接头耐蚀性较低,但其与不含涂层接头相比,自腐蚀电位(E_(corr))提升290mV,自腐蚀电流密度(J_(corr))降低1个数量级,且在2mol/LHCl溶液中浸泡腐蚀速率大幅降低。结论微弧氧化处理可以有效提升接头在中性和酸性溶液中的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 钛合金 电子束焊接 微弧氧化 耐蚀性 微观结构 腐蚀机制
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AlWCrNiMo高熵涂层的阻扩散性能研究
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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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TC4表面镍基涂层的微观组织及高温抗变形性能
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作者 付宇明 李长城 +1 位作者 闫茂荣 郑立娟 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期108-117,共10页
为研究TC4表面激光熔覆涂层的耐高温抗变形性能,采用激光熔覆技术,以GH4169镍基高温合金粉末为基粉,HfC、ZrC、TaC、NbC过渡族碳化物为增强相,在TC4基材上制备不同比例的镍基金属-多元陶瓷复合涂层,通过组织表征和性能测试系统研究了不... 为研究TC4表面激光熔覆涂层的耐高温抗变形性能,采用激光熔覆技术,以GH4169镍基高温合金粉末为基粉,HfC、ZrC、TaC、NbC过渡族碳化物为增强相,在TC4基材上制备不同比例的镍基金属-多元陶瓷复合涂层,通过组织表征和性能测试系统研究了不同多元陶瓷粉末含量涂层的微观组织、涂层硬度和高温抗变形能力。研究结果表明:碳化物陶瓷增强相的添加使涂层微观组织细化,硬度得到提升,当陶瓷增强相添加量为15%时涂层硬度最高,是基材的2.54倍;随温度升高,纯镍基熔覆涂层内部枝晶组织发生了溶解和分离,并逐渐等轴化;添加15%陶瓷粉末的镍基熔覆涂层中出现了枝晶破碎情况,熔覆层中弥散分布的陶瓷增强相发生了聚集长大现象;在3种高温压缩试验温度(700、800、900℃)下,试件的最大等效应力和最大等效应变均出现在基材内部,相比于TC4试件,激光熔覆试件在涂层结合区产生应力突变,涂层的抗变形能力有所增强。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光熔覆 微观组织 显微硬度 高温压缩
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多功能埃洛石纳米管防腐蚀超疏水自修复涂层
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作者 包继华 张浩然 +4 位作者 王志豪 武鹏 宋立英 蒋全通 麻福斌 《表面技术》 北大核心 2025年第8期74-83,135,共11页
目的延缓金属腐蚀,提高涂层使用寿命。方法通过对碱刻蚀埃洛石纳米管(HNTs)负载缓蚀剂苯并三氮唑(BTA),并采用十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)对HNTs外表面进行改性,将改性后的HNTs作为纳米填料,制备了一种具有超疏水能力的自修复防腐涂层... 目的延缓金属腐蚀,提高涂层使用寿命。方法通过对碱刻蚀埃洛石纳米管(HNTs)负载缓蚀剂苯并三氮唑(BTA),并采用十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)对HNTs外表面进行改性,将改性后的HNTs作为纳米填料,制备了一种具有超疏水能力的自修复防腐涂层。结果通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实HNTs成功负载了缓蚀剂BTA、外表面成功添加了OTMS;通过热重分析(TGA),证明了BTA的负载以及OTMS的包覆;通过光学接触角测量仪测得涂层的水接触角为153°,证明涂层具有超疏水性能;使用电化学阻抗(EIS)分析涂层的自修复能力,当涂层被划伤后,划痕处HNTs破损,缓蚀剂BTA被释放并通过强电化学吸附与铜基体结合,形成一层保护膜,通过分析自修复涂层的阻抗模值得出在第6天涂层的自修复能力达到最大,使用ZSimpWin对实验的阻抗数据进行拟合,证实了涂层具有自修复能力;通过SEM、EDS测试,得出自修复涂层划痕处铜元素含量大幅降低,利用扫描Kelvin探针(SKP)测试发现划痕处电势谷消失,表明划痕已被缓蚀剂所修复。结论制备的OTMS-HNTs-BTA自修复超疏水涂层能够有效防止液体的附着并且具有自修复能力,可有效延长涂层的使用寿命。 展开更多
关键词 碱刻蚀埃洛石纳米管 苯并三氮唑 十八烷基三甲氧基硅烷 超疏水 自修复涂层
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L360QS管线钢环焊缝在湿硫化氢中损伤行为的研究
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作者 梁中红 李怡 +3 位作者 袁银春 张凤霞 刘子熠 王威 《热加工工艺》 北大核心 2025年第12期155-160,共6页
腐蚀是管线失效事故的主要原因之一,而氢损伤是管线中最为严重的腐蚀问题。多方面的统计数字表明,在含有湿H2S的介质作用下,油气输送管道极易产生氢损伤,而管道氢损伤主要有两种形式,即氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)。对L360QS管线... 腐蚀是管线失效事故的主要原因之一,而氢损伤是管线中最为严重的腐蚀问题。多方面的统计数字表明,在含有湿H2S的介质作用下,油气输送管道极易产生氢损伤,而管道氢损伤主要有两种形式,即氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)。对L360QS管线钢环焊缝进行了抗HIC和SCC试验。结果表明:在HIC试验中,在饱和硫化氢溶液中腐蚀96 h后,未观察到氢致裂纹和鼓泡现象,裂纹敏感率、裂纹长度比和裂纹厚度比均为零。在SCC试验中,施加到样品上的载荷为屈服强度的60%时,在饱和硫化氢溶液中腐蚀720 h后样品没有开裂;施加到样品上的载荷为屈服强度的100%及以上时,在饱和硫化氢溶液中腐蚀720 h后样品开裂,开裂位置主要位于热影响区。 展开更多
关键词 L360QS管线钢 环焊缝 硫化氢腐蚀 氢致开裂 应力腐蚀开裂
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TiFe基储氢合金活化及电化学性能研究进展
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作者 孙丽丽 关宁 +1 位作者 王勇 李永存 《材料导报》 北大核心 2025年第4期109-117,共9页
能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种... 能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种储氢材料中,TiFe基合金因其低成本和高储氢容量等特点备受青睐,也作为Ni-MH燃料电池的负极材料成为现代研究的焦点。TiFe基合金属于AB型储氢合金的典型代表,具有潜在的高理论储氢容量,而且在室温下表现出良好的可逆吸放氢性能。然而,TiFe基合金的应用面临一些挑战。首先,合金的激活过程要求极端条件,这增加了制备的复杂性。其次,合金在吸放氢过程中容易受到毒化作用的影响,这可能降低其性能。最后,合金的吸放氢动力学性质的波动也可能对其在电化学应用中的性能产生不利影响。这些问题限制了TiFe基合金在商业化应用中的进一步发展。单元素合金化或多元素合金化可以有效改变TiFe基合金的成分布局和晶格结构,优化储氢性能,包括提高活化动力学、增加储氢容量以及优化吸放氢动力学,还可以显著提高合金的电化学综合性能,包括最大充放电容量、高倍率放电性能及循环稳定性等。制备工艺中的铸造法和球磨法等同样可以增加合金的储氢活性,显著提高其吸放氢动力学性能,进而提升电化学充放电容量。表面改性的方法优化了合金的微观结构和接触位点,从而提高了储氢性能和循环寿命,使合金的电化学充放电过程更稳定。 展开更多
关键词 储氢合金 TiFe基合金 活化性能 电化学性能
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