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岩芯自适应连续刻划试验技术研究
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作者 陈石 呼怀刚 +3 位作者 胡大伟 杨福见 周辉 周玉玲 《岩土力学》 北大核心 2025年第10期3302-3314,3328,共14页
快速、准确获取岩石强度参数是安全建设岩体工程的必要前提。常规切割取芯―端面打磨―压缩破碎的制样与试验周期冗长,而岩芯连续刻划试验快捷便利,仅对岩芯表面造成轻微刮擦损伤,能够快速获取岩石的单轴抗压强度、内摩擦角、黏聚力参... 快速、准确获取岩石强度参数是安全建设岩体工程的必要前提。常规切割取芯―端面打磨―压缩破碎的制样与试验周期冗长,而岩芯连续刻划试验快捷便利,仅对岩芯表面造成轻微刮擦损伤,能够快速获取岩石的单轴抗压强度、内摩擦角、黏聚力参数。针对传统固定深度刻划方式无法考虑岩芯表面凹凸起伏的局限性,提出了一种精准感知岩芯表面凹凸特性与刻划深度实时自适应调整技术,并研发了相应的岩芯自适应连续刻划试验装备。基于固定深度、自适应等分、自适应选点3种刻划模式,开展了一系列致密砂岩连续刻划试验。结果表明:以标准压缩试验为对照,自适应刻划测试岩石强度参数的最大误差为10.57%;相比于传统固定深度刻划,自适应等分与自适应选点刻划的单轴抗压强度测试精度分别提升了44.44%、53.09%。此外,讨论了不同刻划模式产生强度测试误差的原因,并明确了尖刀头、钝刀头各自适用的刻划模式与应用场景。岩芯自适应连续刻划试验技术能够在不破坏岩块完整性的情况下较为准确地快速测出强度参数,优化了传统刻划无法保证实际切削深度恒定造成的荷载计量误差,为岩石力学参数快速测试提供了一种简便高效的新技术手段。 展开更多
关键词 岩芯连续刻划 自适应刻划 破碎比能 划痕强度 致密砂岩
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不同类型表面粗糙度对钛合金疲劳失效影响的试验研究 被引量:1
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作者 王金龙 彭文杰 +2 位作者 冀秀坤 鲍永杰 于丹丹 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期1032-1038,1046,共8页
粗糙度是影响钛合金TC17疲劳性能的重要因素之一,本文分析了2种类型粗糙度对疲劳失效机理的影响并进行了疲劳强度预测。采用超声疲劳试验系统进行了钛合金TC17疲劳试验,并对试件表面粗糙度进行了定量检测。使用扫描电镜显微镜对疲劳试... 粗糙度是影响钛合金TC17疲劳性能的重要因素之一,本文分析了2种类型粗糙度对疲劳失效机理的影响并进行了疲劳强度预测。采用超声疲劳试验系统进行了钛合金TC17疲劳试验,并对试件表面粗糙度进行了定量检测。使用扫描电镜显微镜对疲劳试验试件断口特征进行观察,分析不同表面粗糙度Ra及Rz对疲劳失效的影响。以2种表面粗糙度为主要变量,分别根据Murakami模型及基于微观沟壑模型进行疲劳强度预测。结果表明:两种表面粗糙度均是引起疲劳失效的主要因素,以Rz为主要变量的钛合金TC17疲劳强度预测结果分布规律与试验结果类似,预测结果偏于安全,但以Ra为主要变量的预测结果最小误差比较小。这将对TC17钛合金部件在实际工程中的运营维护及性能评估起到一定的指导作用。 展开更多
关键词 表面粗糙度Ra 表面粗糙度Rz 表面加工沟壑 疲劳强度 疲劳失效 钛合金 等效疲劳裂纹 断口特征
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划痕缺陷对30Ni4CrMoA试样疲劳寿命影响的试验与理论模型
3
作者 张梦伟 胡伟平 +3 位作者 徐海斌 马占齐 詹志新 孟庆春 《航空学报》 北大核心 2025年第3期281-295,共15页
制备了30Ni4CrMoA高强度结构钢的光滑试样以及不同划痕深度缺陷的试验件,并对这些试验件进行了疲劳试验测试,获得了含不同深度划痕缺陷和不同应力水平下试验件的疲劳寿命。基于连续损伤力学理论,在原有高周疲劳损伤演化方程的基础上,根... 制备了30Ni4CrMoA高强度结构钢的光滑试样以及不同划痕深度缺陷的试验件,并对这些试验件进行了疲劳试验测试,获得了含不同深度划痕缺陷和不同应力水平下试验件的疲劳寿命。基于连续损伤力学理论,在原有高周疲劳损伤演化方程的基础上,根据划痕根部最大应力分析与划痕深度的关系,以及试样疲劳寿命随划痕深度和应力水平的变化规律,提出了一种综合考虑划痕深度和应力水平影响的划痕影响系数表达式,建立了一种新的考虑划痕影响的等效疲劳损伤演化方程。基于该方程,无需建立划痕的有限元模型,直接采用闭合解法根据积分形式的疲劳寿命表达式即可对含划痕的30Ni4CrMoA试样进行疲劳寿命预估,理论预测结果与试验结果吻合很好,验证了所提方法的有效性和适用性。最后,还讨论了划痕影响系数与缺口疲劳系数的关系,以及划痕根部应力梯度的影响。 展开更多
关键词 划痕缺陷 疲劳 寿命预估 30Ni4CrMoA高强度结构钢 连续损伤力学
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超声波辅助电沉积Cu-WC复合镀层的耐腐蚀与机械性能
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作者 师敏 杜垚森 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第5期66-73,79,共9页
在电沉积Cu-WC复合镀层过程中引入超声波,通过改变超声波功率制备了5种Cu-WC复合镀层。研究了复合镀层的形貌、耐腐蚀性能、硬度与抗划伤性能,并与纯Cu镀层进行比较。结果表明:随着超声波功率从50W提高到100 W,复合镀层的晶粒变小并且... 在电沉积Cu-WC复合镀层过程中引入超声波,通过改变超声波功率制备了5种Cu-WC复合镀层。研究了复合镀层的形貌、耐腐蚀性能、硬度与抗划伤性能,并与纯Cu镀层进行比较。结果表明:随着超声波功率从50W提高到100 W,复合镀层的晶粒变小并且掺杂的WC颗粒增多,硬度提高,耐腐蚀性能和抗划伤性能增强;但当超声波功率达到200 W,复合镀层的晶粒粗化并且掺杂的WC颗粒量少,硬度降低,耐腐蚀性能和抗划伤性能变差。超声波功率为100 W时,电沉积的Cu-WC复合镀层致密性最好,并且较多WC颗粒呈分散状态掺杂在复合镀层中。该复合镀层的硬度较纯Cu镀层提高约100 HV,并且表现出较好的耐腐蚀性能与抗划伤性能。该复合镀层还能起到明显的表面强化作用,使基体的抗拉强度提高约45 MPa。 展开更多
关键词 Cu-WC复合镀层 超声波辅助电沉积 耐腐蚀性能 抗拉强度 抗划伤性能
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Development of single pendulum impact scratch test for evaluating of thermally sprayed coatings
5
作者 王志平 董祖珏 温瑾林 《China Welding》 EI CAS 1998年第1期18-24,共7页
The adhesion of thermally sprayed coatings is an important subject for engineers applying thermal spray process . The single pendulum impact scratch test is the most popular method in the tribological investigation of... The adhesion of thermally sprayed coatings is an important subject for engineers applying thermal spray process . The single pendulum impact scratch test is the most popular method in the tribological investigation of modified surfaces of materials. In this paper, the adhesion of thermally sprayed coatings has been investigated using this test method. The key of evaluation for thermally sprayed coatings is the sheer strength of coatings obtained in the test. The results show that the test method is reproducible, reliable and easy to perform, and does not require expensive equipment . The procedure proposed in the test method for evaluating the adhesion of coatings is more reliable and realistic than others. 展开更多
关键词 thermally sprayed coating single pendulum impact scratch sheer strength
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基于MD探究划痕速率对单晶FeO/Fe断裂的影响
6
作者 龚建雄 周存龙 +2 位作者 樊铭洋 李兴玉 王天翔 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期78-85,共8页
氧化皮的断裂行为及力学性能是影响无酸除鳞工艺参数设定的关键因素。通过分子动力学软件Lammps模拟划痕速率对氧化皮断裂行为的影响,从载荷-位移关系、中心对称参数(CSP)、原子堆积、位错、温度、原子位移矢量、径向分布函数等多角度... 氧化皮的断裂行为及力学性能是影响无酸除鳞工艺参数设定的关键因素。通过分子动力学软件Lammps模拟划痕速率对氧化皮断裂行为的影响,从载荷-位移关系、中心对称参数(CSP)、原子堆积、位错、温度、原子位移矢量、径向分布函数等多角度分析不同划痕速率对单晶FeO/Fe界面分离的影响,并对430不锈钢表面氧化皮进行划痕试验验证。模拟结果表明,随着划痕速率从100 m/s增加至200 m/s,划至相同距离时,法向和切向峰值载荷逐渐增加,FeO/Fe界面处紊乱程度逐渐增大,温度升高,FeO层软化,位错长度及数量、原子键合强度等减小,促进了FeO/Fe界面的分离;试验结果表明,随着划痕速率从0.5 mm/min增加至2.0 mm/min, 430不锈钢氧化皮断裂临界点提前,从距起始点1.26 mm提前至1.05 mm处,断裂临界载荷和结合强度逐渐降低,临界载荷由0.439 N降低至0.362 N,结合强度由15.2 MPa降低至14.1 MPa,与模拟结果趋势相对应。本研究为掌握氧化皮的断裂机理提供理论支撑、为提高无酸除鳞工艺参数设置的精确性提供重要指导。 展开更多
关键词 分子动力学 单晶FeO/Fe 划痕速率 界面 结合强度
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冲击坑、划痕对TB6钛合金高周疲劳性能的影响 被引量:1
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作者 曾燚 李刘媛 +2 位作者 刘志远 黄子琳 王影 《金属材料与冶金工程》 CAS 2024年第3期41-48,共8页
通过在TB6钛合金标准试验件上预制冲击坑、划痕缺陷,获得拉伸及疲劳强度,并与无缺陷标准试验件进行对比。研究表明:TB6钛合金冲击坑试验件疲劳强度的平均值为592.0 MPa,其存活率90%,置信度95%的疲劳强度下极限为539.0 MPa,与无缺陷试验... 通过在TB6钛合金标准试验件上预制冲击坑、划痕缺陷,获得拉伸及疲劳强度,并与无缺陷标准试验件进行对比。研究表明:TB6钛合金冲击坑试验件疲劳强度的平均值为592.0 MPa,其存活率90%,置信度95%的疲劳强度下极限为539.0 MPa,与无缺陷试验件相比疲劳强度下降了18%。划痕试验件疲劳强度的平均值为368.0 MPa,其存活率90%,置信度95%的疲劳强度的下极限为330.0 MPa,疲劳强度仅为无缺陷试验件的一半。通过对试验件断口进行宏微观组织观察,确定了断裂位置及断裂类型。通过本研究工作,得到了TB6钛合金冲击坑、划痕缺陷高周疲劳性能,可以为TB6钛合金零件损伤容限设计和安全寿命评估提供参考价值。 展开更多
关键词 冲击坑 划痕 钛合金 拉伸 疲劳强度 断口
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划痕试验法表征薄膜涂层界面结合强度 被引量:48
8
作者 冯爱新 张永康 +1 位作者 谢华琨 范真 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2003年第2期15-19,共5页
薄膜-基体界面结合性能是直接关系到膜-基体系最终使用性能和可靠性的关键因素和首要指标 划痕试验法是唯一广泛应用于测量硬质薄膜-基体界面结合强度的实用的检验方法 文中给出划痕试验法表征薄膜涂层界面结合强度的原理、方法与过程,... 薄膜-基体界面结合性能是直接关系到膜-基体系最终使用性能和可靠性的关键因素和首要指标 划痕试验法是唯一广泛应用于测量硬质薄膜-基体界面结合强度的实用的检验方法 文中给出划痕试验法表征薄膜涂层界面结合强度的原理、方法与过程,以及临界载荷Lc的确定方法,分析影响临界载荷Lc和压头与薄膜-基体组合体之间摩擦系数μ因素 最后。 展开更多
关键词 薄膜涂层 界面结合强度 划痕试验法 可靠性 使用寿命 薄膜技术
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划痕法综合评定膜基结合力 被引量:42
9
作者 瞿全炎 邱万奇 +1 位作者 曾德长 刘正义 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期184-187,共4页
用划痕实验探索了综合表征膜基结合力的方法。在瑞士CSM仪器的微划痕测试仪(Micro-Scratch Tester,MST划痕仪)对真空多弧离子镀设备制备的WC-Co/TiN膜基结合力进行划痕实验,系统地介绍了如何利用MST划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据... 用划痕实验探索了综合表征膜基结合力的方法。在瑞士CSM仪器的微划痕测试仪(Micro-Scratch Tester,MST划痕仪)对真空多弧离子镀设备制备的WC-Co/TiN膜基结合力进行划痕实验,系统地介绍了如何利用MST划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据及光学、电子扫描划痕形貌来综合评定膜基结合力,并用WS-92划痕仪对评定结果进行验证。评定结果表明,单一的声发射图谱或摩擦力曲线不能准确判定膜基结合力的表征值临界载荷,声发射图谱、摩擦力曲线与划痕形貌综合评定临界载荷结果才可信。WS-92划痕仪测量的结果验证了MST划痕仪评定结果的准确性。 展开更多
关键词 划痕试验 结合力 综合评定 WC—Co/TiN
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龙马溪组页岩强度评价与分析 被引量:14
10
作者 林永学 高书阳 曾义金 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期20-25,共6页
准确全面地评价页岩储层的岩石强度,对页岩水平井井壁稳定性研究具有重要意义。针对龙马溪组页岩储层的特性,采用抗压法、屈曲硬度法和刻划测试法等多种评价方法,对其页岩抗压强度进行了综合评价与分析。评价表明,龙马溪组页岩的抗压强... 准确全面地评价页岩储层的岩石强度,对页岩水平井井壁稳定性研究具有重要意义。针对龙马溪组页岩储层的特性,采用抗压法、屈曲硬度法和刻划测试法等多种评价方法,对其页岩抗压强度进行了综合评价与分析。评价表明,龙马溪组页岩的抗压强度大体为100~300MPa,平均为123.71MPa;与水接触后,页岩微裂缝附近的抗压强度可降低80%左右。研究表明,龙马溪组页岩的抗压强度受矿物组分相对富集的影响较大,石英含量高、黏土矿物含量低的区域抗压强度大;微裂隙对页岩整体强度具有决定性影响;在页岩水平井采用水基钻井液钻进时,必须加强对微裂隙的封堵能力,才能有效降低井壁失稳的风险。 展开更多
关键词 龙马溪组 页岩 矿物分析 刻划测试 抗压强度
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膜—基界面结合状况应力—应变诊析技术研究 被引量:3
11
作者 冯爱新 谢华锟 +3 位作者 张永康 蔡兰 周明 张雷洪 《工具技术》 北大核心 2003年第12期44-47,共4页
开发新的膜—基界面结合强度定量检测技术是目前薄膜技术科研人员普遍关注的热点问题。本文提出了表征膜—基界面结合强度的红外激光划痕检测新技术。界面结合状况诊析技术研究和激光划痕机理是该项新技术的两大关键问题 ,本文在研究激... 开发新的膜—基界面结合强度定量检测技术是目前薄膜技术科研人员普遍关注的热点问题。本文提出了表征膜—基界面结合强度的红外激光划痕检测新技术。界面结合状况诊析技术研究和激光划痕机理是该项新技术的两大关键问题 ,本文在研究激光划痕过程中膜—基系统界面结合状况变化规律的基础上 ,探讨了界面结合状况应力—应变诊析技术 ,提出以脱粘层开始发生弹性失稳翘曲的时刻作为激光划痕膜—基界面破坏临界点的诊析判据。 展开更多
关键词 膜-基界面 结合强度 定量检测 划痕 激光 应力-应变诊析技术
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单颗粒金刚石划擦工程陶瓷的断裂强度研究 被引量:3
12
作者 王健全 田欣利 +1 位作者 张保国 李富强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2012年第12期4-7,16,共5页
为揭示磨削加工中砂轮单个磨粒对工程陶瓷断裂强度的作用规律,利用单颗粒金刚石磨具划擦模拟砂粒实际磨削过程。采用不同顶锥角与尖端圆弧半径的自制金刚石颗粒,改变划擦用量和冷却工况,划擦几种典型陶瓷材料表面并分析颗粒划擦作用对... 为揭示磨削加工中砂轮单个磨粒对工程陶瓷断裂强度的作用规律,利用单颗粒金刚石磨具划擦模拟砂粒实际磨削过程。采用不同顶锥角与尖端圆弧半径的自制金刚石颗粒,改变划擦用量和冷却工况,划擦几种典型陶瓷材料表面并分析颗粒划擦作用对试件断裂强度的影响。结果发现,试件划擦后断裂强度随磨粒顶锥角和尖端圆弧半径的增大而提高;随工作台进给速度和划擦深度增加逐渐降低;与湿式划擦相比,干式划擦使陶瓷试件断裂强度趋于劣化。该变化规律符合磨削加工对试件强度特性的影响机制,证明单颗粒金刚石划擦试验的有效性。 展开更多
关键词 磨削 工程陶瓷 单颗粒金刚石 磨粒 划擦 断裂强度
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划痕法结合强度临界载荷值的影响因素分析 被引量:11
13
作者 杜军 王红美 王鑫 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期134-139,共6页
目的研究划痕法测试参数对临界失效载荷的影响,以便更准确地测定硬质薄膜的结合强度。方法采用磁控溅射技术在304不锈钢和Si片上制备氮化钛(Ti N)薄膜。采用扫描电镜观察薄膜的截面形貌和厚度,采用纳米压入法测试薄膜的硬度,采用划痕... 目的研究划痕法测试参数对临界失效载荷的影响,以便更准确地测定硬质薄膜的结合强度。方法采用磁控溅射技术在304不锈钢和Si片上制备氮化钛(Ti N)薄膜。采用扫描电镜观察薄膜的截面形貌和厚度,采用纳米压入法测试薄膜的硬度,采用划痕法测试薄膜的结合强度,研究不同划痕长度、划动速率和加载速率对临界载荷的影响。结果所制备Ti N薄膜致密,厚度约2μm,纳米压入硬度约2300HV,Ti N/304不锈钢体系为硬膜软基体。相同加载载荷(10 N)和划动行程(3 mm)条件下,增加划动速率(1~3 mm/min),导致首次声发射信号延迟;相同加载载荷(10 N)和划动速率(3 mm/min)条件下,随着划动行程的增加(3~9 mm),第三、四类失效模式逐渐减弱。结论采用划痕法测定结合强度时,应该以划痕形貌同时出现第一到第四模式时判断失效,并且对应典型声发射信号为参考;合理的测试参数范围,可重复出现临界载荷值。制备的Ti N薄膜声发射信号存在共同的临界特征值4.9 N,结合划痕形貌特征,判定其结合强度值为4.9 N。 展开更多
关键词 磁控溅射 TI N薄膜 结合强度 划痕法 声发射 失效模式
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仿生磷灰石涂层与钛基体结合强度的划痕法实验 被引量:4
14
作者 梁芳慧 王克光 周廉 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期38-40,共3页
本文采用碱热处理及SBF浸泡的方法在钛片上制备了仿生磷灰石涂层 ,并采用AES进行表面成分—深度分析 ,划痕法测定磷灰石涂层与基体的结合强度。结果显示 ,经碱热处理而制得的钛表面仿生磷灰石涂层与基体结合的界面为成分梯度界面 ,二者... 本文采用碱热处理及SBF浸泡的方法在钛片上制备了仿生磷灰石涂层 ,并采用AES进行表面成分—深度分析 ,划痕法测定磷灰石涂层与基体的结合强度。结果显示 ,经碱热处理而制得的钛表面仿生磷灰石涂层与基体结合的界面为成分梯度界面 ,二者的结合要通过成分含量呈梯度变化的过渡层 :Ca、P元素的含量从表面到基体逐渐下降 ,Ti元素的含量逐渐上升。热处理有利于提高涂层的基体结合强度 ,其原因是热处理使SBF中形成的磷灰石的晶核细小而均匀 ,使得表面涂层与基体之间的结合更为紧密。预钙化处理后形成的磷灰石涂层与金属之间仍为成分梯度界面 ,因此对涂层的基体结合强度影响不大。 展开更多
关键词 仿生磷灰石 涂层 结合强度 划痕法 羟基磷灰石 生物材料
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硬质合金复合涂层的结合强度与失效机理 被引量:13
15
作者 陈响明 易丹青 +2 位作者 李秀萍 王以任 刘会群 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 2011年第3期464-470,共7页
通过4种硬质合金基体和3种TiN/TiCN/Al2O3/TiN复合涂层的组合,采用化学气相沉积(CVD)法制备12种涂层/硬质合金样品,借助划痕试验机、扫描电镜和能谱仪测定涂层与基体的结合强度,观察划痕的形貌,测定划痕的微区成分。结果表明,基体成分... 通过4种硬质合金基体和3种TiN/TiCN/Al2O3/TiN复合涂层的组合,采用化学气相沉积(CVD)法制备12种涂层/硬质合金样品,借助划痕试验机、扫描电镜和能谱仪测定涂层与基体的结合强度,观察划痕的形貌,测定划痕的微区成分。结果表明,基体成分和WC的晶粒度,以及涂层的成分和厚度对涂层与基体的结合强度有明显影响,增大基体中WC的晶粒度和Co含量、或减少基体中立方碳化物的含量均可提高基体与复合涂层的结合强度。随着涂层层数和厚度增加,涂层之间结合强度有所降低,含TiCN涂层样品的结合强度高于含Al2O3涂层样品的结合强度。此外,结合划痕试验和扫描电镜观察结果,讨论了复合涂层逐层破损的失效机理。 展开更多
关键词 硬质合金 复合涂层 结合强度 划痕试验
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基于划痕实验激光重熔Ni基WC金属陶瓷涂层强度分析 被引量:5
16
作者 赵运才 张佳茹 林翔 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期157-164,共8页
目的进一步提高以45#钢为基体的等离子喷涂Ni基WC金属陶瓷涂层综合性能。方法采用不同激光重熔工艺参数对涂层进行处理,通过划痕实验测定涂层的内聚强度和与基体的结合强度,前者由划痕实验中的锥形投影面积确定,内聚强度与锥形投影面积... 目的进一步提高以45#钢为基体的等离子喷涂Ni基WC金属陶瓷涂层综合性能。方法采用不同激光重熔工艺参数对涂层进行处理,通过划痕实验测定涂层的内聚强度和与基体的结合强度,前者由划痕实验中的锥形投影面积确定,内聚强度与锥形投影面积成反比,后者根据划痕仪反馈数据临界载荷L_c确定。结果 300 W激光重熔后,涂层锥形投影面积A为101,小于重熔前的276,即涂层内聚强度提高。激光重熔后的临界载荷L_c为68 N,大于重熔前的45 N,涂层与基体的结合强度增大。300、800、1200 W激光功率下,涂层锥形投影面积分别为101.6、56.7、198.0,临界强度分别为68、77、41 N。激光功率达到1500 W时,涂层脱落。即本试验数据中,激光功率为800 W时,涂层的内聚强度和结合强度最佳。结论激光重熔等离子喷涂Ni-WC金属陶瓷涂层后,涂层内聚强度和结合强度都有显著提高。不同的激光参数对涂层的性能有很大差别,适当的参数范围可达到理想效果,若激光功率参数取值过大,涂层产生的残余应力大于内聚力时会导致涂层脱落,反而降低涂层性能。 展开更多
关键词 激光重熔 划痕实验 内聚强度 结合强度
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划痕法表征TD处理制备的VC涂层界面结合强度 被引量:10
17
作者 孔德军 周朝政 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期362-368,共7页
为了测定碳化钒(VC)涂层与基体之间的结合强度,分析涂层与基体的结合机制,采用热扩散(TD)处理在冷作模具钢Cr12MoV表面制备了VC涂层,通过扫描电镜(SEM)观察了其表面与界面形貌,利用能谱议(EDS)分析了结合界面的V、C元素的分布,用划痕法... 为了测定碳化钒(VC)涂层与基体之间的结合强度,分析涂层与基体的结合机制,采用热扩散(TD)处理在冷作模具钢Cr12MoV表面制备了VC涂层,通过扫描电镜(SEM)观察了其表面与界面形貌,利用能谱议(EDS)分析了结合界面的V、C元素的分布,用划痕法测定了涂层与基体的界面结合强度,并对涂层失效机理进行了分析。结果表明,经TD处理制备的VC涂层与基体结合界面为成分梯度界面,二者结合面为成分含量呈梯度变化的过渡层,V元素含量从表面到基体逐渐下降,而C元素含量逐渐上升;其结合界面处化学元素相互结合,形成冶金结合,测得涂层与基体的结合强度平均值为45.7N;涂层失效形式为界面层的压裂,其结合强度主要与VC涂层残余压应力有关。 展开更多
关键词 TD处理 VC涂层 结合界面 划痕法 结合强度
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评估TiN薄膜与基材结合的划痕试验及有限元模拟 被引量:6
18
作者 杨洪刚 李曙 段德莉 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期592-599,共8页
通过有限元模型模拟划痕试验得到的结果表明∶切应力的起伏变化、膜/基界面处切应力差值、接触区附近膜层表面张应力、高载下的几种应力集中等,对膜/基体系的失效都有重要的作用.通过模型计算临界载荷下的膜/基界面处切应力差值,可用来... 通过有限元模型模拟划痕试验得到的结果表明∶切应力的起伏变化、膜/基界面处切应力差值、接触区附近膜层表面张应力、高载下的几种应力集中等,对膜/基体系的失效都有重要的作用.通过模型计算临界载荷下的膜/基界面处切应力差值,可用来评价膜层与基材的结合强度;提出了划痕试验中膜/基体系失效的2种机制.不同性能基材的TiN膜/基体系划痕试验结果,可验证本文有限元模拟的有效性,并表明临界载荷是膜/基结合强度、体系承载能力、内聚结合性能等的综合反映;低载往复摩擦磨损试验的结果进一步证实,用划痕试验的临界载荷评估膜/基结合强度具有局限性. 展开更多
关键词 划痕试验 膜/基结合 有限元模拟 应力分布 临界载荷
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膜基结合强度评定方法的探讨——划痕法、压入法、接触疲劳法测定的比较 被引量:38
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作者 朱晓东 米彦郁 +1 位作者 胡奈赛 何家文 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2002年第4期28-31,共4页
薄膜(镀层)与基体之间的结合强度是评价薄膜质量的重要性能指标。目前使用最广泛的是划痕法和压入法。这些都属于一次性加载方式。一种较好的评定硬质膜膜基结合强度的方法是采用以临界剪切应力幅Dc作为判据的滚动接触疲劳法。通过与划... 薄膜(镀层)与基体之间的结合强度是评价薄膜质量的重要性能指标。目前使用最广泛的是划痕法和压入法。这些都属于一次性加载方式。一种较好的评定硬质膜膜基结合强度的方法是采用以临界剪切应力幅Dc作为判据的滚动接触疲劳法。通过与划痕法,压入法的对比可知表征结合强度大小的剪切应力幅只对界面因素敏感,对非界面因素不敏感,能真实反映膜基结合状态,是一个较为合理的动态结合强度判据。 展开更多
关键词 薄膜 结合强度 滚动接触疲劳 划痕法 压入法 镀层
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金刚石涂层基体间结合力的测定 被引量:8
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作者 李建国 胡文军 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第2期13-16,共4页
结合力是制约金刚石涂层工具大规模应用的关键因素之一。针对热丝化学气相沉积制备的金刚石薄膜的膜基结合力进行划痕实验,运用划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据及光学、电子扫描划痕形貌来综合评定膜基结合力。评定结果表明:单一的... 结合力是制约金刚石涂层工具大规模应用的关键因素之一。针对热丝化学气相沉积制备的金刚石薄膜的膜基结合力进行划痕实验,运用划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据及光学、电子扫描划痕形貌来综合评定膜基结合力。评定结果表明:单一的声发射图谱或摩擦力曲线不能准确判定膜基结合力的表征值临界载荷,声发射图谱、摩擦力曲线与划痕形貌综合评定临界载荷结果才可信。 展开更多
关键词 金刚石涂层 结合强度 划痕试验 临界载荷 评定
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