表面技术

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紫外辐射对2024铝合金表面钛盐转化膜形成的影响

张力, 郭瑞光, 房新建, 王娜娜

表面技术. 2012, 41(1): 1-4,16.

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采用由硫酸氧钛、氟化钠为主盐的转化液,在60曟,pH5~5.5及紫外光照射条件下处理5min,在2024铝合金表面制备了一种钛盐转化膜,中性盐雾时间超过96h。EDS和XPS分析结果表明,转化膜主要由O,Ti,Al,F,Mg及Cu等元素组成,转化膜中的Ti主要以TiO2 的形式存在。电化学测试结果表明,紫外照射条件下,转化反应处理的2024铝合金腐蚀电位正移和阳极钝化区形成,使得2024铝合金惰性、防腐性能显著增强。

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Sn-Zn-La-CeO2 复合电沉积阴极极化的研究

熊崑, 杜重麟, 陈阵, 廖登辉, 武剑

表面技术. 2012, 41(1): 9-12.

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研究了Sn-Zn-La-CeO2 复合电镀的镀液中各组分浓度对阴极极化曲线的影响,分析了稀土对镀层中各元素含量的作用,通过Tafel曲线比较了不同镀层在饱和氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:镀液组分为SnCl220g/L,ZnCl240g/L,NH4Cl80g/L,C6H5Na3O735g/L,光亮剂15mL/L,辅助光亮剂16mL/L,LaCl312g/L,纳米CeO2 颗粒30g/L时,能够得到适宜的阴极极化值,有利于获得良好镀层;稀土的加入对锡和锌的电沉积有一定的阻化作用;该条件下制备的Sn-Zn-La-CeO2 复合镀层在饱和氯化钠溶液中有最好的耐腐蚀性能。

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Ni-TiO2 基纳米复合电刷镀层微观结构及腐蚀电化学行为

王芹芹, 沈承金, 周仕勇, 朱振

表面技术. 2012, 41(1): 13-16.

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研究了用电刷镀在Q235钢上制备出Ni-TiO2 纳米复合镀层复合镀液中,纳米颗粒的加入量及不同的表面活性剂对镀层性能的影响。采用SEM 对复合镀层的表面形貌进行分析,用极化曲线研究了纳米复合镀层在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,结果表明:与纯Ni镀层相比,Ni-TiO2 纳米复合镀层晶粒更加细小,空隙率更低,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层效果最为显著;复合镀液中纳米TiO2 质量浓度为10g/L时,复合镀层的耐腐蚀性能最优;纳米颗粒含量相等的情况下,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层具有最好的耐腐蚀性能。

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超声电沉积法制备Bi-PbO2/Ti阳极及其性能研究

李晓乐, 左国强, 张晓杰

表面技术. 2012, 41(1): 17-19.

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分别用常规电沉积法和超声电沉积法制备了掺Bi和不掺Bi的4种二氧化铅电极,用加速寿命实验对比了电极的寿命,通过电氧化降解含苯酚废水实验对比了电极的电解处理效果,用扫描电镜表征了电极的表面形貌。结果表明:在电沉积过程中引入超声波和掺Bi有利于提高二氧化铅电极的电催化性能,引入超声波更有利于延长电极的寿命。

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负偏压对多弧离子镀TiN 薄膜的影响

王成磊, 蔡航伟, 高原, 马志康, 袁琳, 张维

表面技术. 2012, 41(1): 20-22,26.

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采用不同偏压,在201不锈钢表面进行多弧离子镀TiN 薄膜,研究了偏压对薄膜表面形貌、硬度、相结构及耐蚀性的影响。研究表明:薄膜表面存在着许多液滴颗粒,随着偏压的增加,液滴减少,但过大的偏压会使表面出现凹坑;薄膜的显微硬度随偏压的升高先增大后减小,偏压为-200V 时的本征硬度为2195HV;在3.5%的NaCl溶液中,TiN 薄膜试样的耐蚀性比基体略有提高,在1mol/L的H2SO4 溶液中,偏压-100V 制备的试样耐蚀性最好,比基材提高了475倍。

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磁控溅射SiNx 薄膜的表面动态演化行为

陈晖, 周细应

表面技术. 2012, 41(1): 23-26.

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采用射频磁控溅射法在石英玻璃和不锈钢基底上沉积SiNx 薄膜,以SEM 和AFM 观察薄膜的表面形貌,检测粗糙度和颗粒度大小对薄膜表面形貌动态演化进行量化表征。结果表明:石英玻璃基片SiNx 薄膜较不锈钢基片薄膜更为均匀致密,且颗粒更为细小;真空退火处理有利于细化SiNx 薄膜颗粒,减小其表面粗糙度;在溅射功率为125~175W 范围内,SiNx 薄膜颗粒平均直径高达41.0nm,其rms以及颗粒度在75W 时受氩气溅射压强的影响大。

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CrN 硬质镀层对磨热固性塑料的摩擦学行为研究

冶艳, 尚魁平, 徐雪波, 葛培林, 鲍明东, 江利

表面技术. 2012, 41(1): 27-29,36.

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采用封闭非平衡磁控溅射法制备了CrN 硬质镀层,以热固性塑料PA66和ABS为其中一个摩擦副,在Pin-on-disc磨损试验机上测试了对磨CrN 硬质镀层和M42高速钢时的摩擦系数。应用立体显微镜和扫描电子显微镜对摩擦副表面磨损轨迹的微观形貌及磨屑进行了观察和分析。结果表明:CrN 硬质薄膜与M42高速钢对磨PA66和ABS塑料时,CrN 硬质薄膜的摩擦系数要比高速钢小,而且数值稳定;塑料直接与高速钢对磨的摩擦系数波动较大。

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油气运输管道防腐层的抗阴极剥离性能

龚敏, 张婷, 郑兴文, 林修洲, 熊娟, 侯胜

表面技术. 2012, 41(1): 30-32，47.

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研究了3种聚乙烯防腐层(3PE、热收缩带、热收缩套)在不同阴极保护电位下,阴极剥离过程中阴极保护电流的变化情况,以及它们在不同条件下的抗阴极剥离性能。结果表明:3种防腐层的阴极剥离距离,会随着阴极保护电位的负移、时间的延长及温度的升高而增大;在过负的阴极保护电位下,3种防腐层阴极剥离时的阴极保护电流呈现出了不同的波动性,3PE防腐层抗阴极剥离的性能优于聚乙烯热收缩带(套)

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一种定向凝固Co基合金的热腐蚀行为

孙跃军, 刘梦龙, 张军, 刘喜中

表面技术. 2012, 41(1): 33-36.

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利用箱式电阻炉、SEM 等手段,研究了一种定向凝固Co基合金在不同介质中的热腐蚀行为及机理。研究结果表明:合金在Na2SO4 中的热腐蚀最为严重,在75%Na2SO4+25%NaCl中的热腐蚀程度最轻。合金在Na2SO4 中的热腐蚀过程中主要发生了酸性熔融反应,形成了Al2(SO4)3 ,Cr2Ni3,Cr4Ni15W 和Al4CrNi15等腐蚀产物,而在NaCl中的热腐蚀主要发生了活性氧化反应,合金在75%Na2SO4+25%NaCl中热腐蚀时,部分酸性熔融反应和活性氧化反应受到抑制,主要形成了一系列的Ni-S化合物。

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AZ91D 镁合金微弧氧化电参数对其耐蚀性的影响

尚伟, 李秀广, 黄明仁, 温玉清, 卢钇成

表面技术. 2012, 41(1): 37-40.

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在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用田口式实验设计法探讨微弧氧化过程电参数对膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺参数为:电压180V,氧化时间30min,频率50Hz,占空比30%。用交流阻抗分析膜层的耐腐蚀性能,结果表明:最佳工艺条件下所制备微弧氧化,膜层电阻比镁合金基体提高了2个数量级,耐蚀性有所增强。

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坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层磨损性能的影响

时海芳, 郜世喜, 李智超

表面技术. 2012, 41(1): 41-43.

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采用热化学反应热喷涂技术,向骨料中加入坡缕石制得喷涂喂料粉末,在Q235钢表面制备含坡缕石的三元硼化物陶瓷涂层,观察了涂层的显微组织,测试了涂层的耐磨性能,分析了坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层显微组织和耐磨性的影响。结果表明:坡缕石的添加,使得涂层变得致密且具有一定减摩效果;坡缕石的添加量占骨料总质量的2%时,所得三元硼化物陶瓷涂层的耐磨性比未加坡缕石时平均提高4倍。

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节能型搪瓷涂层烧成工艺及其性能研究

崔浩然, 严春进, 杨峻

表面技术. 2012, 41(1): 44-47.

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介绍了一种低温搪瓷釉的助熔剂,有效将搪瓷的烧成温度降至800℃以下,研究了烧成温度和保温时间对搪瓷层耐酸性能、抗机械冲击性能以及耐温急变性能的影响。结果表明:所制备搪瓷层的耐酸性能、抗冲击性能以及耐温急变性能都达到了国家优等品的标准,随着烧结温度的提高和保温时间的延长,搪瓷层的耐酸性能和抗机械冲击性能均提高。最后,运用有限元分析软件ANSYS分析了搪瓷层的传热性能,以及热应力对搪瓷层稳定性的影响。

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LY12铝合金电子束表面改性层组织结构及腐蚀性能

唐明忠, 李刚, 赵云龙

表面技术. 2012, 41(1): 48-50，53.

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对LY12铝合金表面进行高能电子束轰击改性处理,结果表明,合金表面出现熔坑,随轰击次数增加,熔坑数量减少,但直径变大。XRD分析得出,处理后,改性层中存在α-Al和第二相CuMgAl2,CuAl2,重熔层再结晶有择优取向。电化学腐蚀实验显示,经过轰击处理后,自腐蚀电位可从-626.92mV 提高到-523.33mV,自腐蚀电流由1.09×10-7 A 降低至3.12×10-9 A,耐腐蚀性能有明显提高。

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表面活性剂对镁合金浸锌的影响

沟引宁, 李鑫洋

表面技术. 2012, 41(1): 51-53.

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研究了阳离子型表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)、阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)以及非离子型表面活性剂(聚乙二醇)对镁合金浸锌液的稳定性、浸锌层表面形貌和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着表面活性剂加入,浸锌液稳定性明显改善;表面活性剂对浸锌层的表面形貌和耐蚀性影响较大,添加阴离子表面活性剂的浸锌层细小致密,耐蚀性能良好。

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微弧氧化技术在铝、镁及其合金海洋环境防腐蚀中的应用

房爱存, 解光胜

表面技术. 2012, 41(1): 54-57.

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分析了海洋腐蚀的特点,对比了微弧氧化膜与几种常用防护膜层的形貌和耐蚀性,研究了微弧氧化膜的绝缘性能及其经喷漆、电泳后的耐蚀性能。结果表明:通过微弧氧化在铝、镁及其合金表面生成具有陶瓷组织的氧化膜,然后进行喷涂或电泳处理,可有效防止点蚀、缝隙腐蚀及电偶腐蚀的发生,是海洋环境中铝、镁合金防腐蚀的一条新途径。

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微弧氧化技术在某产品零部件上的应用

刘淑艳, 李守敬, 孙丽华, 邸建国, 陈言

表面技术. 2012, 41(1): 58-60，74.

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为提高某产品零部件表面抗高温火药气体冲刷能力,解决该产品在设计定型试验中出现的船尾脱落问题,将铝合金船尾的表面处理工艺由原来的普通阳极氧化调整为微弧氧化,并进行了相应的工艺试验,将缓升缓降恒压分段控制方式作为批量生产的主要运行方式。经测试,微弧氧化膜层的各项性能指标明显优于阳极氧化膜层,能够满足产品质量要求。

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T91钢表面复合电沉积Ni/CrAl镀层的工艺研究

汪元奎, 田继红, 刘光明, 刘德强, 任永峰, 邱佳红

表面技术. 2012, 41(1): 61-63.

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采用复合电沉积法在T91钢表面制备Ni/CrAl镀层,研究了CrAl微粒在镀层中的含量与搅拌强度、镀液pH 值、电流密度及温度的关系,确定最佳工艺参数为:电流密度2.5~4.5A/dm2,pH 值4~4.5,温度30℃。采用该工艺制备了较高CrAl含量的复合镀层,并对工艺参数影响复合电沉积的机理进行了简单探讨。

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Ni-P-α-Al2O3 纳米复合电镀工艺研究

朱福良, 朱玉庆, 陈元锋, 秦瑞焕

表面技术. 2012, 41(1): 64-66.

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采用复合电镀技术,在黄铜表面制备高硬度的Ni-P-α-Al2O3 纳米复合镀层,研究了阴极电流密度、纳米α-Al2O3 添加量、镀液pH 值、镀液温度和电镀时间对镀层硬度的影响。结果表明:当镀液温度为45℃,阴极电流密度为4A/dm2,镀液pH 值为4.0,电镀时间为40min,镀液中纳米α-Al2O3 的质量浓度为10g/L时,所得镀层均匀、细致、平滑,经适当热处理后,显微硬度可达到1332HV。

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Ni-ZrO2 纳米复合电镀工艺研究

王琳, 许为, 王兴丽, 孙本良, 张雷

表面技术. 2012, 41(1): 67-69,101.

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采用正交实验法,对铜表面电沉积镍基纳米ZrO2 复合镀层的工艺进行了研究,观察了复合镀层的表面及截面形貌,并对其耐磨性能进行了测试分析。所涉及实验条件下的最优工艺为:阴极电流密度4A/dm2,镀液温度60℃,极间距为12cm。采用此最优工艺条件,得到了晶粒细小,表面平整、光滑,显微组织致密、均匀的Ni-ZrO2 纳米复合镀层,且复合镀层的显微硬度比纯镍镀层有明显提高。

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Cr-Al2O3 纳米复合电沉积的研究

何湘柱, 孙锌, 王永秀

表面技术. 2012, 41(1): 70-74.

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采用单因素实验方法探讨了电流密度、温度、pH 值、搅拌速度对电沉积Cr-Al2O3 纳米复合镀的影响;并用L9(34)正交实验方法,确定了主络合剂、辅助络合剂、分散剂、AlCl3·6H2O 对纳米复合镀层外观、厚度以及纳米氧化铝含量的影响,确定了最佳镀液配方,并利用扫描电镜、能谱仪和硬度测试仪测试了所得镀层的形貌和性能。结果表明:在最佳工艺条件下,以主络合剂18.9g/L,辅助络合剂3.85g/L,分散剂质量分数2%,结晶氯化铝12g/L所得的镀层厚度可达到13.93μm,纳米氧化铝的质量分数平均可达到10.90%,镀层的显微硬度可达到867.9HV。

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光能量场分布的MATLAB仿真

张安萍, 刘学杰, 李智

表面技术. 2012, 41(1): 75-78.

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为在物理气相沉积过程中获得理想的晶粒尺寸,介绍了一种精确控制纳米晶粒尺寸的微观控制方法,即用光的干涉方法控制能量场分布。利用MATLAB的循环计算能力计算光的矢量叠加,仿真光的干涉,分别对杨氏干涉、三光源干涉以及多光源不同排布的干涉进行分析。经过分析可知:3个或3个以上的光源线性排列时,得到的条纹是将两光源的条纹打碎;而多个光源按正多边形排列的干涉,规律排布区域出现在光源围成的区域中间,3个、4个及6个光源规律排布区域中加强点的间距分别为λ√3,λ√2和2λ;若要得到1cm2 规律排布区域,3个光源与规律排布区域中心的距离为0.1m,4个光源则为1m。

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Si-69应用于2024铝合金表面硅烷化防腐蚀处理的工艺研究

江文辉, 陈雷, 陈国辉, 林贤清

表面技术. 2012, 41(1): 79-82,105.

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采用正交试验探索硅烷偶联剂Si-69的水解工艺条件,研究了Si-69用量、水解pH 值、水解时间等水解因素和老化成膜条件(温度、时间)对硅烷成膜试样耐蚀性的影响,确定了最佳水解工艺和老化成膜工艺。经电化学测试表明,硅烷膜的生成使2024铝合金基体表面的多孔性降低,有效阻止了腐蚀介质所参与的阴极活性点还原反应,极大地提高了基体的耐蚀性。

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双层辉光等离子表面共渗Cr-Ni-Mo-Co工艺研究

袁霄梅, 王冰莹, 王文慧

表面技术. 2012, 41(1): 83-85.

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采用双层辉光等离子渗金属技术,在工业纯铁表面渗入Cr,Mo,Co等合金元素,可在其表面形成与沉淀硬化不锈钢合金含量及硬度水平相近的合金层。以SEM 等对比研究了不同工艺参数下,等离子渗入合金元素后,合金层表面的微观形貌。通过对比不同温度、源极电压所对应的渗层成分及厚度,选择出最优化的工艺参数:源极电压1350V,阴极电压510~530V ,加热温度1100V,保温时间5h。

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稀土对Q345钢渗硼层的影响及其催渗工艺研究

陈祝平, 谭海波, 刘建建, 杨光, 许跃东, 池阔

表面技术. 2012, 41(1): 86-88.

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研究了在渗硼剂中添加氧化铈稀土对Q345钢渗硼层组织和厚度的影响,并通过正交试验法确定了催渗工艺。分析表明:适量地添加氧化铈稀土,可显著改善渗层组织,并能使渗层厚度增加10%以上。正交试验结果表明,最佳催渗工艺为:渗硼温度920曟,渗硼时间7h,氧化铈添加量为2%。

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免水洗常温热镀锌表面磷化技术研究

周莉, 欧阳君君

表面技术. 2012, 41(1): 89-91.

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以磷酸、氧化锌、磷酸二氢锰、钼酸铵和硝酸钙等为原料,通过正交试验等方法开发了一种磷化后免水洗的常温热镀锌表面磷化液。研究了磷化液的pH 值、磷化温度、磷化时间以及自干时间等对磷化膜质量的影响。结果表明:磷化液pH 值为2.6~3.3,在5~40℃浸渍磷化7~10min,自然干燥3h可获得磷化后工件免水洗的磷化膜。磷化膜的耐蚀时间超过50s,喷涂铁红环氧底漆后的漆膜附着力达1级。

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仿生非光滑表面耐磨性的影响因素

金潇明, 刘先兰, 邵锦钟

表面技术. 2012, 41(1): 92-94,112.

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简述了仿生非光滑表面摩擦磨损性能的研究进展,介绍了仿生非光滑表面的形态在不同工作环境下对材料耐磨性的影响,着重分析了凹坑仿生非光滑表面的各因素及试验条件对材料耐磨性的影响,总结了各因素对具有仿生非光滑表面的材料耐磨性的影响。

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TRIP钢热镀锌可镀性研究进展

储双杰, 张理扬, 瓮金鹏

表面技术. 2012, 41(1): 95-98.

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对国内外TRIP钢热镀锌可镀性研究的最新进展进行了介绍,分析了基板成分、退火工艺、热镀锌工艺对TRIP钢热镀锌可镀性的影响,同时阐述了改善TRIP钢可镀性的对策措施。最后指出,采用预氧化还原热镀锌工艺生产含硅TRIP钢,是未来TRIP钢热镀锌工业生产的主流方向。

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塑性变形引起自由表面粗化的研究现状

周小芳

表面技术. 2012, 41(1): 99-101.

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介绍了表面形貌的表征方法,并对塑性变形引起表面粗化的机理及影响因素进行阐述。表面粗化是由晶粒内的位错滑移和晶粒间的不均匀变形引起的,其中晶粒间的不均匀变形是表面粗糙度值的主要影响因素。塑性变形引起的表面粗糙度值与变形量及材料的晶粒尺寸大小呈线性关系,而且与变形材料的晶体结构类型和晶粒的取向有关。

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20G 钢表面制备耐熔融铝硅合金腐蚀涂层的研究

王洪涛, 陈枭, 刘长华

表面技术. 2012, 41(1): 102-105.

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太阳能热发电中,熔融铝硅合金储能材料会对换热管造成一定的腐蚀,为了延长换热管的使用寿命,在其表面制备了C1,C2和C3三种涂层,并对三种涂层的抗热震性能、附着力和耐熔融铝硅合金腐蚀性能进行了研究。结果发现:三种涂层具有较好的抗热震性能和附着力,在经过1080h熔融铝硅合金腐蚀试验后发现,C3涂层具有最好的耐腐蚀能力,涂覆C3涂层的20G钢基体的腐蚀层厚度,相对于无涂层20G钢基体降低了93.69%。

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疏水型自清洁涂料的制备与性能研究

吴仲岿, 易辉, 万晓东, 张锐, 黄硕

表面技术. 2012, 41(1): 106-108.

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采用机械共混法,通过添加疏水性纳米SiO2 对PRTV 硅橡胶涂料进行改性,研究了纳米SiO2的添加量对改性PRTV 涂层表面疏水性的影响,并探讨了涂层表面的微结构与其水接触角的内在关系。结果表明:利用共混法将疏水性纳米SiO2 加入PRTV 涂料中,可以制备出具有超疏水性的复合涂料,其涂层的水接触角可由106°提高到150°。

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热处理对锶铁氧体微结构及吸波性能的影响

刘祥萱, 张泽洋, 吴有朋, 王煊军

表面技术. 2012, 41(1): 109-112.

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采用溶胶凝胶自燃烧法,在不同煅烧温度条件下制备了六角锶铁氧体粉体,对其结构、形貌和电磁参数进行了分析。通过绘制匹配解析图,求得各锶铁氧体所得涂层的最佳匹配厚度和最佳匹配频率,并利用传输线理论计算了最佳条件下样品的吸波效果。结果表明:热处理温度对锶铁氧体的结构和形貌有很大影响,以5℃/min升温时,随着煅烧温度升高,颗粒由米粒状逐步转化为完美的六角片状;热处理温度对锶铁氧体吸波性能的影响也较大,1000℃的样品吸波效果最好,当匹配厚度为5.2mm 时,低于-5dB的带宽为4.5GHz,最大吸收峰值为-38dB。

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2012年, 第41卷, 第1期　
刊出日期：2012-02-10

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