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热喷涂层孔隙及对涂层性能影响的研究现状

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.017.013

孔隙是热喷涂层的一种重要结构缺陷，热喷涂层孔隙率是表征涂层致密程度的重要指标，也是评价涂层质量优劣的重要标准。孔隙率的高低直接影响涂层的服役性能，将涂层孔隙率控制在一定范围内，对提高涂层使用寿命、增强涂层的防护性能具有重要意义。总结了热喷涂层孔隙的形成机理、热喷涂层孔隙形成的影响因素、涂层孔隙率的测试方法，阐述了热喷涂层孔隙对涂层隔热性能、力学性能、腐蚀性能的影响，并展望了该领域未来的重点研究方向。

关键词: 孔隙率 , 形成机理 , 隔热性能 , 力学性能 , 腐蚀性能 , 热喷涂

等离子喷涂纳米粉体制备技术及涂层性能研究现状?

周羊羊 , 王海斗 , 马国政 , 李国禄 , 陈书赢 , 王海军 , 刘明

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.增刊(Ⅰ).005

与传统涂层相比，采用纳米粉体制备的等离子喷涂层在强度、韧性、耐磨、热障和热震性能等方面存在显著优势。本文首先介绍了纳米粉体制备等离子喷涂层的应用前景，阐述了液相法、气相法和固相法三类等离子喷涂纳米粉体制备方法以及喷雾干燥法等纳米粉体的喂料方式。然后对纳米粉体制备的等离子喷涂层优越的耐磨损性、耐腐蚀性以及热震热障性能进行了较为详细的论述，并对所存在的问题及今后的发展方向进行了探讨。

关键词: 等离子喷涂 , 纳米粉体 , 磨损特性 , 耐腐蚀性 , 热震热障性能

纳米电刷镀In层真空辐照环境下摩擦学性能研究

司洪娟 , 徐滨士 , 王海斗 , 马国政

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.02.017

采用纳米电刷镀技术在(n-Al2O3/Ni)工作层上制备了In涂层,利用扫描电子显微镜和能谱仪观察和分析了In涂层在大气、真空、原子氧辐照、紫外线辐照后的表面、磨痕形貌及元素组成.利用真空摩擦磨损试验机分别完成了干摩擦条件下大气、真空、原子氧辐照及紫外线辐照四种环境下的摩擦磨损性能测试.结果表明:金属铟在常态下具有良好的化学稳定性,耐蚀性及固体润滑性.受原子氧和真空紫外线辐照的影响也较小.但利用纳米电刷镀技术制备的润滑涂层在高真空环境中,因放气造成致密度和表面光洁度变差,摩擦学性能较差.因此,只要通过适当的工艺手段,提高In镀层的成形质量,软金属In镀层在未来空间器械和装备上应有较好的应用前景.

关键词: 纳米电刷镀 , 真空 , 原子氧 , 紫外线 , 摩擦学性能

磁控溅射制备Mo薄膜的优化工艺和组织及性能研究

马国政 , 徐滨士 , 王海斗 , 邢志国 , 张森

稀有金属材料与工程

基于正交试验设计,采用射频磁控溅射技术在不同工艺条件下制备了一系列纯金属Mo薄膜.以薄膜的纳米硬度和结合强度为评价指标,考察分析了溅射靶功率、基片温度、氩气流量和真空度4个工艺参数对溅射Mo薄膜综合力学性能和组织结构的影响规律及机理.结果表明,所制备的多种Mo薄膜均为立方多晶结构,并在(110)和(220)晶面择优生长.薄膜由细小的“树枝”状颗粒随机堆叠而成,表面呈压应力状态.综合考虑薄膜的沉积质量和沉积效率,提出磁控溅射制备Mo薄膜的较佳工艺参数为Mo靶功率100 W,沉积温度120℃,氩气流量90 cm3/min,真空度0.2 Pa.采用优化工艺制备的Mo薄膜具有良好的结晶状态和均匀致密的组织结构,纳米硬度为7.269 GPa,结合强度高达33.8N.

关键词: 磁控溅射 , Mo薄膜 , 正交试验 , 工艺参数

电刷镀In/Ni组合镀层的真空摩擦学性能研究

马国政 , 徐滨士 , 王海斗 , 刘勇 , 叶铸玉

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.12.015

采用电刷镀技术在中碳钢表面制备厚度约为10μm的In/Ni组合镀层.研究高真空环境下In/Ni组合镀层的减摩润滑机理和微观损伤过程,并考察不同滑动速率和法向载荷对其真空摩擦学性能的影响.结果表明:在高真空环境下,该组合镀层具有明显的减摩和抗黏附磨损性能;镀层的摩擦因数随着滑动速率和法向载荷的增大而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,但不随滑动速率发生显著变化;该镀层在高真空下的磨损机制主要为黏着磨损和擦伤磨损.

关键词: 电刷镀 , In/Ni组合镀层 , 真空环境 , 摩擦磨损

空间原子氧辐照对电刷镀Ni/MoS2-C镀层组织结构及摩擦学性能的影响

李国禄 , 王海斗 , 徐滨士 , 马国政 , 张森

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.005

研究了空间原子氧对电刷镀Ni/MoS2-C固体润滑镀层的影响,通过SEM,EDS以及TEM观测了镀层的微观结构及成分,采用XRD确定了镀层的相结构,并利用MSTS-1多功能摩擦磨损试验机对比原子氧辐照不同时间后镀层摩擦学性能的变化情况.结果表明:原子氧对电刷镀Ni/MoS2-C复合镀层的氧化腐蚀作用明显,镀层中氧化产物MoO3增加,同时镀层表面氧化膜的存在使得其摩擦因数在实验初期阶段相对较低,镀层表面经一定能量的原子氧高速轰击后材料表面结构分布不均,进而在真空吸气作用下造成的应力变化导致微观裂纹数量增加且镀层致密性遭到一定程度的破坏,但氧化膜的存在有效地降低了镀层起始摩擦因数,原子氧的能量还不足以完全破坏Ni/MoS2-C镀层的摩擦学性能.

关键词: 复合物电刷镀 , MoS2固体润滑膜 , 原子氧 , 氧化产物 , 摩擦学性能

空间固体润滑材料的研究现状

马国政 , 徐滨士 , 王海斗 , 司红娟

材料导报

固体润滑材料以其蒸发率低、耐高低温、抗辐照、耐腐蚀等优点在工作于空间苛刻环境中的器械上得到了广泛的应用.综述了目前常用的层状结构物、软金属、聚合物、无机化合物和复合材料5类固体润滑材料的摩擦学特性、制备工艺和应用情况,指出了我国在空间固体润滑材料研究领域与国外先进水平的主要差距和今后的研究方向.

关键词: 空间技术 , 固体润滑 , 摩擦学性能 , 制备工艺 , 研究方向

电刷镀MoS2-C复合镀层摩擦学性能研究

张森 , 李国禄 , 王海斗 , 徐滨士 , 马国政

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.01.017

采用纳米复合电刷镀技术在GCr15基体上制备了添加纳米石墨颗粒的镍基MoS2-C复合刷镀层,利用扫描电子显微镜、XPS光电子能谱仪以及HV-1000显微硬度仪对镀层的微观结构与成分组成进行了分析,利用MSTS-1摩擦磨损试验机对镀层的摩擦学性能进行了评估.结果表明:添加的纳米颗粒在镀层中弥散分布并与基质金属紧密结合,细化了镀层的晶粒尺寸,改善了镀层的沉积效果.制备的复合镀层摩擦学性能优异,实验表明:随着法向载荷的增大,镀层的摩擦因数逐渐降低而磨损率相应升高；随着滑动速率的增大,其摩擦因数降低而磨损率未出现明显变化.

关键词: 纳米颗粒 , 固体润滑 , 复合电刷镀 , 摩擦学性能

低温离子渗硫技术的发展历程和研究应用现状

雍青松 , 马国政 , 王海斗 , 何鹏飞

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.017.017

在综述渗硫技术的发展历程和分类的基础上，重点介绍了低温离子渗硫的工艺流程和离子渗硫层的形成机理，总结归纳了低温离子渗硫工艺的技术、经济优势和社会环保效益，概述了低温离子渗硫技术在各类典型的滚动件、滑动件和重载零件上的应用现状以及低温离子渗硫工业化生产设备的研究情况。指出低温离子渗硫技术未来将继续向绿色环保、简单高效等方向发展。

关键词: 发展历程 , 低温离子渗硫 , 工艺优势 , 应用现状

高熵合金涂层制备及其应用的研究进展

赵钦 , 马国政 , 王海斗 , 李国禄 , 陈书赢 , 周羊羊

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.07.010

高熵合金涂层又称多主元合金涂层,是一种新型合金涂层.受高熵效应的影响,涂层的组织结构主要由单一的BCC、FCC或者HCP固溶体相构成,且易于形成非晶、纳米晶和纳米复合物,呈现出优异的综合力学性能、抗高温氧化性能、耐辐射性能和生物兼容性能等,具有重要的研究价值和应用前景.分别从涂层的主元数量和位形熵值两方面对高熵合金涂层的概念进行了阐述,比较分析了热喷涂、激光熔覆以及物理气相沉积等几类常用的高熵合金涂层制备工艺的优点和不足,总结了高熵合金涂层的工业应用现状,最后指出了高熵合金涂层在目前的研究中存在的问题并展望了其未来的发展方向.

关键词: 高熵合金涂层 , 多主元合金涂层 , 激光熔覆 , 热喷涂 , 物理气相沉积

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