中国表面工程

Select

［例35］新型纳米无磷转化膜的研究与应用

米德伟

中国表面工程. 2014, 27(4): 0-0.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.020

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

Select

扭动微动磨损的研究进展和现状

蔡振兵，朱旻昊

中国表面工程. 2014, 27(4): 1-11.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

扭动微动磨损是微动磨损的一种，文中介绍了国内外扭动微动磨损的研究进展及成果，综述了典型金属材料、高分子材料和天然软骨的扭动微动磨损的研究结果，包括扭动微动的摩擦运行行为、材料响应行为、界面的摩擦化学行为、损伤物理模型和演变规律等，对于不同种类材料在部分滑移区、混合区、滑移区的损伤规律进行了系统的总结,发现了扭动微动运行区域特性具有与其它模式的微动磨损不同的特点等一系列现象，并探讨了其今后的可能的发展方向和研究重点。

Select

大气等离子喷涂TiO₂涂层性能及厚涂层制备工艺

杨焜，邓畅光，邝子奇，曾威

中国表面工程. 2014, 27(4): 12-18.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为改善TiO2溅射靶材主要依赖进口的局面，采用大气等离子喷涂技术在不锈钢SUS304平板基体及管状基体上制备了TiO2涂层。利用扫描电子显微镜对涂层形貌进行了观察，并对涂层与基体的结合强度、涂层孔隙率及抗热震性能分别进行了表征。结果表明：粉末熔化及铺展良好，截面可见典型层状结构。涂层与基体以机械结合为主，断裂基本发生在基体与粘结层界面处；涂层的孔隙率较低，同时具有良好的抗热震性能。厚涂层制备过程中，采用循环水冷却方法对不锈钢SUS304管状基体进行冷却，涂层沉积速度快且无开裂和脱落，涂层厚度可达8 mm。通过对冷却装置的改进及喷涂工艺的进一步优化，有望在大尺度管状基体上制备厚涂层以满足溅射蒸镀辊的需要。

Select

等离子喷涂PZT涂层的制备与性能分析

石伟丽，邢志国，王海斗，李国禄，顾林松

中国表面工程. 2014, 27(4): 19-24.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

用等离子喷涂方法在45号钢基体表面制备了锆钛酸铅(PZT)陶瓷涂层，并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜（TEM）、纳米压痕测量仪和d33准静态测量仪等检测手段对涂层的微观形貌、成分、纳米硬度、弹性模量和压电常数等各项性能进行分析，并测量涂层的介电温谱。结果表明：等离子喷涂制备的PZT陶瓷涂层具有典型的层状结构，结构致密，孔隙率为1.96%；纳米硬度和弹性模量平均值分别为5.881 GPa和113.413 GPa；压电常数达到了74 pC/N，并且由介电常数与温度关系图可推知PZT的居里温度约为370 ℃。制备的PZT涂层性能良好，使其在实际工况中的使用成为可能。

Select

超音速火焰喷涂制备微晶镍基耐蚀合金涂层

马青华

中国表面工程. 2014, 27(4): 25-29.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.004

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对导致奥氏体合金涂层腐蚀发生及发展的腐蚀原电池问题和晶间贫铬问题，通过选择镍铬基材料，添加助熔成分硅和形核稀士元素等以及防铬元素偏析成分，采用熔化氩气干雾化工艺，研制出一种新型粉体喷涂材料。采用超音速火焰喷涂方法，利用其“骤冷”热处理特点，提高冷却速度细化晶粒，制备出微晶态镍铬基耐蚀合金涂层。经金相分析、能谱成分分析和X射线衍射（XRD）证明涂层存在微晶且该涂层元素分布均匀，无成分偏析现象。经热分析、硬度检测、海水浸泡电化学腐蚀检测等试验证明，该涂层在786.6 ℃的相变温度以下性质稳定，硬度高达300 HV，耐蚀性能好，为海洋环境钢铁构件防腐蚀提供了一种耐蚀、耐磨的长效保护涂层。

Select

电子束扫描对熔化区显微组织及性能的影响

魏德强，赵振雷，王荣

中国表面工程. 2014, 27(4): 30-36.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.005

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提高H13模具钢的使用寿命，采用热喷涂技术在H13钢表面制备Ni60A合金层，利用电子束扫描的方法处理表面合金层。研究电子束扫描处理对H13钢表面合金层及基体熔化区组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对H13钢电子束表面合金层及基体熔化区的显微组织、成分、硬度和耐磨性进行分析测试。结果表明：经电子束扫描后，Ni60A合金层与H13钢基体完全熔合在一起，形成冶金结合，扫描处的组织形态可以分为4个区域：即熔化区、过渡区、热影响区和基体。合金层组织由层片状组织转变为短小的枝晶和柱状晶，H13钢基体熔化区的组织可分为：熔池上部的等轴晶区、熔池中部的柱状晶区和熔池底部的枝晶区。合金层的显微硬度值为340~380 HV0.1，比未处理前Ni60A合金层的硬度有所提高，磨损形式主要为磨粒磨损和断续的较浅的犁沟磨损，在整个磨损试验过程中磨损失重很小，耐磨性得到提高。

Select

Si含量对镁合金表面铝基涂层摩擦学性能的影响

时小军，姜海波，王晓明，姚巨坤，张康，孟祥民

中国表面工程. 2014, 27(4): 37-42.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.006

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提高镁合金的耐磨性能，采用超音速微粒沉积技术在ZM5镁合金表面喷涂，完成Al12Si与Al15Si耐磨防护涂层的制备。利用扫描电镜(SEM)与三维形貌显微镜对抛光后涂层的微观形貌与成分进行观察，通过X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜与显微硬度仪对两种涂层的组织与显微硬度分析，用摩擦磨损试验机对涂层进行摩擦试验，并对两种涂层摩擦磨损试验产生的磨痕微观形貌进行对比。结果表明: Al12Si涂层与Al15Si涂层中主要为αAl相和共晶组织，Al15Si涂层的硬度为135.9 HV0.05，高于Al12Si的硬度(113.2 HV0.05)；且两种涂层均以粘着磨损为主要磨损失效形式。Al15Si涂层在3种载荷下(10、20和30 N)的磨损体积均小于Al12Si涂层，Al15Si涂层具有较强的耐磨性能，可以更好地为镁合金基材提供长效耐磨防护。

Select

热扩散处理电弧离子镀铝涂层的结构及其抗氧化性能

杨文茂，罗郁雯，曹银春，李雪源，刘庆利，李昌安

中国表面工程. 2014, 27(4): 43-48.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.007

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了提高抗氢钢的抗高温氧化能力，采用电弧离子镀在抗氢钢上沉积Al涂层，通过高温热扩散处理，制备得铝基复合涂层。试验了不同温度对铝基复合涂层性能的影响，采用X射线光电子能谱仪（XPS）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）等分别测试了涂层的成分、晶体结构及表面、剖面形貌，通过高温氧化试验测试了涂层的抗高温氧化性能。结果表明：电弧离子镀Al涂层经热扩散处理后，剖面结构为分层分布，表层为Al2O3层，700 ℃处理后的厚度约0.7 μm，为非晶态；950 ℃处理后的厚度约为2.2 μm，为α相。内层为热扩散层，700 ℃形成成分含量不同的两层热扩散层，由FeNiAl5、FeAl3、Fe4Al13及Ni2Al3等多种富铝相组成；950 ℃形成热稳定相立方体的FeAl和NiAl相。

Select

镀液组分对高Sn含量Ni-Sn-P镀层组织和镀速的影响

范洪远，鲜广，归艳华，谷坛，王均，吴华

中国表面工程. 2014, 27(4): 49-57.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.008

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为获得耐蚀性较好的NiSnP镀层及其最佳镀液配方，利用正交试验方法设计了9种不同的镀液组分，利用化学镀技术在L245低碳钢上镀制了高Sn含量的NiSnP三元镀层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对镀层的成分、结构以及镀速进行分析，并采用盐雾腐蚀实验评价镀层的耐蚀效果。结果表明：高Sn含量的NiSnP镀层组织以非晶态结构为主，表面形态为典型的胞状结构。当乳酸和硫酸镍为较低浓度，氯化锡和柠檬酸钠为高浓度时，NiSnP镀层的形核率较高，镀层表面形貌较好。镀液中柠檬酸钠和硫酸镍对镀层的沉积过程有利，浓度越大，镀层沉积越快，而乳酸对镀层的沉积不利。35 g/L硫酸镍、35 g/L氯化锡、25 g/L柠檬酸钠和40 mL/L乳酸为最佳镀液组分，在该条件下获得的NiSnP镀层耐蚀效果最好。

Select

粗糙度和尖峰高度对粗糙铜晶圆表面化学反应动力学参数的影响

李炎，刘玉岭，牛新环，王傲尘，李洪波

中国表面工程. 2014, 27(4): 58-63.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.009

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据液固化学反应特性和欧几里得有效面积公式，建立了适用于粗糙晶圆表面的化学反应动力学方程，得到了不同晶圆表面的化学反应速率常数和化学机械平坦化(CMP)前后晶圆质量差。根据晶圆表面不同位置的lg(RMS height)lgx拟合直线斜率和截距的平均值，得到了每个晶圆表面的分形维数与尺度系数，进一步得到了铜膜化学反应分级数。通过分析晶圆表面分形维数对化学反应动力学参数的影响，可以得出：当表面分形维数为2.917时，铜膜的化学反应分级数为1，此时铜膜的络合反应过程中的所有瞬时反应数量达到最小值。最后的验证试验表明：晶圆表面分形维数越大，CMP后尖峰消除量越大，即铜膜表面化学反应速率越快；晶圆表面分形维数越小，CMP后粗糙度下降越明显，即铜膜表面化学反应均匀性越好。

Select

等离子熔覆CoCrFeMnNiC_x高熵合金的组织结构

王智慧，秦晓婷，贺定勇，崔丽，蒋建敏，周正

中国表面工程. 2014, 27(4): 64-69.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.010

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

用等离子熔覆技术在Q235钢上制备了CoCrFeMnNiCx（x=0, 0.05, 0.1, 0.2，x为摩尔分数）高熵合金熔覆层，并研究了熔覆层的合金成分，显微组织、相结构以及显微硬度。结果表明： C0、C0.05、C0.1和C0.2合金熔覆层的显微组织均为树枝晶结构，其中，C0合金熔覆层只形成了简单的面心立方相，其晶格常数为0.359 7 nm；加入C后，合金熔覆层仍以简单面心立方为主，只是晶格常数有所增加，分别为0.360 2（C0.05）、0.360 3（C0.1）和0.361 8（C0.2） nm；同时有少量Cr7C3生成，且随着C含量的增加，Cr7C3的形态由棒条状变为多边形颗粒状。由于少量的C元素在熔覆层中既可以作为固溶元素起到间隙固溶强化效果，也可与Cr元素形成Cr7C3起到第二相弥散强化作用，所以随含C量的增加，熔覆层显微硬度呈增大的趋势，当C的摩尔比为0.2时，熔覆层硬度达到354.7 HV0.5。

Select

激光熔覆-离子渗硫复合改性层的减摩耐磨性能

韩彬，齐从华，王勇，张蒙科，赵剑波

中国表面工程. 2014, 27(4): 70-75.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.011

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据抽油泵柱塞对耐磨耐蚀及自润滑性能的迫切需求，采用激光熔覆离子渗硫复合工艺对45钢表面进行强化，得到了复合固体润滑渗硫层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电子探针显微分析(EPMA)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射(XRD)等方法表征渗硫层表面的组织结构、形貌成分及物相组成，用摩擦磨损试验机研究渗硫层的减摩耐磨性能。结果表明：激光熔覆离子渗硫工艺得到的复合层为硫化物层，厚度约为3~5 μm，质软且疏松多孔，主要成分为FeS，而且与基底之间没有明显的过渡层，界线明显，结合紧密。该渗硫层是一种理想的摩擦表面，具有优异的减摩耐磨性能，离子渗硫技术为原位合成固体润滑剂FeS提供了一种新方法。

Select

激光与电子束熔覆(Cr,Fe)₇C₃复合层组织及耐磨性对比

陆斌锋，唐普洪，芦凤桂，唐新华

中国表面工程. 2014, 27(4): 76-81.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.012

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以Fe/Cr/C粉末为添加粉末，采用CO2激光扫描和电子束扫描在903钢表面原位合成(Cr,Fe)7C3表面复合层。对两种熔覆层进行金相分析、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析对比。结果表明：电子束熔覆层的组织均匀性较好，表层有大量(Cr,Fe)7C3初生碳化物，底部则为初生奥氏体枝状晶和(Cr,Fe)7C3/γFe共晶组织。基于电子束扫描时束流可变的工艺特点，实际应用时容易制备可控组织梯度的熔覆层。激光熔覆层也具有一定的组织梯度，但其组织均匀性较差，表层主要有γFe枝状晶和(Cr,Fe)7C3/γFe共晶组织及马氏体组织，底部则主要为马氏体组织。两种熔覆层的显微硬度体现了其中碳化物的数量及分布，电子束熔覆层碳化物含量较高，其显微硬度也较大。低应力磨损状态下，电子束熔覆层和激光熔覆层的相对耐磨性分别是基材的10.5倍和4.3倍。

Select

扫描速度对激光熔覆Ni基WC合金涂层组织与性能的影响

崔岗，韩彬，崔娜，于梦飞

中国表面工程. 2014, 27(4): 82-88.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.013

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在45钢表面激光熔覆镍基WC合金涂层，分析扫描速度对熔覆层的成型、组织和性能的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、化学成分、相组成以及耐磨耐蚀性进行分析测试。结果表明，熔覆层组织致密，与基体有良好的冶金结合。扫描速度增大，熔覆层出现裂纹的倾向增大，底部柱状晶外延生长层宽度减小，组织晶粒细化，相组成种类几乎没有变化，显微硬度增大，耐磨耐蚀性提高。当扫描速度为200 mm/min时得到成型性及耐磨耐蚀性优良的熔覆层。

Select

以环戊二烯为碳源制备类富勒烯结构碳基薄膜的结构及力学性能

张庆堂，吴坤尧，龚珍彬，张斌，张俊彦

中国表面工程. 2014, 27(4): 89-94.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.014

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以环戊二烯为碳源，采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）在Si单晶〈n100〉面上制备了类金刚石薄膜。采用FEI Tecnai F30型高分辨透射电镜（HRTEM）和LAMRAM HR 800型拉曼光谱仪对薄膜及磨屑的结构进行表征；利用MFTR4000摩擦磨损试验机、Hysitron Ti950型原位纳米力学测试系统考察薄膜的摩擦学及力学性能。结果表明：所制备的金刚石薄膜具有富勒烯纳米团簇/非晶复合纳米结构，在磨屑中也出现了这种稳定的片层结构从而起到了良好的减摩作用；并且薄膜表现出优异的力学性能和摩擦学性能：其硬度为26.8 GPa、弹性回复为85%、摩擦因数为0.01。由于这种特殊纳米结构的存在，使得薄膜的力学性能及摩擦学性能显著提高。

Select

磁控溅射Al-Ti合金薄膜的结构与性能变化

聂霞，冒守栋，晏敏胜，郑必长，李金龙，宋振纶

中国表面工程. 2014, 27(4): 95-99.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.015

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用磁控溅射共沉积法制备AlTi合金薄膜，利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）以及纳米压痕仪等研究了薄膜成分、薄膜结构、薄膜形貌与薄膜力学性能之间的相互关系。结果表明：当薄膜钛(Ti)含量低于26%时，薄膜为晶态固溶体(fcc Al(Ti))；钛含量为32%时，薄膜为固溶体非晶混合相；钛含量介于35%~62%时，薄膜为非晶；钛含量为73%时，薄膜为非晶固溶体混合相；钛含量高于76%时，薄膜为晶态固溶体(hcp Ti(Al))；AlTi薄膜的非晶区间为32%~73%Ti。同时非晶薄膜的内部结构较晶体更为致密。非晶薄膜的硬度和模量较晶体更高。这表明共沉积法可快速研究AlTi薄膜的结构、形貌及性能随薄膜成分的变化，并获取薄膜的非晶区间。

Select

脉冲偏压占空比对复合离子镀TiCN涂层结构和性能的影响

程芳，黄美东，王萌萌，范喜迎，李云珂，刘野

中国表面工程. 2014, 27(4): 100-106.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.016

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用多弧离子镀和磁控溅射复合离子镀技术在高速钢基底上制备TiCN涂层，通过改变脉冲偏压占空比的大小获得了不同的涂层试样，利用台阶仪、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、维氏硬度计等对涂层进行表征，研究占空比对TiCN涂层组织结构和力学性能的影响。结果表明：随着脉冲偏压占空比的增加，TiCN涂层的表面大颗粒逐渐减少，表面形貌得到改善。涂层结构中，（111）晶面的择优取向趋势明显，沉积速率和显微硬度均出现先增大后减小的趋势，且在占空比为40%时均达最大值。TiCN涂层的最高硬度为3 800 HV0.025，约为基底硬度的4倍。

Select

45钢表面制备V形凹槽及其摩擦学特性

纪敬虎，符永宏，华希俊，符昊，康正阳

中国表面工程. 2014, 27(4): 107-111.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.017

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用声光调Q固体Nd:YAG激光器在45钢试样表面制备了V形凹槽织构，利用UMT2的销盘式摩擦方式考察了V形凹槽的几何参数对表面摩擦性能的影响。结果表明： 45钢表面制备的V形凹槽织构，在油润滑条件下能有效减小表面的摩擦因数；特别是在载荷较低、速度较大的工况下，织构面的平均摩擦因数最大可比未织构面减小64%。在试验范围内，平均摩擦因数普遍随着V形凹槽角度的增加而减小，随着边长的增大而减小，存在最优的横向和横向槽间距使得平均摩擦因数达到最小。

Select

超疏水铝合金表面的制备及耦合机理分析

弯艳玲，廉中旭，娄俊，于化东

中国表面工程. 2014, 27(4): 112-116.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.018

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为制备超疏水铝合金表面，采用高速电火花切割技术在铝合金表面加工类水稻叶表面的沟槽结构。通过扫描电子显微镜(SEM)观测材料表面形貌，采用接触角测量仪表征水滴在材料表面的疏水性和黏附性。结果表明：铝合金表面形成了排列规则的微米级沟槽结构，沟槽突起和底部覆盖着微米级凹坑、突起物和纳米级错层等结构。铝合金试样表面的接触角由加工前的61.24°提高至157.71°，最大达165.36°，实现了材料表面亲水向超疏水的转变。提拉法表明加工的铝合金表面具有高黏附特性。将测得的接触角与CassieBaxter模型计算的理论值进行比较，发现试样表面的超疏水性是微米级和纳米级等复合结构共同耦合作用的结果。铝合金试样表面的多尺度结构不仅提高了材料表面的疏水性能，同时也形成了试样表面的高黏附特性。

Select

优异真空摩擦学性能复合薄膜研究取得新进展

马国政

中国表面工程. 2014, 27(4): 117-117.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9289.2014.04.019

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2014年, 第27卷, 第4期　刊出日期：2014-04-19

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2014年, 第27卷, 第4期 刊出日期：2014-04-19

2014年, 第27卷, 第4期　刊出日期：2014-04-19