2006年, 第19卷, 第2期　刊出日期：2006-02-19

  

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特邀论文
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  金属离子高温注入原理与工艺研究*

  雷明凯，李 朋，常海威，陈 涛

  中国表面工程. 2006, 19(2): 1-5.

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  采用离子与固体相互作用理论和辐照增强扩散理论建立了金属离子高温注入的传质模型，利用有效形成热理论建立了金属离子高温注入合成金属间化合物相形成预测模型。采用MEEVA源进行了Al离子高温注入镁合金AZ31表面改性。利用Rutherford背散射和X射线衍射方法分析了注入改性层的成分与相结构，利用动电位阳极极化测量及摩擦磨损试验测定了注入改性镁合金AZ31的耐腐蚀、抗磨损性能。计算的Al离子高温注入镁合金AZ31的成分—深度分布及金属间化合物Al₁₂Mg₁₇形成规律与试验测量结果相符。注入剂量为6×10¹⁶ ions·cm^-2的Al离子高温试样，腐蚀电位和孔蚀击穿电位分别达到－1180 mV(SCE)和－480 mV(SCE)，维钝电流密度较原始镁合金试样的电流密度约降低1个数量级。高温注入镁合金试样的磨痕较窄，磨损量较原始试样减小约20 %。Al离子高温注入显著改善了镁合金AZ31的耐腐蚀、抗磨损性能。
专题综述
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  废旧机械产品再制造的资源环境评价*

  朱绍华，徐滨士

  中国表面工程. 2006, 19(2): 6-12.

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  再制造不仅延续了产品的寿命周期，而且具有巨大的资源环境效益。通过简式寿命周期评价矩阵中有关元素的分析、钢铁原材料生产过程的环境负荷分析、机械产品（零部件）原始制造与再制造中的环境负荷分析，表明再制造产品的资源环境优势集中体现在其原料获取和产品生产阶段。零件再制造主要使用各种表面技术对局部失效表面进行修复与强化，免去了其原始制造中金属材料生产、毛坯生产的全部及后续切削加工、材料处理中的大部分资源、能源消耗和废弃物排放，其相应总量比原始制造一般低1~2个数量级，整个产品再制造的资源环境效益随新品零件替换率的提高而降低。
工程应用
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  两种TiAlN涂层的往复滑动摩擦学性能研究*

  徐　轶¹，朱旻昊¹，莫继良¹，雷　斌^1,2，周仲荣¹

  中国表面工程. 2006, 19(2): 13-16.

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  采用PLINT磨损试验机，对比考察了2种磁控溅射TiAlN涂层在往复滑动条件下的摩擦磨损性能。在摩擦动力学分析基础上，并利用扫描电子显微镜(SEM) 、激光共焦显微镜（LCSM）、电子能谱(EDX)和X射线衍射XRD进行了微观分析，探讨了TiAlN涂层的摩擦磨损机理。结果表明：TiAlN涂层的摩擦学性能与涂层本身微结构密切相关；较低的摩擦因数对应着较好的耐磨性；涂层的往复滑动磨损表现为磨粒磨损、剥层和氧化磨损的共同作用的机制。
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  脉冲关断时间对电刷镀Ni/CNTs复合镀层组织及性能的影响*

  谭 俊，于甜甜，徐滨士，姚 琼，郭文才，杨红军

  中国表面工程. 2006, 19(2): 17-20.

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  采用脉冲电刷镀的方法，制备了镍/碳纳米管（Ni/CNTs）复合镀层。运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、球盘式磨损试验机、显微硬度计等分析与测试方法，研究了脉冲关断时间对Ni/CNT复合镀层的表面形貌、孔隙率、CNTs含量、显微硬度和耐磨性等的影响。结果表明：在直流电源下，由于导电性和准一维性碳纳米管的共沉积，复合镀层表面粗糙，孔隙率高。采用脉冲电源后，当脉冲关断时间增加至1 900 μs时，复合镀层的表面平整度增加、孔隙率减小为1 %、硬度增加为605 HV、磨损重量减小1/3。
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  SiC膜对ZGO膜耐腐蚀性能的研究

  姬杨玲，庄大明，张 弓

  中国表面工程. 2006, 19(2): 21-24.

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  利用中频磁控溅射方法，采用氧化锌镓ZGO(97.5 %ZnO+2.5 %Ga₂O₃)陶瓷靶材和SiC陶瓷靶材，制备了ZGO和SiC/ZGO复合薄膜。考察了制备SiC膜时的沉积时间、氩气压强、基底温度对其耐腐蚀保护性能的影响，同时考察了SiC薄膜对ZGO薄膜功能特性的影响。试验结果表明，提高溅射气体的压力可以增强SiC膜对ZGO薄膜的耐腐蚀保护作用，提高基底温度对提高SiC/ZGO的耐腐蚀性能的效果显著，SiC薄膜的存在对ZGO的红外反射性能有增强作用。基底温度260 ℃，沉积SiC膜160 s能对ZGO膜起到防腐保护作用。
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  几种氮化物薄膜与熔融玻璃之间的高温界面摩擦行为*

  庄　业，邵天敏，王　慧，张晨辉，路新春，高学宁

  中国表面工程. 2006, 19(2): 25-29.

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  使用多弧离子镀设备制备了AlTiN，CrN，TiN，ZrN薄膜，在850 ℃条件下，利用自行研制的高温界面摩擦试验装置对上述薄膜与熔融玻璃之间的界面摩擦行为进行了试验研究。利用X射线衍射分析了上述4种薄膜在高温试验前后的物相结构变化。此外，在500 ℃条件下测量了4种材料与熔融玻璃的高温润湿行为。试验结果表明CrN，TiN，ZrN　3种薄膜材料具有良好的抗高温氧化性能，而AlTiN薄膜在高温下会逐渐氧化生成Al₂TiO₅氧化膜，该氧化膜能够阻止氧化反应的继续进行，且AlTiN，CrN，TiN，ZrN　4种薄膜与熔融玻璃之间的接触角与界面摩擦存在对应关系。
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  MLCC三层镀中甲基磺酸镀锡体系工艺条件对锡镀层性能影响的研究(续)

  冯 辉，娄红涛，李基森，杨卫花，陈 玫

  中国表面工程. 2006, 19(2): 30-35.

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  针对了片式多层陶瓷电容器(MLCC)三层镀甲基磺酸镀纯锡体系，提高镀液中Sn²⁺ 离子浓度、添加剂浓度及增大阴极电流密度对电流效率、沉积速度、最大允许电流密度及镀层性能等几个方面的影响。结果表明，提高Sn²⁺离子浓度和阴极电流密度后，添加剂I按Sn²⁺离子浓度比例相应提高，添加剂II浓度不变，阴极电流密度提高至0.3～0.35 A/dm²，沉积速度加快，即镀得相同厚度的镀层，其电镀时间可比原来工艺缩短三分之一，收到缩短电镀生产周期、提高生产设备利用率的效果。
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  超音速火焰喷涂CoCrW涂层的性能研究

  杨中元¹，周建平²

  中国表面工程. 2006, 19(2): 36-38.

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  采用超音速火焰喷涂工艺制备了CoCrW涂层，测试了涂层的结合强度、硬度、孔隙率和高温抗氧化性能。试验结果表明，涂层的结合强度在57 MPa以上，硬度为545 HV0.1，孔隙率在2 %以下。涂层的抗氧化性能较好，涂层在850 ℃以下或经过较短时间热处理时，涂层氧化增重较少，而温度在850 ℃以上或经过较长时间热处理时，涂层氧化增重明显。在相同试验条件下与气体爆燃涂层、等离子涂层相比，用HVOF喷涂的涂层其耐磨性能最好。
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  激光强化电刷镀Ni镀层试验研究

  闫　涛，梁志杰，谭　俊，张　平

  中国表面工程. 2006, 19(2): 39-42.

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  进行了脉冲和连续Nd³⁺:YAG激光电刷镀Ni试验，利用SEM进行了镀层表面和横断面形貌观察，采用X射线衍射仪分析了镀层的相结构，对镀层横断面进行了EDX能谱线扫描，测试了镀层的显微硬度，定性地检测了镀层的结合强度。结果表明：激光强化电沉积镀层与基体结合良好。与普通电刷镀镀层相比，激光强化电刷镀镀层显微硬度提高约200 HV，相对耐磨性增加约10倍，摩擦因数减小约1/2，晶粒细化。激光的连续性对镀层晶粒度的影响较大，对硬度影响不明显。
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  二硫化钼含量对自润滑涂层组织及性能的影响*

  王 玮，王引真，王海芳，姚海玉

  中国表面工程. 2006, 19(2): 43-46.

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  利用超音速火焰喷涂技术制备了4种不同MoS₂含量的镍基自润滑涂层，并对涂层进行了组织和性能研究。结果表明：随着自润滑材料MoS₂含量的增加，涂层的显微硬度、结合强度和滑动摩擦因数都明显降低；当MoS₂含量由6 %增加到9 %时，涂层滑动摩擦因数由0.18减小到0.16，变化处于平稳，但磨损量却由0.5 mg/m突然增大到1.6mg/m；涂层中条状未熔MoS₂和孔洞的存在，是其显微硬度、结合强度和摩擦因数减小的主要原因。
技术基础
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  电化学方法研究环氧涂层/基体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

  何 杰¹，阎 瑞 ²，马世宁 ²

  中国表面工程. 2006, 19(2): 47-50.

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  采用电化学方法研究了两种常用涂层—环氧沥青涂层和环氧铝粉涂层在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为。腐蚀电位-时间结果表明，两种涂层的自腐蚀电位都比基体的更正，都能起到屏蔽作用保护基体，浸泡中电位向负方向移动说明活化腐蚀过程在继续。电化学阻抗结果表明，腐蚀介质能够较快的渗入涂层到达界面，使涂层的屏蔽作用降低，生成的腐蚀产物可在一定程度上抑制腐蚀的发展。并提出了两种涂层的等效电路模型，对阻抗结果进行了拟合。表明在浸泡初期涂层电阻随浸泡时间延长迅速降低，随后趋于稳定。指出电化学方法能获得与涂层性能有关的定量数据，非常适合于研究涂层/基体的性能。
专家访谈
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  孙冬柏教授谈非晶纳米(晶)高耐蚀耐磨涂层制备技术以及应用前景

  中国表面工程. 2006, 19(2): 51-51.

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