建立了直流电弧等离子体喷射ＣＶＤ大面积金刚石沉积数学模型．对衬底上方等离子体中的化学环境进行了模拟计算，并与在相同条件下对等离子体的光谱结果进行对比，发现计算结果与实验结果基本上吻合．在模拟条件下ＣＨ基团可能是促使金刚石生长的主要活化基因．模拟结果显示ＣＨ基因沿径向的均匀分布对大面积金刚石膜生长有较大的意义．

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO2相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10-2mm3,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善

以钛铁粉、铬粉、铁粉和碳的前驱体(蔗糖)等为原料,通过前驱体碳化复合技术制备了碳化复合粉,并利用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备了Fe-Cr-C和Fe-Cr-C-Ti涂层.采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的相组成和显微组织结构进行了分析.结果表明:Fe-Cr-C涂层由(Cr,Fe)7C3初生碳化物和菊花瓣状分布共晶碳化物(Cr,Fe)7C3与奥氏体组织组成;Fe-Cr-C-Ti涂层由原位合成的TiC相和(Cr,Fe)7C3共晶相与奥氏体相构成.这两种涂层与基体之间都是冶金结合.涂层中碳化物TiC的体积分数呈现梯度分布,并且涂层的熔合区和中部区域TiC颗粒形状多为等轴状颗粒,涂层的表层区域部分TiC颗粒多为树枝晶颗粒.与Fe-Cr-C涂层相比较,Fe-Cr-C-Ti涂层的抗开裂性更好.Fe-Cr-C和Fe-Cr-C-Ti两涂层的平均显微硬度约是750 HV0.2,是基体金属的3.2倍,从涂层表面到熔合区相差不大

研究了大面积金刚石膜沉积过程中的均匀性问题和金刚石膜质量的均匀性问题.研究表明:用于生长金刚石膜的大面积磁旋转等离子体电弧是均匀的,能使气体混合均匀:金刚石膜在形核阶段是均匀的;金刚石膜在生长阶段是均匀的,有利于提高成膜几率:沉积后的金刚石膜的质量是均匀的.大面积磁控长通道等离子矩能生长均匀的金刚石膜,可用于金刚石膜的研究和工业生产

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷.分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律.结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用反应等离子熔覆技术,在45#钢表面制得以原位生成初生相(Cr,Fe)7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层.利用SEM,XRD,EDS和显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,分别在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理.结果表明,涂层组织包括(Cr,Fe)7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量(Cr,Fe)7C3构成的共晶,该涂层在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性

运用电磁学和热流体学的方法研究了直流大阳极喷嘴长电弧通道等离子体炬中电弧的行为,并通过实验证明了温度梯度与电场梯度作用于流体时所产生的特殊现象;结果表明:电弧弧柱的高温效应剧烈排斥冷气流的混入,使CVD过程受到抑制.新产生的胶体粒子在热泳现象作用下逐渐沉积于通道内壁上.改变不同气体的进气位置以及减小温度与电场梯度并增设径向旋转磁场,可有效地解决上述问题

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了Mg2-xNdxNi(x=0,0.1,0.2,0.3)储氢合金.通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了合金的相结构和表面形貌,利用等容压差法分析测试了合金的压力-组成-温度(PCT)曲线和吸放氢动力学性能,研究了烧结温度、稀土元素Nd对储氢合金微观组织结构和储氢性能的影响,比较了SPS技术与真空感应熔炼法制备的Mg基合金组织结构和储氢性能的异同.结果表明:SPS制备的Mg2-xNdxNi(x=0~0.3)系列储氢合金具有多相结构,储氢合金的吸放氢动力学性能良好;Nd元素有利于Mg合金化,不利于储氢量;烧结温度对储氢量、PCT曲线平台性能有明显影响;当Mg2-xNdxNi系合金中含有Mg和NdMg12相,PCT曲线出现双平台现象;与铸态合金相比,SPS制备的Mg1.7Nd0.3Ni储氢合金的吸放氢动力学性能较好,但储氢容量、放氢率和PCT曲线平台性能更差

对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)的硅衬底金刚石薄膜,做了在液氮温区注入载流子,升温测其电流-温度关系的实验.观察到as-grown样品有明显的热激发电流峰.重复实验时,峰基本消失.经氢等离子体在~900℃处理2.5h后,再重复实验,该峰又出现.推断热激发电流峰是由硅衬底金刚石薄膜内氢致陷阱中的载流子撤空引起的.这些能级在金刚石禁带中的陷阱是可以通过适当热处理消除的

以钢为基体,利用大气等离子喷涂技术制备了4种B4C涂层(纯B4C涂层和成分分布指数分别为p=0.2,1,2的B4C/Cu梯度涂层).对这几种涂层的形貌进行了观察;对B4C/Cu梯度涂层的残余热应力进行了分析:对纯B4C涂层和B4C/Cu梯度涂层进行了X射线电子束热冲击测试.结果表明,p=1的B4C/Cu梯度涂层具有最好的抗热震性.最后对B4C涂层的化学溅射性能进行了测试