硬质合金表面技术及涂层基体的研究

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145·xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性

采用低氧压高温快速熔结技术在Ti-6Al-4V合金表面成功地制备出具有抗高温氧化能力的Al-Si熔结涂层.与其他工艺相比,这种工艺相对简单,且不需要经过长时间的加热处理就能在合金的表面形成一层足够厚度的Al-Si熔结涂层,不仅省时节能,且涂层中的抗氧化元素铝、硅的浓度可通过调整涂层粉末的混合比例来进行控制.XRD检测表明涂层主要由Al、Si、Ti5Si3和TiAl3相组成.在1073K空气中循环氧化105h的实验结果表明:未经过处理的钛合金试样的氧化增重一直保持着较高的增长速率;而对带有低氧压熔结Al-Si涂层的试样来说,其氧化增重近似呈抛物线规律,显著地提高了钛合金的抗氧化能力

为了改善涂层的组织和性能，对超音速等离子喷涂技术制备的高铝青铜涂层进行高频感应重熔处理，研究重熔后涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.感应重熔前涂层具有层流状组织特点，含有少量氧化渣、孔隙及未完全熔融颗粒，涂层与基体间以机械结合为主.感应重熔能消除未熔颗粒和夹杂，使组织致密、均匀，组织的层流特征弱化，孔隙率有所下降.基体元素和涂层元素相互扩散，在界面形成一条明显的白亮带，呈冶金结合状态，结合牢固，涂层的结合性能有所改善.重熔后扩散带和涂层表面的硬度较高，界面结合强度也由重熔前的25.110提升至83.358 MPa

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面上沉积了厚度约为50μm的MA956 ODS合金纳米微晶涂层、涂层与基体之间呈现良好的冶金结合.在1000℃静态空气中对1Cr18Ni9Ti试样与表面施加涂层试样进行了总计100h的恒温氧化实验.用AFM,SEM,EDX和XRD分别对涂层和氧化后试样的形貌。成分和组成进行了观察和分析.结果显示:1Cr18Ni9Ti表面沉积MA956ODS。合金纳米微晶涂层促进了Cr的选择氧化,提高了1Cr18Ni9Ti表面氧化膜的粘附性,改善了1Cr18Ni9Ti抗高温氧化性能

采用激光熔覆与微弧氧化技术相结合在海洋钢表面制备了复合膜层.运用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）表征复合膜层的微观结构，采用极化曲线、电化学阻抗谱、腐蚀磨损实验和浸泡腐蚀实验等测试方法研究膜层在质量分数3.5%的NaCl水溶液中腐蚀行为，并与熔覆涂层和基体进行对比.结果表明：复合膜层主要分为内致密层和外疏松层，疏松层主要由γ-Al2O3组成，致密层主要由α-Al2O3组成，与基底层结合较好，复合膜层表面硬度最大能达到HV0.2 1423.3，比熔覆涂层高47.6%，其硬度较S355海洋钢有显著提升.基体在腐蚀和磨损交互作用中主要以腐蚀加速磨损为主，涂层在交互作用中主要以磨损加速腐蚀为主，在经过微弧氧化处理后，膜层的自腐蚀电位负移，钝态电流密度上升，抗磨蚀性能明显提高.熔覆涂层的浸泡腐蚀方式以点蚀为主，复合膜层腐蚀较轻微，阻抗模值最大能达到105.3 Ω·cm2，比熔覆层提高两个数量级，这表明复合处理可进一步提高涂层的耐腐蚀性

采用溶胶-凝胶法在不锈钢基体表面制备ZrO2和Al2O3涂层，并对铝合金阳极氧化膜进行封孔处理.采用高温循环氧化法研究ZrO2和Al2O3涂层抗高温氧化性能，通过电化学阻抗谱和剥蚀法分析溶胶-凝胶法封孔后铝合金氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明：ZrO2和Al2O3涂层的抗高温氧化性能随涂层厚度增加而提高；铝合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能也随封孔次数的增加而提高，但当封孔处理超过8次后，阻抗值和腐蚀程度基本不随封孔次数发生变化；实施相同次数封孔处理后，Al2O3溶胶的封孔效果略优于ZrO2溶胶的封孔效果

利用8-羟基喹啉(8HQ)与铝离子鳌合后形成的鳌合物——8-羟基喹啉铝(AlQ3)能发出强荧光的特性,开发了一种有效地铝合金涂层下腐蚀的监测技术.研究了铝离子浓度及pH对8-羟基喹啉铝(AlQ3)的吸光度及荧光特性的影响.发现了8HQ与Al3+鳌合生成的AlQ3荧光强度随Al3+浓度的变化规律.成功地将8-羟基喹啉加载在LY12铝合金表面,并以透明环氧树脂涂层覆盖.所制备的试样经盐雾腐蚀后表面出现明显的荧光斑点,荧光斑点处用光学显微镜观测可见腐蚀现象,而在可见光下观测并未有明显变化.研究表明:随着腐蚀时间延长,腐蚀程度加深,试样表面荧光现象增强