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采用纳米压入方法表征了热浸镀铝钢表面由Al2O3 层、 Al层和FeAl层组成的复合涂层的纳米硬度、弹性模量及断裂韧性等微观力学性能，采用扫描电镜(SEM)观察了纳米压痕形貌，并分析了孔洞对陶瓷层的纳米压入行为和压痕裂纹扩展的影响. 结果表明：等离子体电解氧化(PEO)陶瓷层中包含许多微米和亚微米尺度的细小孔洞，陶瓷层弹性模量约为226.4 GPa，纳米硬度约为19.6 GPa. 当纳米压入深度为250 nm时，所测得陶瓷层的力学参数分散性较大. 与FeAl层比较, PEO陶瓷层具有较高的裂纹扩展阻力. FeAl层纳米压痕顶端产生了沿直线扩展的径向裂纹；而陶瓷层纳米压痕中除径向裂纹外出现了侧边裂纹.

关键词: 热浸铝钢 , nanoindentation , nanohardness

FeAl层对钢基铝镀层陶瓷化的影响

吴振强 , 夏原 , 李光 , 徐方涛

稀有金属材料与工程

热浸镀铝钢材在铝铁界面处易产成FeAl冶金结合层.本文就FeAl层对铝镀层等离子体电解氧化(PEO)陶瓷层的表面形貌、截面组织、相结构和元素分布的影响进行了研究.结果表明:由于FeAl参与,PEO陶瓷层局部区域出现了50 μm～80 μm的贯穿性孔洞,在孔洞/FeAl界面处出现了许多微观裂纹.EDS结果显示孔洞周围的Fe、Na元素含量增高了近8倍.陶瓷层主要由γ-Al2O3、莫来石相、α-Al2O3和Fe3O4相组成.与FeAl层相比,PEO陶瓷层具有较高的硬度和塑性变形能力.

关键词: 热浸镀铝层 , 等离子体电解氧化 , 孔洞 , 界面裂纹 , FeAl层

钢基铝镀层转化为陶瓷层的演变规律研究

吴振强 , 夏原 , 张春杰 , 李光

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00534

热浸镀铝钢经等离子体电解氧化(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)处理后, 表面铝镀层转化为陶瓷层. 实验对阳极电压变化、陶瓷层生长规律、涂层截面形貌和成分等进行了研究. 结果表明: 在PEO初期, 热浸铝试件的阳极电压变化趋势与纯铝试件相同, 在PEO后期电压有下降趋势. 铝镀层消耗和陶瓷层厚度增长近似为线性变化. 当铝镀层完全陶瓷化后, FeAl层参与PEO反应, 但陶瓷层生长速率变慢, 在界面处出现大量裂纹; 陶瓷层主要成分为Al、Si、O元素, 相结构主要为γ-Al₂O₃与莫来石相, 在PEO后期出现α-Al₂O₃相. 复合陶瓷层硬度呈区域性分布, 陶瓷层最高硬度可达HV1800.

关键词: 热浸铝镀层 , plasma electrolytic oxidation , ceramic coating , transforming regularity

铸态Al-Si合金等离子体电解氧化过程放电特征研究

徐方涛 , 夏原 , 李光 , 吴振强

材料热处理学报

采用等离子体电解氧化技术(Plasma Electrolysis Oxidation,PEO)在铸造铝硅合金表面制备了陶瓷层,电解液为磷酸盐系列.利用PEO自动采集控制系统对工作电流、电压进行实时采集,利用表面轮廓仪、SEM对陶瓷层的粗糙度和表面形貌进行了研究.结果表明:PEO过程中存在四个典型阶段性特征.所制备陶瓷层存在孔洞和微裂纹,尺寸随处理时间延长而增大.瞬态伏安特性研究表明,PEO存在阳极氧化和击穿放电两个重要特征,陶瓷的生长主要在击穿放电阶段,其陶瓷化过程为击穿放电、高温烧结、微弧熄灭、氧化物冷凝.

关键词: 等离子体电解氧化 , 铝硅合金 , 磷酸盐 , 瞬态伏安特征

热浸铝钢等离子体电解氧化陶瓷层的微观力学特性

吴振强 , 夏原 , 李光 , 徐方涛

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.01.022

采用纳米压入方法表征了热浸镀铝钢表面由Al2O3层、Al层和FeAl层组成的复合涂层的纳米硬度、弹性模量及断裂韧性等微观力学性能,采用扫描电镜(SEM)观察了纳米压痕形貌,并分析了孔洞对陶瓷层的纳米压入行为和压痕裂纹扩展的影响.结果表明:等离子体电解氧化(PEO)陶瓷层中包含许多微米和亚微米尺度的细小孔洞,陶瓷层弹性模量约为226.4 Gpa,纳米硬度约为19.6 Gpa.当纳米压入深度为250 nm时,所测得陶瓷层的力学参数分散性较大.与FeAl层比较,PEO陶瓷层具有较高的裂纹扩展阻力. FeAl层纳米压痕顶端产生了沿直线扩展的径向裂纹;而陶瓷层纳米压痕中除径向裂纹外出现了侧边裂纹.

关键词: 热浸铝钢 , 陶瓷层 , 纳米压入 , 纳米硬度 , 弹性模量 , 压痕裂纹

钢基铝镀层转化为陶瓷层的演变规律研究

吴振强 , 夏原 , 张春杰 , 李光

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2007.03.032

热浸镀铝钢经等离子体电解氧化(Plasma Electrolytic Oxidation,PEO)处理后,表面铝镀层转化为陶瓷层.实验对阳极电压变化、陶瓷层生长规律、涂层截面形貌和成分等进行了研究.结果表明:在PEO初期,热浸铝试件的阳极电压变化趋势与纯铝试件相同,在PEO后期电压有下降趋势.铝镀层消耗和陶瓷层厚度增长近似为线性变化.当铝镀层完全陶瓷化后,FeAl层参与PEO反应,但陶瓷层生长速率变慢,在界面处出现大量裂纹;陶瓷层主要成分为Al、Si、O元素,相结构主要为γ-Al2O3与莫来石相,在PEO后期出现α-Al2O3相.复合陶瓷层硬度呈区域性分布,陶瓷层最高硬度可达HV1800.

关键词: 热浸铝镀层 , 等离子体电解氧化 , 陶瓷层 , 转化规律

铝层对热浸铝/等离子体电解氧化复合涂层界面应力的影响

吴振强 , 夏原 , 关永军

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.02.025

采用有限元方法分析法向均布接触载荷作用下,铝层对热浸铝/等离子体电解氧化(HDA/PEO)复合涂层表面和界面处应力场的影响,并与梯度涂层和单层涂层作了对比分析.计算表明:铝层的存在,使复合涂层表面的拉应力有所增大,同时可缓解界面处的剪切应力.研究结果表明:固定陶瓷层和FeAl层厚度不变,当铝层与涂层总厚度比为0.06-0.1时,涂层表面拉应力和界面剪切应力值均较低,可改善复合涂层的综合力学性能.

关键词: 钢基 , 铝层 , 复合涂层 , 界面应力 , 有限元分析

电力载波通信中强背景噪声下弱信号的混沌振子检测方法

罗文亮 , 柯熙政 , 李欣

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2010.02.002

为了检测在强干扰背景下的载波信号,提出了将Duffing混沌振子应用到三态脉冲位置调制信号检测中.检测过程首先调节系统的策动力f,确定系统的策动力阈值f_d.当三态脉冲信号加入系统后,系统从混沌态转变为大尺度周期状态,则检测出信号中包含有周期信号;如果系统继续处于混沌状态,则说明输入信号为纯噪声.仿真结果表明当信噪比大于-23 dB时所提方法能有效地检测微弱载波信号.

关键词: 混沌 , Duffing方程 , 混沌振子 , 三态脉冲位置调制信号 , 信号检测