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材料保护
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徐军

月刊

1001-1560

bjb@mat-pro.com

027-83641679

430030

湖北省武汉宝丰二路126号

材料保护/Journal Materials ProtectionCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1960年，是由武汉材料保护研究所、中国腐蚀与防护学会、中国表面工程协会，中国机械工程学会表面工程分会主办的全国性表面应用技术杂志，面向国内外公开发行，属中文核心期刊。曾荣获首届国家期刊奖，第二届中国期刊提名奖，入选中国期刊方阵双高期刊。
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    质子交换膜燃料电池金属双极板表面改性研究进展

    孙德恩郑佳张健陈海...
    1-13页
    查看更多>>摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)在缓解全球能源危机和解决环保难题方面提供了创新性的解决方案.在PEMFC中,双极板作为关键组件备受关注.其中,金属双极板因其成本低廉、材料容易获取、导电性能卓越以及易于机械加工而备受关注.然而,金属双极板目前仍然面临耐久性和导电性方面的挑战.为解决这些问题,通常采用表面改性涂层的方法对金属双极板进行处理.综述了近年来关于金属双极板表面改性涂层的研究进展,涵盖了材料设计、沉积工艺和涂层性能等多个方面.在此基础上,基于导电性、耐蚀性、膜基结合力以及疏水性等测试结果,分析了不同涂层对金属双极板表面改性效果的影响.同时,展望了各种类型改性涂层未来的研究趋势.这些研究成果为改善金属双极板的性能、进一步推动PEMFC表面改性技术的发展提供了有益的指导和启示.

    质子交换膜燃料电池金属双极板表面改性耐蚀性接触电阻

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    《实用滚镀技术基础》出版发行

    13页
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    Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜对TC4钛合金力学性能的影响

    张东波林松盛蔡伟通苏一凡...
    14-22页
    查看更多>>摘要：为了提高钛合金基体的表面抗冲蚀性能,并研究Cr基多层膜对钛合金基体的疲劳力学性能的影响,采用真空阴极电弧沉积技术在TC4钛合金表面沉积3.99,6.85,9.62μm 3种厚度的Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜.主要通过拉伸试验和轴向加载疲劳试验,研究对比了室温下TC4钛合金基体与膜层试样的轴向拉伸性能和轴向高低周疲劳性能.结果表明:在TC4钛合金表面所制备的3种Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜的厚度分别约为3.99、6.85和9.62μm,硬度分别为2455、3024和3578HV,膜基结合力则分别为12.4、15.2和20.1N.镀多层膜后提高了TC4钛合金的拉伸屈服强度、抗拉强度和弹性模量,而降低了断裂伸长率.经镀6.85μm的多层膜后,TC4钛合金的轴向高周疲劳极限下降了4.15％,镀膜对高周疲劳性能影响较小;而低周疲劳性能影响则较大,50000次寿命对应的疲劳强度降低了约21.04％.

    Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜钛合金拉伸性能疲劳性能电弧离子镀

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    高功率脉冲磁控溅射技术制备ta-C膜及性能改性研究

    冯利民史敬伟何哲秋李建中...
    23-29页
    查看更多>>摘要：硬质合金表面沉积四面体非晶碳膜(ta-C薄膜)的结合力和摩擦性能影响着其在切削刀具和耐磨零部件领域的应用效果.基于高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)制备了ta-C薄膜,通过调节C2H2流量对ta-C薄膜进行了改性研究.利用SEM对薄膜厚度进行观察,通过拉曼和XPS对其结构进行研究,通过纳米压痕对其硬度进行表征,通过纳米划痕对薄膜的结合力进行研究并通过摩擦磨损试验对薄膜的耐磨性进行探究.结果表明,通入C2H2气体可有效改善ta-C薄膜的结构、硬度、结合力和耐磨性能.改变C2H2流量可调控ta-C薄膜的性能,随着C2H2流量的逐渐增大,薄膜的各项性能呈现先增大后减小的趋势,当C2H2流量为15cm3/min时,薄膜的各项性能都达到较为优异的结果,ta-C薄膜厚度达655.9nm,硬度提高到43.633GPa,结合力提升到19.2N,此时sp3键含量为70.19％,ta-C薄膜表面均匀、致密,且性能优良.

    高功率脉冲磁控溅射四面体非晶碳膜C2H2薄膜性能

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    偏压对HiPIMS制备TiAlSiN涂层结构与性能的影响

    杜建融陶冠羽陈辉易娟...
    30-42页
    查看更多>>摘要：为了探究偏压对高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)制备TiAlSiN涂层的成分结构、力学性能与摩擦学性能的影响与机制,利用HiPIMS技术,通过调控基体偏压(0～-200V)在YG8硬质合金与N型单晶(111)Si上沉积TiAlSiN涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、X射线光电子能谱仪(XPS)、超景深显微镜、白光干涉仪、纳米压痕仪、划痕仪、往复式摩擦磨损试验机对TiAlSiN涂层进行微观结构、组成表征与性能测试.结果表明:HiPIMS放电行为方面,偏压的升高会使HiPIMS起辉电压提高,但对平台阶段放电电压与放电电流影响并不明显;在不同偏压条件下所制备的TiAlSiN涂层中元素组成相对含量变化较小;随着偏压的升高TiAlSiN涂层由hcp-(Ti,Al)N+fcc-(Ti,Al)N转变为fcc-(Ti,Al)N;随着偏压的升高会使涂层截面结构从疏松的柱状晶结构转变为无明显缺陷的致密堆积结构,表面结节状缺陷消失,且晶粒尺寸逐渐降低;力学性能方面,随着偏压的升高,TiAlSiN涂层的硬度与结合力均呈现上升趋势,涂层在-200V时达到最佳性能,其中硬度达到最大的26.19GPa,H/E*达到最大的0.0995,结合力在达到最大的19.63N时,涂层磨损率最小,为9×10-15m3/(N·m).综上可知,利用HiPIMS技术,通过改变基体偏压能实现涂层微观结构与性能的调控,提高涂层韧性的同时,还能显著提升涂层的结合力与摩擦学性能.

    TiAlSiN涂层高功率脉冲磁控溅射基体偏压微观结构力学性能

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    招贤纳士

    42页
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    HiPIMS制备Cr/CrCN多层涂层的结构及耐腐蚀性能研究

    谭诗瑶王丽张美琪王振玉...
    43-51页
    查看更多>>摘要：PVD方法沉积的Cr涂层因耐腐蚀性能较差而难以大规模应用,利用复合多层膜层结构设计能打断贯穿性柱状晶生长,减小孔隙率,提高PVD沉积Cr涂层的耐蚀性.采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)耦合同步脉冲偏压技术,在316L不锈钢基体表面沉积Cr/CrCN多层涂层.利用SEM、XRD、EDS和Raman表征了涂层的形貌、组成与组织结构,采用电化学测试、酸性盐雾测试研究了4种不同甲烷流量下(5,15,25,35sccm)制备的Cr/CrCN多层涂层的耐腐蚀性能.结果表明:引入CrCN中间层有效打断了柱状晶的贯穿性生长,涂层表现出致密平整的表面形貌;4种Cr/CrCN多层涂层均对基体具有较好的保护作用,涂层改性样品相比基体的腐蚀电流密度下降;酸性盐雾腐蚀48h后,通入甲烷流量为25sccm的多层涂层表面未出现明显的孔蚀现象,表现出最优异的耐腐蚀性能.HiPIMS制备Cr/CrCN多层涂层能够有效提高316L不锈钢的耐腐蚀性能,可为PVD镀Cr涂层的耐蚀性能优化设计和工业化应用提供参考.

    Cr/CrCNHiPIMS复合多层涂层耐腐蚀性

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    燃气轮机热障涂层劣化的阻抗研究

    董晓克张浩檀玉蔡宇航...
    52-58,92页
    查看更多>>摘要：热障涂层(TBC)的一些固有特性(如多孔性、较薄的厚度、相当高的电阻率)使传统常温无损检测技术存在一定应用局限,为此,提出了一种在高温环境下利用阻抗谱法监测热障涂层中氧化物生长的方法,基于阻抗谱测试原理,通过分析交流阻抗在不同频率域下的响应以及相角信息获得热障涂层中氧化物的生长信息,并结合SEM微观形貌,构建预测模型.结果表明:在1000℃高温氧化不同时间后,发现在陶瓷层和粘接层之间形成了一条致密的深色热生长氧化物(TGO)层,其厚度随着氧化时间的延长而增加,并且呈现出非线性关系.随着氧化时间的延长,TGO层的成分从氧化初期的Al2O3向Al2O3(主要)、Cr2O3、CoO、NiO的混合氧化物过渡.通过建立适当的电路模型拟合阻抗谱数据,建立了TGO层电阻与氧化时间的关系,从而证实了阻抗谱法在热障涂层高温退化过程中进行无损检测的可行性.

    交流阻抗热障涂层实机温度劣化过程无损检测

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    汽轮机阀门部件防护涂层高温滑动摩擦学性能研究

    姚超曹晓英方伦彬王伟...
    59-65,118页
    查看更多>>摘要：针对汽轮机阀门部件防护涂层高温往复摩擦磨损问题,在马氏体耐热钢基体表面采用超音速火焰喷涂工艺制备NiCr/Cr3C2-NiCr金属陶瓷复合涂层,对涂层进行了高温滑动磨损性能测试,研究了涂层在630℃下不同往复频率下的高温磨损行为,分析阀门部件防护涂层的高温滑动摩擦学性能.结果表明:NiCr粘接层在一定程度上提高了涂层的结合强度和热稳定性;涂层的摩擦学性能受到摩擦产物的影响,涂层磨损表面主要表现为黏着磨损和氧化磨损;往复频率通过影响氧化磨损的剧烈程度而影响涂层的高温耐磨性能,频率的加大会加快氧化膜从形成到破裂的进程,在非连续磨损模式下,涂层的磨损率较连续模式降低35.6％.

    超音速火焰喷涂NiCr/Cr3C2-NiCr涂层高温摩擦磨损

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    CeO2添加量对激光选区熔化TC4合金摩擦磨损性能的影响

    李振华宋都都章煜尹博...
    66-72,135页
    查看更多>>摘要：钛合金具有广阔的应用前景,为提高钛合金的成形质量和耐磨性能,采用激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术制备TC4合金,通过添加不同含量(0、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％)的CeO2对TC4合金进行改性.使用XRD、SEM、电子万能试验机、摩擦磨损试验机和三维光学轮廓仪探究了CeO2含量对TC4合金的显微组织、相组成、力学性能及摩擦磨损性能的影响.结果表明:采用激光选区熔化技术制备添加适量CeO2的TC4合金,相比TC4合金原样,其组织得到细化,力学性能提升,摩擦系数和磨损量明显下降,黏着磨损和磨粒磨损的作用效果减弱.当CeO2的含量为0.15％时,试样的硬度达到356.8HV,屈服强度和抗拉强度分别达到1027MPa和1293MPa,远超锻件水平,平均摩擦系数和磨损量达到最低值,分别为0.412和3.729×10-2mm3,其磨损机制为轻微的黏着磨损和磨粒磨损.

    激光选区熔化TC4钛合金稀土改性摩擦学性能

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