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采用热反应扩散沉积法(TRD)对有无预渗氮处理的SKD11钢试样分别以950、900、850、800和750℃进行气体热渗铬.利用SEM和EDS测量铬原子扩散深度;根据经典动力学理论计算活化能及扩散系数;利用XRD分析相结构;再进行维氏硬度测量和耐磨实验.结果表明,经渗氮前处理的渗铬试样在各温度下铬原子扩散深度比未经渗氮均有增加,有预渗氮渗铬层最深达到20 μm,未经渗氮渗铬层只有13 μm,其活化能分别为106.09和147.47 kJ/mol,表面硬度分别为1610及1760 HV.在各实验温度下,经渗氮预处理渗铬试样的耐磨性均比未经渗氮试样好,渗铬温度高于850 ℃耐磨性优于基材,低于850℃硬度虽然高于基材,但耐磨性不及基材.在较高温度(950和900℃)渗铬时,有渗氮预处理试样的渗铬层结构为Cr2C和Cr2N相,无渗氮预处理为Cr2C相;在较低温度(800和750℃)渗铬时,有渗氮预处理试样的渗铬层结构为Cr7C3和CrN相,无渗氮预处理为Cr7 C3相.

关键词: 热热反应扩散/沉积 , 扩散系数 , 活化能 , 耐磨性

S136不锈钢基体溅射氮化铬薄膜的硬度和接触角

王翠凤 , 邱锡荣 , 康爱军 , 梁家豪 , 黄文荣

机械工程材料

在不同的S136不锈钢基体上溅射制备了氮化铬(CrN)薄膜,通过接触角的测量、硬度测试、扫描电子显微镜观察及X射线衍射分析等方法研究了基材的组织、方向性、表面粗糙度、表面机械加工方法及溅射偏压对CrN薄膜接触角和硬度的影响.结果表明:在溅射功率300W、施加-120V偏压、氩气和氮气流量比9∶1溅射条件下,可得到Cr2N单相薄膜,呈现(111)面择优取向;溅射CrN薄膜显著提高S136不锈钢表面硬度和接触角;溅射时施加负偏压的CrN薄膜接触角明显大于未施加的;基材杂质少、碳化物细小、研磨后抛光、施加负偏压的纵向试样溅射CrN薄膜后硬度较高(1 177 HV)、接触角较大(98.77°).

关键词: CrN薄膜 , 接触角 , S136不锈钢

田口法研究3Y-TZP/TiN导电陶瓷材料最佳化制程

王翠凤 , 邱锡荣 , 欧耿良 , 蔡长庭

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00529

实验用田口法研究了添加30wt%氮化钛的钇稳定氧化锆基陶瓷材料(3Y-TZP/TiN)制造工艺. 选择烧结方式、TiN粉末振荡时间、第一阶段保温时间及第二阶段烧结温度四个工艺参数作为控制因子, 设计L9正交表进行实验规划. 烧结后, 检测试片断裂韧性、抗弯强度、硬度、相对密度及电阻值. 最后通过变异数分析找出最佳参数, 再进行实验验证. 本研究得到的最佳化烧结工艺为: TiN粉末振动8 h, 采用两步烧结法, 第一阶段烧结温度1450℃, 不保温, 第二阶段烧结温度1150℃, 保温20 h. 结果显示, 采用该工艺得到了抗弯强度平均值为736.75 MPa、断裂韧性为7.545 MPa·m^1/2的氧化锆基导电陶瓷材料. 研究发现, 第一阶段保温时间对断裂韧性的影响程度最大, 其次依次为烧结方式、TiN粒径大小及第二阶段保温温度. 断裂韧性的微结构影响因子为四方相与单斜相数量的比值, 当此值达到最高时, 断裂韧性也达到最高值为9.275 MPa·m^1/2. 另外, 添加30wt% TiN的氧化锆电阻率平均值为3.26 mΩ·cm, 可以进行电火花加工.

关键词: 钇稳定氧化锆; 田口法; 变异数分析; 抗弯强度; 断裂韧性

田口法研究3Y-TZP/TiN导电陶瓷材料最佳化制程

王翠凤 , 邱锡荣 , 欧耿良 , 蔡长庭

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00529

实验用田口法研究了添加30wt％氮化钛的钇稳定氧化锆基陶瓷材料(3Y-TZP/TiN)制造工艺.选择烧结方式、TiN粉末振荡时间、第一阶段保温时间及第二阶段烧结温度四个工艺参数作为控制因子,设计L9正交表进行实验规划.烧结后,检测试片断裂韧性、抗弯强度、硬度、相对密度及电阻值.最后通过变异数分析找出最佳参数,再进行实验验证.本研究得到的最佳化烧结工艺为:TiN粉末振动8h,采用两步烧结法,第一阶段烧结温度1450℃,不保温,第二阶段烧结温度1150℃,保温20 h.结果显示,采用该工艺得到了抗弯强度平均值为736.75MPa、断裂韧性为7.545 MPa·m1/2的氧化锆基导电陶瓷材料.研究发现,第一阶段保温时间对断裂韧性的影响程度最大,其次依次为烧结方式、TiN粒径大小及第二阶段保温温度.断裂韧性的微结构影响因子为四方相与单斜相数量的比值,当此值达到最高时,断裂韧性也达到最高值为9.275 MPa·m1/2.另外,添加30wt％ TiN的氧化锆电阻率平均值为3.26mΩ·cm,可以进行电火花加工.

关键词: 钇稳定氧化锆 , 田口法 , 变异数分析 , 抗弯强度 , 断裂韧性

脉冲电镀制备Ni-cBN复合镀层的性能

梅明亮 , 王翠凤 , 王詠证

材料保护

为了探讨工艺参数对脉冲电镀Ni-cBN复合镀层性能的影响规律,以氨基磺酸镍为镀液,调整平均电流密度、脉冲导通与脉冲间歇比在黄铜基材上脉冲电镀纯镍层,找出最佳工艺参数作为Ni-cBN复合电镀的工艺参数,改变cBN粉末添加量制备复合镀层.利用显微维氏硬度计及摩擦试验机测量镀层硬度及磨损量,借助扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)观察了镀层的分散情况及晶粒尺寸.结果表明:平均电流密度为1～7 A/dm2制备的纯镍镀层晶粒尺寸约350～1 000 nm,其中3 A/dm2时晶粒尺寸最小,为412 nm,镀层硬度最高,为402 HV;镀层择优取向随着电流密度和输入功率类型而变化;脉冲导通与脉冲间歇比为50∶200时,择优取向为(200)晶面,残留应力最大,镀层硬度最高,为456 HV;当占空比较低时择优取向偏向(220),占空比较高时择优取向偏向(200);复合镀层中的cBN粉末含量高且分散性好,耐磨性相对较好;未经热处理,镀液中cBN浓度1.0 g/L时镀层硬度最高,为506.96 HV,镀层中cBN含量为13.3％,耐磨性最好;在经过热处理后,依然是cBN浓度1.0 g/L时得到的镀层硬度最高,为531.86 HV,耐磨性也最好;另外,热处理显著降低了镀层磨耗损失.

关键词: 脉冲电镀 , Ni-cBN复合镀层 , 性能 , 微纳米级cBN , 择优取向 , 热处理

吉林延吉五凤金矿床构造控矿及矿体富集规律

汪建宇 , 贾大成 , 高文 , 徐爱军 , 任德奎

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2011.10.005

五凤金矿床是延边地区中生代火山岩金、铜成矿带中典型的金矿床,通过对该矿床构造控矿和矿体富集规律的研究,认为断裂构造是控制矿化蚀变带及矿体的主要因素.百草沟-金苍北东东向深断裂带与北西向小延吉河和朝阳河断裂的组合控制火山盆地的产生,为主要的导岩、导矿构造,小延吉河和朝阳河两条断裂的次级北东和北西向断层为主要的容矿构造.断层的交汇、张性断层、产状变化和多期次活动叠加等是控制富矿体的主要因素,依据构造控矿和矿体富集规律可以进行就矿找矿和成矿预测.

关键词: 五凤金矿床 , 断裂构造 , 控矿构造 , 成矿预测 , 吉林延吉

基于组态王的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态王作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态王 , 配料 , 上位机

“王”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一”王”字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数