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为研究搅拌摩擦加工作用机理,对铝合金表面热喷涂铝基涂层进行了4道次搅拌摩擦加工.应用SEM、EDS、TEM和显微硬度测试对加工前后的涂层进行分析.结果表明,涂层经过搅拌摩擦加工后,原本层叠状、有孔隙组织通过形变诱导位错切割机制,首先形成滑移带,同时位错密度不断增加并聚集成小角度晶界,然后逐渐转变成大角度晶界,将晶粒分解细化,最终演变成致密的超细等轴晶,尺寸达到200 nm以下.涂层和基体之间发生了相互融合,涂层和基体间的间隙消失.基体中的合金元素向涂层扩散.搅拌摩擦加工后,涂层显微硬度从62 HV上升到269 HV.

关键词: 铝合金 , 搅拌摩擦加工 , 形变诱导位错切割 , 热喷涂 , 超细晶

Ni-Cr-Al涂层搅拌摩擦加工的作用机制

朱理奎 , 周小平 , 方锳泽

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.06.012

目的：对热喷涂涂层进行表面改性。方法利用搅拌摩擦加工技术多道次加工制备复合层,分析受影响区涂层和基体的显微组织、元素扩散、显微硬度变化规律。结果形成了均匀致密且细晶化、涂层与界面消失、靠近涂层部分基体发生动态再结晶的复合层。从涂层到基体形成了有层次的260μm厚度渐变影响区,依次为：BZ,RLS,FRZ,ECZ。温度场和塑性变形的耦合作用为涂层和基体元素互扩散提供了有利通道,发生了快速元素互扩散。细晶强化和元素扩散共同作用使显微硬度显著提高,机械性能得到改善。结论搅拌摩擦加工技术能有效改善热喷涂涂层的组织和性能。

关键词: 细晶化 , 塑性变形 , 元素互扩散 , 显微硬度

镍基Al2O3-TiB2金属陶瓷粉末机械合金化机制研究

徐峰 , 周小平 , 方锳泽

硅酸盐通报

本文研究了添加不同质量分数的Ni对机械合金化合成Al2O3-TiB2金属陶瓷粉末的影响.应用X射线衍射仪、扫描电镜对球磨不同时间后的产物进行了物相和颗粒形貌的分析.结果表明:不含Ni粉的Al、TiO2和B2O3的混合粉末,在机械合金化12 h后,按照化学方程式10Al+ 3TiO2+ 3B2O3=5Al2O3+ 3TiB2发生固相反应,获得Al2O3、TiB2复相组织;当加入Ni粉后Al、TiO2和B2O3的混合粉末,由于在机械球磨过程中,Ni优先与Al形成中间相NiAl,NiAl比Al更容易与TiO2及B2O3发生反应,按照化学方程式10NiAl+ 3TiO2+ 3B2O3=5Al2O3+ 3TiB2+10Ni发生固相反应,获得Al2O3、TiB2复相组织;使得机械合金化时间随着Ni粉加入量的增大而减小,当添加质量分数为5％、10％、15％、20％、25％和30％的Ni粉后,分别在机械合金化12 h、10 h、8h、8h、6h和4h后,得到Al2O3、TiB2复相组织.

关键词: 机械合金化 , Al2O3-TiB2金属陶瓷 , Ni粉

Ni在Al-TiO2-B2O3粉末机械合金化中的加速效应

徐峰 , 周小平 , 方锳泽

材料热处理学报

为了制备镍基Al2O3-TiB2金属陶瓷涂层,研究了不同质量分数的Ni对球磨Al-TiO2-B2O3粉末的影响.对球磨后的粉末进行了XRD、SEM、EDS和DSC测试分析.结果表明:加入适量Ni,在机械合金化过程中能够产生加速效应,缩短得到Ni基Al2O3-TiB2金属陶瓷粉体的时间.Ni在机械合金化过程中的加速效应的机制是优先生成了NiA1化合物,加速了TiO2和B2O3中Ti和B被Al还原出来的反应,促进了化学反应10Al +3TiO2 +3B2O3 =5A12O3+3TiB2的进行.

关键词: 机械合金化 , Al-TiO2-B2O3粉末 , 镍

磨擦加工细化铝合金表面涂层组织及增强结合强度的机制

方锳泽 , 周小平 , 徐峰

材料热处理学报

磨擦加工技术(FSP)细化铝合金表面涂层组织及增强结合强度的机制采用无针搅拌头对7075铝合金表面热喷涂铝基A12O3-TiB2涂层进行搅拌摩擦加工.通过SEM分析了搅拌摩擦加工前后涂层的组织,粘结拉伸法测试了涂层搅拌摩擦加工前后的结合强度.应用ABAQUS有限元软件模拟分析搅拌摩擦加工过程中的温度场和应力场.结果表明,搅拌摩擦加工过程,涂层加工区域的温度达到500℃以上,应力超过330 MPa,涂层发生了剧烈的热机械变形,产生动态再结晶,使原始组织中孔洞、间隙和裂纹等缺陷消失,形成细小的新晶粒.涂层和基体间由于剧烈的热机械变形产生固相焊合,结合强度由5.2 MPa提高到48.6 MPa.

关键词: 搅拌摩擦加工 , 热机械变形 , 热喷涂涂层 , 结合强度 , 铝合金

离子注入对铜失泽行为的影响

周佩德

中国腐蚀与防护学报

本文用表面光反射,电化学库仑还原、扫描和透射电子显微镜研究了经Cr、Ta和惰性气体离子注入后的高纯铜,暴露在含H_2S大气中的失泽行为。暴露试验是在H_2S浓度为0.006—6VPM,25℃和100％RH条件下进行的。结果表明,Cr、Ta离子注入显著地提高了铜的抗失泽能力,Xe离子注入效果较小,而Ar离子注入无改进效果。阴极还原曲线显示经Cr、Ta离子注入的试样上形成的失泽膜,比未经离子注入铜上形成的膜薄,其结构组成亦不同。电子衍射结构分析和扫描电镜(附WDAX)分析进一步证明,Cr离子注入抑制了铜表面膜中金属硫化物的形成。

关键词: