2005年, 第18卷, 第4期　刊出日期：2005-04-19

  

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特邀论文
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  装备维修技术的发展及表面工程技术的应用

  马世宁¹，游光荣²，孙晓峰¹

  中国表面工程. 2005, 18(4): 1-5.

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  在研究未来维修技术发展特点及趋势的基础上，提出装备维修技术的发展方向和重点是装备状态监测、故障诊断与预测技术，装备修复关键技术，装备维修保障综合化信息化关键技术，装备延寿与再制造技术，装备维修技术创新性研究以及装备现场抢修技术。指出纳米颗粒复合电刷镀技术、高速电弧喷涂技术、纳米固体润滑干膜技术、纳米减摩与原位动态自修复技术等先进而实用的表面工程新技术、新材料、新设备、新工艺，对实现装备维修的快速化、自动化、智能化、信息化将发挥重要作用。
专题综述
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  类石墨碳膜的制备及其与类金刚石碳膜的区分

  杜 军¹，何家文²

  中国表面工程. 2005, 18(4): 6-8.

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  类金刚石碳膜的碳键结构一般以sp3为主,用离子束辅助磁控溅射制备了以sp2为主的非晶碳膜,即类石墨碳膜。分析类石墨碳膜的成分、组织结构,并通过这些结果区分类石墨碳膜与类金刚石碳膜。采用卢瑟福背散射谱(RBS)、x射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、x射线光电子谱(XPS)、四点探针法(FPM)分析了成分、组织结构及电阻率,结果表明:制备碳膜的晶体结构是非晶,碳键结构以sp2为主,电阻率在10-4~10-2??m之间。证明这种非晶碳膜不同于类金刚石碳膜(sp3为主)。
工程应用
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  钛基复合材料激光熔覆层显微组织及其强化机制

  武万良，王振廷，孙俭峰

  中国表面工程. 2005, 18(4): 9-12.

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  利用激光熔覆技术在Ti-6A1-4V合金表面制备了TiC增强钛基复合材料涂层，复合材料的硬度明显高于基体，平均硬度可达940HV0.2。对复合材料的显微组织分析表明：TiC增强钛基复合材料的强化机制以细晶强化和弥散强化为主。
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  纳米复合涂层ZrO₂/0.05w(Al₂O₃)力学性能的Weibull分布特性

  赵文明，王 俊，翟长生，孙宝德

  中国表面工程. 2005, 18(4): 13-17.

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  采用等离子喷涂方法制备了掺杂纳米Al2O3的ZrO2纳米陶瓷复合涂层（NCC）。并参照ZrO2传统涂层（MCC），探究了涂层显微硬度与微观组织结构的关系。试验数据显示，纳米复合陶瓷涂层表面与断面的平均显微硬度值均明显高于传统涂层；两者的Weibull分布均呈各向异性和分散性，但纳米复合陶瓷材料的分布较集中。通过TEM分析进一步表明，纳米复合涂层组织的明显细化、纳米Al2O3颗粒在ZrO2涂层中的弥散分布、微裂纹（微孔）韧化、晶内／晶间强化是NCC具有优异的力学性能的主要原因。
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  摩擦喷射纳米Al₂O₃/Ni复合镀层的组织形貌及其性能研究

  梁志杰，乔玉林，曹 勇，孙 磊

  中国表面工程. 2005, 18(4): 18-21.

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  采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3／Ni复合镀层，考察了该镀层的表面和断面形貌，并对镀层性能进行了测试分析。研究表明，摩擦喷射纳米Al2O3／Ni复合镀层表面较为平整，镀层与基体结合紧密。一次性镀覆厚度达到1．40mm，远高于电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层（0．35mm），镀层硬度达到650HV。在试验条件下，该镀层的耐磨性是摩擦喷射Ni镀层的1．44倍，是纳米Al2O3／Ni刷镀层的1．15倍，摩擦因数也低于摩擦喷射Ni镀层和电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层。
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  阴极电泳涂装用锌镍锰三元磷化液的研究

  李保松¹，林 安¹，甘复兴¹，张绪建²

  中国表面工程. 2005, 18(4): 22-26.

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  针对阴极电泳涂装对磷化的特殊要求，为解决磷化过程中磷化膜碱性过量溶解，磷化膜过厚导致电泳涂料电沉积速率下降以及膜层耐蚀性差等一系列问题，研制出了一种与阴极电泳涂装工艺配套的低锌三元磷化液，通过正交试验优化了成分配比及涂装工艺参数，表征了磷化膜的表面形貌、晶型结构并检测了其他相关性能。结果表明：此三元磷化液磷化速度快，沉渣少，膜薄而致密，耐碱性强，解决了磷化膜与阴极电泳涂装的配套性问题。
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  电刷镀Cu/Ni纳米多层膜镀液的研究

  谭 俊¹， 杨红军²， 郭文才²

  中国表面工程. 2005, 18(4): 27-30.

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  应用扫描电子显微镜（SEM）对电刷镀Cu、Ni薄膜表面形貌进行了观察，并对膜层进行了能谱（EDS）成分分析。结果表明：改变镀液配比和沉积电压，镀层的成分和沉积速率都有明显的变化；在适当的镀液配比下，控制沉积电位，可以分别刷镀出Cu镀层和Ni镀层；控制沉积时间，可以实现纳米多层膜的制备；镀层的生长方式以沿晶外延生长为主，当沉积电压增高时，还伴随有新的晶核的形成和取向择优生长。
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  液相等离子体电解碳氮共渗层形成条件的初步探索

  李 杰¹，沈德久¹，王玉林²，刘 凯²

  中国表面工程. 2005, 18(4): 31-33.

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  采用甲酰胺-乙醇胺电解液体系，对Q235钢进行等离子体电解碳氮共渗处理，通过对处理的试样进行XRD分析，确定了碳氮共渗层形成的临界条件，分析了各种工艺参数下处理试样的相组成变化，给出了渗透层的形貌，测量了渗透层的显微硬度。试验结果表明：在特定的电解液体系下，不同的工作电压，所获得渗透层的相组成不同；渗透层的相组成包括：α-Fe、Fe3C、Fe5C2、ε-Fe2-3N、γ-Fe；在170V工作电压下，处理0．5min即可获得50min的渗透层，渗透层的显微硬度最大可达720HV0.1。
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  稀土镧对热浸渗铝钢耐H₂S腐蚀性能的影响

  胡鹏飞¹，文九巴²，张 伟¹

  中国表面工程. 2005, 18(4): 34-36.

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  研究了添加稀土镧对热浸镀渗铝钢渗层的组织和耐H2S腐蚀的影响，结果表明随着稀土含量的增加，渗层中富铝层增厚。当稀土添加量由0％升至0．3％时，渗层的耐蚀性逐渐提高，当稀土添加量大于0．3％时，渗层的耐蚀性反而逐渐降低。添加0．3％稀土渗层的耐腐蚀性能最好，为不加稀土的2．5倍。
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  铝合金磷酸阳极化和胶接性能分析

  杨孚标，肖加余，曾竟成，邢素丽，王 遵，姜 楠

  中国表面工程. 2005, 18(4): 37-40.

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  采用磷酸阳极化方法对铝合金试片进行了处理并考察了其粘接性能。阳极化处理使铝合金试片表面产生了微观粗糙的多孔膜，最初形成的孔互不连通，随着阳极化过程的继续，孔与孔之间互相贯通；胶接时胶粘剂能够渗入多孔膜，并在粘接界面上形成过渡层，实现良好的机械啮合。经阳极化处理后，铝合金试片粘接性能显著提高，拉剪强度在粘接副为铝合金时提高了238％，粘接副为铝合金／复合材料时提高了104％，且破坏模式为混合破坏。对粘接副的耐候性进行了考核，在25～70℃时，其拉剪强度保持不变，100℃时拉剪强度为30．25MPa，与常温拉剪强度相比下降了19．2％；粘接副经碱水浸泡后拉剪强度降低，经过100h浸泡后拉剪强度为35．55MPa，降低了8．1％。
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  NiCrBSi/WC涂层及涂层开裂处抗蚀行为研究

  徐润生^1,2，徐滨士¹，刘晓明²

  中国表面工程. 2005, 18(4): 41-44.

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  制备了高速火焰喷涂NiCrBSi／WC涂层及其带有开裂缺陷的涂层，测试了这两种涂层的热腐蚀性能，观察了涂层腐蚀前后的组织形貌，并分析了涂层腐蚀后的相组成及元素含量。结果表明：完整的NiCrBSi／WC涂层具有良好的耐热腐蚀性能，带有开裂缺陷的涂层耐蚀性能显著下降，在电站运行至一个大修期时，开裂涂层的热腐蚀增重比完整涂层增加了307％，腐蚀速度比完整涂层增加了550％；NiCrBSi／WC涂层耐蚀性能良好的主要原因是涂层表面生成的致密Cr2O3薄膜阻止了腐蚀的进一步深入，开裂涂层耐蚀性能下降的主要原因是在开裂处生成了疏松的氧化铁。
技术基础
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  一种新型的碳纤维和碳纳米管化学镀镍工艺

  王银春^1,2，王育人¹，于 泳¹

  中国表面工程. 2005, 18(4): 45-48.

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  碳纤维是最重要的复合材料增强体之一,而碳纳米管比碳纤维具有更好的力学性能,对他们的表面改性将会对复合材料性能有很大影响。试验实现了一种对碳纤维和碳纳米管通用的化学镀镍工艺。通过对基体较好的预处理,在基体上成功地完成了化学镀镍并且较好的控制了镀层成分。同时还探讨了施镀温度、pH值和搅拌方式等对镀层的影响,试验发现pH值控制在9~10之间,温度控制在70℃附近并采用氮气搅拌可以获得较满意的施镀效果。
专家访谈
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  高金吉院士谈装备系统故障自愈工程

  中国表面工程. 2005, 18(4): 49-49.

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  本刊在2004年第1期刊出徐滨士院士等撰写的“现代装备智能自修复技术”一文后，许多读者来信，希望了解更多智能自修复技术方面的信息。在本刊组稿刊出多篇金属磨损表面自修复技术研究成果的基础上，于2005年7月11日走访了中国工程院院士、本刊编委、北京化工大学高金吉教授。