2009年, 第22卷, 第3期 刊出日期:2009-03-19
  

  • 全选
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    特邀论文
  • 赵连城
    中国表面工程. 2009, 22(3): 1-6.
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    分析了InAs/GaInSb应变层超晶格、AlGaN/GaN量子阱和超晶格红外光电薄膜材料的界面结合类型及其对材料界面结构和光电性能的影响.描述了在超晶格界面处的原子置换和扩散现象.阐述了分子束外延生长过程中控制量子阱超晶格界面结构的工艺方法.试验结果表明,调节组元的束流和采用表面迁移增强外延技术可以有效控制界面处的原子交换过程,从而提高薄膜材料的生长质量.
  • 摩擦学
  • 李超,朱胜,沈灿铎,柳建
    中国表面工程. 2009, 22(3): 7-12.
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    在分析焊接快速成形技术研究发展现状的基础上,指出了焊接快速成形技术发展中存在的相关问题,提出了未来焊接快速成形技术研究的重点应集中在提高成形效率和成形精度方面.开发柔性高、可靠性好、具备闭环控制功能的成形系统,研究成形性好、系列化和专业化的成形材料,实现焊接沉积与数控加工的有效集成,是未来焊接快速成形技术研究发展的趋势.
  • 高离化磁控溅射技术与应用专辑
  • 惠文华,Phil·Hanqiu Chen
    中国表面工程. 2009, 22(3): 13-15.
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    一种新的铬替换材料已经被研制成功.通过X射线衍射仪,透射电子显微镜和表面分析仪器研究了这种新镀层在不同温度下的结构.结果表明,新的镀层由非晶、微晶和金属间化合物组成.这样的组织对于提高其耐磨性非常有利,工业试验证明,与原镀铬层相比用于凹版印刷缸表面的代铬合金使用寿命延长了3倍.
  • 工程应用
  • 钟萍,李健,廖有为
    中国表面工程. 2009, 22(3): 16-20.
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    制备了一种聚脲涂料的活性氢组分和弹性涂层,测试了涂层的常规力学性能、耐冲蚀磨损性能和磨粒磨损性能;用扫描电子显微镜和原子力显微镜观测了涂层经磨损试验前后的表面形貌;采用动态热机械分析仪测量涂层在交变应力作用下的力学性能,采用差示扫描量热分析仪测量了涂层的热性能.试验结果表明,聚脲涂层具有优异的耐磨性能,在一定温度条件下,具有较高的阻尼性和刚性,涂层在应力应变中有较高的力学损耗和热稳定性能.
  • 奚运涛,刘道新,韩栋
    中国表面工程. 2009, 22(3): 21-25.
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    采用离子镀技术在2Cr13不锈钢基体上制备了4种不同成分梯度的ZrN膜层.采用辉光放电光谱仪(GDS)考察了膜层中主要元素的分布情况,采用显微硬度仪测试了膜层的静态承载能力,在球-盘磨损试验机上考察了不同成分梯度ZrN膜层的摩擦学行为.结果表明:成分梯度过密,会使膜/基结合强度降低,静态承载能力变差;而无成分梯度,则会使膜层的脆性增大,抗疲劳性能变差;当选择3~8层且每层厚度大于0.5μm的成分梯度结构,会显著缓解膜层与基体之间应力分布的不连续性,增加膜层韧性、膜/基结合强度及静态承载能力,从而显著提高ZrN膜层的摩擦学性能.
  • 赵运才,葛世荣
    中国表面工程. 2009, 22(3): 26-30.
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    在结合涂层形成过程及原理、润滑涂层结构和涂层结合机理的基础上,对等离子喷涂Ni60A/MoS2复合润滑涂层的结构进行了设计,并对其磨损失效机理进行了探讨.研究表明:复合润滑耐磨涂层以NiCrAl合金粉末作为粘结层,Ni60A+La2O3+MoS2作为预涂层,可改善涂层界面的结合状况,致使涂层的组织和物化性能呈连续的过渡,大幅度地改善涂层材料的力学和耐磨性能.Ni60A/MoS2复合润滑涂层磨损失效机理随MoS2组元的含量不同而变化.未添加MoS2的喷涂涂层的主要磨损机理为磨粒磨损.随着MoS2含量的增加,润滑涂层的主要磨损机理由磨粒磨损向疲劳磨损,并过渡到粘着磨损.
  • 李文亚
    中国表面工程. 2009, 22(3): 31-37.
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    冷喷涂粒子的碰撞变形行为对粒子的沉积起着重要的作用.采用ABAQUS/Explicit显式有限元分析软件对冷喷涂过程中粒子碰撞行为进行了三维数值模拟.通过引入材料的失效模型,获得了与文献报道试验结果相吻合的计算结果.计算结果表明,随着粒子速度增加,粒子变形程度增加,基体坑深增加.粒子大小对其碰撞变形形貌影响不大,不同尺寸粒子的变形具有相似性.
  • 魏振毅,李强,叶辉,赵小健
    中国表面工程. 2009, 22(3): 38-42.
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    研究了纳米结构Al2O3+13%TiO2(AT13)陶瓷涂层的微观组织,并对其进行热震试验,分析涂层热震前后组织结构的变化,并结合交流阻抗法研究了涂层的热震失效机理.结果表明,陶瓷涂层存在1.02%的通孔,热震过程中氧穿越通孔,使粘结层/陶瓷层界面生成一层氧化物.粘结层/基底界面的氧化物主要为疏松的氧化铝,随着热震次数增多,氧化物层厚度增大.纳米结构AT13陶瓷涂层热震失效发生在粘结层/陶瓷层界面.
  • 毕晓勤,杨仲磊
    中国表面工程. 2009, 22(3): 43-48.
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    在40Cr合金钢表面等离子熔覆Ni-Cr合金涂层,应用Ansys进行等离子熔覆温度场的数值模拟.模拟结果表明:模拟所得熔池尺寸与与实测的数据较为接近,表明所建模型具有一定的适用性.随着远离熔池的距离增加,熔池前方温度下降较为剧烈,熔池后方的则较为缓慢,在相等的距离上温度变化的幅度从中心向下部以及从中心向外侧均逐渐变缓.熔覆时温度梯度可高达到5.9×106℃/s,温度场呈现准稳态分布,各节点在滞后一定时间之后均达到最高温度.
  • 王云霞,王鸿灵,阎逢元
    中国表面工程. 2009, 22(3): 49-53.
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    利用RFT-Ⅲ型往复摩擦磨损试验机分别在45#钢和2024Al基底表面制备了一系列bronze/PTFE复合材料转移膜,利用JSL-5600LV型扫描电子显微镜和DFPM静动摩擦因数精密测定仪分别对整体材料的磨损表面、转移膜形貌及其摩擦学性能进行了评价.结果表明,随填料含量的增加复合材料的磨损率降低,其相应转移膜的均匀性和耐磨性也提高.bronze/PTFE复合材料与其转移膜间存在良好的对应关系,即材料的磨损率越低其转移膜的耐磨性越好,且这种对应关系不受基底材料变化的影响.
  • 丁元柱,赵国刚,王振廷
    中国表面工程. 2009, 22(3): 54-57.
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    以Ni粉,Zr粉和B4C粉为原料,采用氩弧熔敷技术,在Q235钢基体材料表面上原位合成了ZrC颗粒增强镍基的复合涂层.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合涂层显微组织和性能进行了观察分析.结果表明,复合涂层与基体呈良好的冶金结合,无裂纹、无气孔.复合涂层有高的硬度,从复合涂层底部到顶部显微硬度逐渐增大,在室温干滑动磨损试验条件下具有优良的耐磨性能,其耐磨性较基体提高了7倍多.
  • 许一,于鹤龙,赵阳,史佩京,徐滨士
    中国表面工程. 2009, 22(3): 58-61.
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    采用端面摩擦磨损试验机考察了层状硅酸盐自修复材料的摩擦学性能,利用SEM、EDS和纳米压痕仪对摩擦表面进行了形貌、元素和微观力学性能分析.结果表明,层状硅酸盐自修复材料能够显著降低摩擦副表面粗糙度,改善摩擦副的润滑状态而减少摩擦阻力,可使摩擦因数均值由0.09降低至0.03,并能够在摩擦表面形成一层富含C、O、Si、Al、Mg等元素的高硬度表面改性修复层,有望应用于延长摩擦零部件的使用寿命.
  • 张玲,陈磊,周惠娣,陈建敏
    中国表面工程. 2009, 22(3): 62-66.
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    采用乳液法在水-甲苯体系中原位合成了含硫、氮有机物修饰的铜纳米微粒,用透射电镜(TEM),红外光谱(FTIR)表征了纳米颗粒的尺寸、形貌和结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了纳米铜添加剂在石蜡基础油中的抗磨减磨性能,最后分别采用扫描电子显微镜(SEM)和X光电子能谱仪(XPS)分析了磨斑的表面形貌及其化学组成.结果表明:铜纳米微粒添加剂能够显著提高基础油的极压性能,同时具有良好的抗磨性能;发现在摩擦过程中铜纳米微粒在表面形成沉积膜,这种沉积膜与表面修饰层形成的摩擦化学反应膜产生协同作用,从而表现出优良的极压抗磨性.
  • 专家访谈
  • 中国表面工程. 2009, 22(3): 67-68.
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    电沉积法是制备纳米晶镀层的重要途径之一,受到人们的极大关注,已成为当前材料表面科学研究的一个新领域.为了促进这一研究领域的发展,本刊记者于2009年4月2日采访了哈尔滨工业大学屠振密教授.