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2012年, 第41卷, 第5期 
刊出日期:2012-10-10
  

  • 全选
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    研究与探索
  • 樊丽红, 王朝勇, 路钟杰, 关瑞红, 姚宁
    表面技术. 2012, 41(5): 1-3.
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    利用能量过滤磁控溅射技术,于低温条件下,在玻璃衬底上制备ITO 薄膜,研究了过滤电极金属网栅目数、溅射功率、衬底温度对ITO 薄膜光电性能的影响。结果表明:在网栅目数为60目、衬底温度为81℃、溅射功率为165W 的条件下,所得ITO 薄膜的电阻率为4.9×10-4 Ω·cm,可见光区平均透过率达到87%。
  • 杜纪富, 孙彩霞
    表面技术. 2012, 41(5): 4-6.
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    C-90%SiC 涂层涂覆在不锈钢废物包装桶的内壁上,可以有效防止放射性废物中氚的渗透,涂层与不锈钢基体材料的粘着性能是此类阻氚涂层使用寿命长短的关键。采用中频磁控溅射结合离子束混合技术,在不锈钢基体上沉积C-90%SiC 涂层,探索提高涂层粘着性能的方法,通过二次离子质谱和SEM 形貌表征涂层与基体之间的结合性能。结果表明,预沉积一层Cu 膜,可以使涂层与基体之间的元素混合效应大大提高,有利于提高涂层的粘着性能。
  • 祝闻, 冉春华, 金义栋, 聂朝胤, 王振林
    表面技术. 2012, 41(5): 7-10.
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    采用非平衡磁控溅射技术,通过改变Ti靶溅射电流,在不锈钢衬底表面沉积了不同掺Ti量的类金刚石薄膜(Ti-DLC),研究了掺Ti量对薄膜的显微硬度、弹性模量、膜/基结合强度、断裂韧性及摩擦磨损行为的影响。结果表明:DLC薄膜掺杂Ti后,硬度明显提高,且随着Ti靶溅射电流的增大,薄膜硬度先增加、后降低,Ti靶溅射电流为1.5A 时,薄膜硬度最高;掺杂适量的Ti,可以明显改善DLC薄膜的膜/基结合强度和断裂韧性,并能明显降低DLC薄膜的摩擦系数。
  • 徐芸芸, 张韬, 陈磊
    表面技术. 2012, 41(5): 11-13,29.
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    采用射频磁控溅射工艺,用高纯ZnO 粉末制作靶材,在普通玻璃基片上制备高度C轴取向且残余应力低的纳米ZnO 薄膜,并分析其退火前后的组织和微结构。结果表明:在试验范围内,溅射态ZnO 薄膜的组织都均匀、致密,晶粒尺寸小于50nm,具有高度的C轴取向,但膜内有残余拉应力,混晶取向且结晶性差的ZnO薄膜的残余应力大;提高氧分压有利于薄膜C轴取向生长和提高晶化程度;在500 ℃保温2h退火,薄膜内残余应力显著降低,晶化程度提高,晶粒尺寸略有增加。
  • 陈野, 许维超, 温青, 段体岗
    表面技术. 2012, 41(5): 14-17,69.
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    采用溶胶凝胶法制备了Sb掺杂Ti/SnO2 电极,通过XRD,SEM,EDS及电化学测试、氧化物总量测试、加速寿命测试等技术手段,研究了Sb的掺杂对电极结构、形貌、电催化性能、使用寿命的影响。结果表明:Sb的掺入能有效改善电极的表面晶体结构和形貌,降低电极的苯酚氧化电位和液界电阻,提高电极的电催化效率;当制备的溶胶中锡锑比为9暶1时,制得的电极表面形貌平整、致密,稳定性和电催化效果最好。
  • 杜重麟, 廖登辉, 余强
    表面技术. 2012, 41(5): 18-21,37.
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    在不同温度和电流密度的条件下,制备不锈钢基PbO2 电极,分析了电极的析氧曲线及析氧动力学参数,进而考察了温度和电流密度对PbO2 电极节能性和电催化活性的影响。结果表明:温度为80℃,电流密度为30mA/cm2 时,制备的电极成分稳定,重现性好,可有效降低槽电压,电催化活性良好;在小电流密度下的主要产物为β-PbO2,大电流密度下生成部分α-PbO2;与传统的铅基阳极材料相比,该PbO2 电极节能性和催化活性均有较大程度的提高。
  • 郭萍, 孙凤梅, 张渊, 夏兵
    表面技术. 2012, 41(5): 22-24.
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    基于单晶硅材料,通过阳极电化学腐蚀法制得多孔硅材料,通过湿化学刻蚀法制得硅纳米线材料,经过空气等离子体氧化处理后,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对样品的化学组分以及表面微观结构进行了表征。最后对多孔硅和硅纳米线材料的减反效果进行对比,结果表明,硅纳米线具有更优越的减反效果。
  • 黄开宏, 周坤, 芮玉兰, 曹毅
    表面技术. 2012, 41(5): 25-29.
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    利用失重法、电化学法研究色氨酸及其复配缓蚀剂对Q235碳钢片在0.5mol/L硫酸介质中的缓蚀性能,并用吸附等温模型和腐蚀动力学对缓蚀机理进行初步探讨。结果表明:单独使用色氨酸的缓蚀率不高,L-色氨酸与碘化钾有一定的协同效应,而与抗坏血酸的协同效应不显著,将三者以最佳用量复配后,缓蚀率可达92.43%;色氨酸与抗坏血酸均为混合型缓蚀剂,而碘化钾和复配缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;色氨酸通过化学吸附的方式吸附于碳钢表面,符合Langmuir吸附等温式。
  • 苗斌, 贾卫平, 吴蒙华, 杨帆
    表面技术. 2012, 41(5): 30-33.
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    分别在垂直和平行磁场环境下电沉积镍,利用XRD和SEM 研究了电流密度、磁场强度、磁场方向、超声强度对镍晶镀层织构,以及磁场强度对镀层表面形貌的影响作用,并对其影响机理进行了分析。结果表明:增大电流密度对(200)晶面取向具有促进作用,随着电流密度的增大,晶面织构由以(111)为主变为以(200)为主;磁场强度增加会促使镀层织构(111)晶面取向增强,平行磁场相较于垂直磁场更有利于晶粒生长;超声作用会使晶粒由择优取向变为随机取向;此外,施加磁场作用后,晶粒尺寸随磁感应强度增加而减小,表面更加均匀。
  • 孙凤梅, 张旭海, 徐随春
    表面技术. 2012, 41(5): 34-37.
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    在酸性硫酸铜镀液中,采用复合电沉积技术制备了铜-纳米石墨复合材料。观察了复合镀层的微观形貌,测试了复合镀层的硬度和摩擦磨损性能。研究发现:纳米石墨的添加量为7~10g/L时,镀层具有优良的摩擦磨损性能,且镀层的制备成本较低
  • 许乔瑜, 谢江芳, 何伟娇
    表面技术. 2012, 41(5): 38-40,72.
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    采用化学镀方法制备了非晶态Ni-P和Ni-Yb-P镀层,研究了稀土元素Yb添加量对镀层硬度和耐磨性能的影响。结果表明,Ni-Yb-P镀层的硬度随着Yb添加量的增加而提高,当镀液中YbN3O9·5H2O 的添加量为200mg/L时,镀态下镀层的耐磨性能最佳。磨损试验发现,镀态下非晶态Ni-P镀层的磨损机制为粘着磨损和犁削磨损,其耐磨性能较差;随着稀土添加量的增加,镀层耐磨性能提高,但稀土添加量过高时,镀层耐磨性能又会下降。
  • 张敬尧, 谈宇
    表面技术. 2012, 41(5): 41-43.
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    采用化学沉积方法获得了Ni-P纳米晶和非晶两种镀层,对镀态镀层进行低温去应力退火处理。分析了镀层成分和结构,研究了组织结构和退火工艺对镀层摩擦学性能的影响规律及其内在机制。结果表明:Ni-P纳米晶镀层的摩擦学性能明显优于同条件下(仅改变镀液中的络合剂)制备的非晶镀层,镀层磨损机制发生了变化;适当地去应力退火有助于进一步提高镀层的显微硬度,达到降磨减摩的效果。
  • 闻勃, 郭兴伍, 陈洁, 吴松林, 易俊兰, 朱荣玉, 丁文江
    表面技术. 2012, 41(5): 44-46,63.
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    对2024铝合金采用标准硬质氧化(依照我国现行航空用铝合金硬质氧化工艺标准)、微弧氧化、微弧氧化/封孔三种工艺进行处理,在典型应力比(R=-1.0)条件下,对比了三种样品的疲劳性能。结果表明:硬质氧化后的2024铝合金,在低载荷和高载荷下的疲劳性能均比未处理的2024合金差;微弧氧化处理后的样品,在低载荷下的疲劳性能比未处理的2024铝合金好,在高载荷下的疲劳性能则相对较差;微弧氧化并封孔处理后的样品,在高载荷和低载荷下的疲劳性能均比未氧化处理的2024铝合金基材好。
  • 郝康达, 陈秋荣, 苗景国, 吴润, 卫中领
    表面技术. 2012, 41(5): 47-49.
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    采用微等离子体氧化法在NaAlO2 溶液中对7075铝合金进行表面处理,研究了阳极电流密度及阴/阳极电流密度比对陶瓷层的厚度、硬度、表面及截面形貌、相组成等的影响。结果表明:陶瓷层的厚度、显微硬度及微观形貌与阳极电流密度及阴/阳极电流密度比密切相关,在阳极电流密度为10A/dm2 及阴/阳极电流密度比为0.7时,陶瓷层显示出较好的表面及截面形貌。
  • 林震, 羡小超, 谭世语
    表面技术. 2012, 41(5): 50-52,55.
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    采用双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺和乙烯基三乙酰氧基硅烷的混合体系,对冷轧钢表面进行硅烷化处理,通过监测硅烷水解液在不同水解时间的pH 值和电导率,研究其稳定性能,并研究了硅烷含量和水解溶剂中乙醇的含量对所制备硅烷膜耐腐蚀性能的影响。结果表明:混合硅烷体系的水解液具有较好的稳定性;当混合硅烷含量为2%,水解溶剂中乙醇含量为20%时,所制备硅烷膜具有较好的耐腐蚀性能,且满足工业应用要求。
  • 徐峰, 李文虎, 艾桃桃, 王同乐, 付蕾
    表面技术. 2012, 41(5): 53-55.
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    以Ti粉、C粉、Fe粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢表面原位合成了TiC增强Fe基复合涂层,分析了涂层的显微组织和物相,测定了涂层的硬度。结果表明:复合涂层与基体界面无气孔、裂纹,呈冶金结合;熔覆层组织由树枝晶、等轴晶组成,TiC主要分布于晶粒内和晶界处;涂层显微硬度随TiC含量的增加而增大。
  • 舒畅, 刘彬, 周漪
    表面技术. 2012, 41(5): 56-59.
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    在锌铝涂层表面喷涂HD590富铝涂液形成复合涂层,对比了锌铝涂层与复合涂层的附着强度、耐磨性、微观形貌,并通过中性盐雾试验、海洋平台棚下大气暴露试验和海水周期喷淋试验,对比研究了二者的耐蚀性。结果表明:复合涂层的附着强度比锌铝涂层提高了30%,耐磨性好,涂层厚度满足紧固件工件的配合精度要求;复合涂层的抗盐雾腐蚀性能和耐海洋环境腐蚀性能优于锌铝涂层,其防腐机理为屏蔽作用、钝化作用和阴极保护相结合;防腐过程中,富铝层发生活化反应,产生一定的牺牲阳极保护作用,同时使涂层腐蚀电位负移,提高了其阴极保护作用。
  • 孙世安, 校云鹏, 费逸伟, 赵媛莉
    表面技术. 2012, 41(5): 60-63.
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    聚合物水泥基复合材料具有良好的隔绝和密封性能,是一种性能优异的复合材料。按照各原料(水泥、乳液和水)的比例不同配制几种该材料的浆体,并涂覆至打磨光滑的马口铁板上制成样板,分别对样板进行了常温养护、抗紫外线老化、盐水浸泡和户外暴晒实验,结果表明其具有良好的防腐效果。同时,涂层腐蚀前后物理性能的变化证明其具有良好的耐腐蚀性能。研究结果为该材料在防腐领域的应用提供了依据。
  • 殷秀银, 柏立庆, 吴玉萍
    表面技术. 2012, 41(5): 64-69.
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    对无底层和有NiCrAl底层的FeCrNi涂层进行扩散处理,之后使涂层在机械作用力下断裂,通过观察断面的SEM 形貌,研究了涂层的断裂机制、涂层与基体间以及涂层内部颗粒间的结合状态,分析了扩散处理提高涂层结合强度的机理。涂层的断口基本上呈现出由暗色区域、白亮区域和未熔颗粒构成。暗色区域内断口面主要为层状剥离断裂;白亮区域内部含有滑移带和台阶面,断裂以脆性解理和塑性滑移混合方式进行。
  • 吕雪飞, 甘树坤
    表面技术. 2012, 41(5): 70-72.
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    为了提高铜及其合金的耐蚀性能,研究了稀土La盐与BTA 对铜合金缓蚀的协同作用,化学处理后的铜合金表面耐蚀性能得到改善。利用扫描电镜及XRD,对铜合金处理后的表面形貌及结构进行了分析;通过阳极极化、交流阻抗等电化学测试方法分析了La盐与BTA 对铜合金表面性能的影响。结果表明:稀土La盐与BTA 的加入使铜合金表面形成了均匀、致密的转化膜,从而提高了铜合金表面的耐蚀性能。
  • 李永哲, 李长青, 宋巍
    表面技术. 2012, 41(5): 73-76.
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    采用超声辐照处理多壁碳纳米管增强环氧树脂复合材料,分析了超声辐照条件对复合材料的黏度、力学性能及拉伸断口显微形貌的影响。结果表明:温度一定时,多壁碳纳米管增强环氧树脂体系的黏度随超声辐照时间的延长而逐渐降低;超声辐照时间为5min时,环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度、拉伸剪切强度达到最大值,较处理前分别提高了37%,167%和86%;经超声辐照后,拉伸断口形貌显示出更多的韧性断裂特征。
  • 赵辉, 王优强
    表面技术. 2012, 41(5): 77-80,84.
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    以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立了对非牛顿条件下考虑热和粗糙度的齿轮供油条件进行分析的润滑模型。利用多重网格法,得到了啮合过程中啮入点、节点和啮出点在不同供油条件下的弹流数值解。结果表明,起初随着供油膜厚的增加,这三点的膜厚也随之增加,但当其增加到一定程度时,便不再随供油膜厚的变化而变化。说明在非牛顿条件下考虑粗糙度和热之后,供油量不是越大越好,存在一个供油临界点。考虑大齿表面的粗糙度后,数值计算结果显示,粗糙峰使润滑膜压力和膜厚的分布产生振荡,说明齿轮表面的粗糙峰对齿轮的润滑是不利的,但是粗糙度的加入使节点的数值解更接近实际工况。
  • 覃铭, 曾令宏, 卿培林, 刘淑辉
    表面技术. 2012, 41(5): 81-84.
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    采用真空电弧炉熔炼和真空管退火,制得Dy-Al-Ti三元合金试样,通过X射线衍射(XRD)分析,并辅以差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)分析、能谱仪(EDS)分析等测试技术,对实验样品进行表征,研究了Dy-Al-Ti三元合金系600℃等温截面中的物相关系,确定了Dy-Al-Ti三元系600℃等温截面的两相、三相区边界以及固溶度,并构建了Dy-Al-Ti三元系600℃等温截面相图。研究结果表明,Dy-Al-Ti三元系600 ℃等温截面由14个单相区、27个两相区和14个三相区组成,并证实了两个三元化合物相Ti4Al43Dy6 和Ti2Al20Dy在600℃的存在。
  • 应用技术
  • 王晓波, 田修波, 巩春志, 杨士勤
    表面技术. 2012, 41(5): 85-88.
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    从电解液的角度,对微弧氧化工艺的高能耗问题进行了研究,提出了一种设计低能耗微弧氧化电解液的方法。该设计方法就低能耗微弧氧化电解液的基础溶液以及添加剂的选择进行了论述,并且以AZ31镁合金作为基体材料,对低能耗电解液的设计方法进行了验证。结果证明,该方法指导下设计的微弧氧化电解液可以大幅降低微弧氧化的膜层单位能耗,提高了微弧氧化技术实际应用的可能性。
  • 刘贵仲, 钟文华, 高原
    表面技术. 2012, 41(5): 89-92.
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    介绍了激光熔覆涂层主要存在的结构缺陷,包括熔覆层稀释过度及形状失真、熔覆层与基体结合不牢、熔覆层存在气孔和微裂纹。着重从结晶学原理方面分析了各种缺陷的产生原因,并提出了相应的解决办法,为今后阻止激光熔覆涂层缺陷的产生指明了方向。
  • 魏远征, 李书黎, 周学俊, 苗景国, 宋书鹏, 吴润
    表面技术. 2012, 41(5): 93-95,113.
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    表面长条线状缺陷导致CSP-冷轧热镀锌板质量降低,利用金相显微镜、XRD和扫描电镜对缺陷的形貌与组成等进行了分析。长条线状缺陷的形成原因是:在CSP热轧阶段形成的氧化铁皮(FeO)被压入基板,并在冷轧时被拉长、碾碎,冷轧后,这些氧化物呈现出点链状直线分布,镀锌增强了其与基体的差别,凸现出长条线状缺陷。最后,据此提出了减少氧化铁皮压入的措施,抑制了长条线状缺陷的产生。
  • 黎成勇, 朱紫棠, 刘婷琛, 余取民
    表面技术. 2012, 41(5): 96-98,123.
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    Q235钢试片在由磷酸、氧化锌、硝酸钡、钼酸铵等组成的钡盐改性锌系磷化液中常温快速磷化后,自然干燥3h,生成了连续、致密的钡改性锌系磷化膜。对膜层的形貌和组成进行了分析,测定了磷化膜的膜质量、耐蚀性等。结果表明:在锌系磷化液中添加硝酸钡改性,适宜的Ba2+ 质量浓度为0.6g/L,可改善磷化膜的微观形貌和耐蚀性能;钡盐改性锌系磷化膜连续、致密,充满了1~2μm 的磷化膜晶体,喷涂铁红环氧底漆后,涂层附着力达1级。
  • 罗庆, 王利华, 普学仁, 肖海
    表面技术. 2012, 41(5): 99-101.
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    针对空客生产的A320机型合金钢零件镀硬铬层高耐腐蚀性的要求,研究了一种高耐蚀性镀硬铬工艺,所获得的镀铬层硬度为750~980HV,并且通过了750h的盐雾试验,满足空客技术要求。研究还发现,特殊的电镀硬铬工艺,尤其是镀铬后的HA 油除氢、磨削等是提高硬铬镀层耐腐蚀性能的关键。该工艺目前已在工厂的批量生产中获得应用。
  • 肖友军, 许永章
    表面技术. 2012, 41(5): 102-104,107.
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    研究了以酒石酸钾钠为主络合剂的化学镀铜添加剂,讨论了甲醇、亚铁氰化钾、2,2’-联吡啶三种添加剂对镀液稳定性、镀层质量、沉积速率的影响,通过正交试验确定了各添加剂的用量。实验结果表明:在酒石酸钾钠为主络合剂的化学镀铜液中添加14mL/L甲醇、30mg/L亚铁氰化钾和5mg/L2,2’-联吡啶,化学铜沉积30min后,沉积速率可达到4.6μm/h。在此工艺条件下,镀层呈现带光泽的淡粉红色,镀液稳定性佳,镀层附着力好。
  • 易伟红, 周远才
    表面技术. 2012, 41(5): 105-107.
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    铜波导作为功率传输器件,其内腔镀银质量的优劣将直接影响其传输性能的高低,但按照传统的电镀工艺很难保证复杂铜波导内腔获得均匀的银镀层。从产品的结构设计、加工工艺等方面,分析了影响复杂铜波导内腔镀银质量的主要因素,并结合表面处理过程控制、添加辅助阳极、改进电镀工艺等方面,提出了提高复杂铜波导内腔镀银质量的方案。
  • 李淑华
    表面技术. 2012, 41(5): 108-110.
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    针对铸钛合金材料和焊接组合件的特点,优化铸钛合金组合零件的阳极氧化工艺。在普通钛合金阳极化工艺的基础上,采用正交试验优化了氧化时间、氧化溶液温度、氧化最终电压、氧化前处理酸腐蚀时间等工艺参数。验证试验及试生产结果表明,优化的工艺条件能够满足产品的质量要求。
  • 徐方平, 徐壁, 蔡再生
    表面技术. 2012, 41(5): 111-113.
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    以商品化SiO2 气凝胶为原料,选择不同的分散介质进行分散,然后在玻璃表面进行涂覆并干燥,制得超疏水表面。研究结果表明:当选择丙酮作为分散介质,SiO2 气凝胶质量浓度为30g/L,以旋涂的方式涂覆2次,并于20℃进行干燥时,所制备的表面超疏水效果最好,其接触角为153.2°,滞后角为1.7°。
  • 王玥, 满瑞林, 赵鹏飞, 胡俊利
    表面技术. 2012, 41(5): 114-118.
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    通过循环伏安法测定了Pb及Pb-PbO2 电极在1.0mol/L H2SO4 介质中,Cr2(SO4)3 发生电化学氧化的相关参数,选择Pb-PbO2 电极为阳极,采用双室隔膜电解槽进行电化学氧化再生不锈钢着色老化液,确定了操作工艺条件如下:阴极支持液为5%的H2SO4 溶液,阳极电流密度为5A/dm2。恒电流电解7.5h,三价铬转化率为25.97%,电流效率为68.45%。经过电化学氧化法再生后,老化液中的Cr6+ 即恢复至效用范围,用于着色不锈钢片能达到与新配制的着色液一致的效果。
  • 综述·专论
  • 郭双全, 冯云彪, 何勇, 付俊波
    表面技术. 2012, 41(5): 119-123.
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    概述了未来航空发动机热障涂层最有前景的新材料、结构和制备工艺。新材料主要有改进型氧化钇稳定的氧化锆、A2B2O7 型材料;新结构主要有双陶瓷层;新工艺主要为制备含垂直裂纹的热障涂层的改进大气等离子体喷涂、等离子喷涂-物理气相沉积、悬浮液等离子喷涂、电子束直接气相沉积。这些相互结合,必将促进高性能热障涂层的快速发展和应用,使其在未来航空发动机中发挥重要作用。
  • 李龙, 刘会云, 张心金, 殷福星
    表面技术. 2012, 41(5): 124-128.
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    金属复合板在制造过程中,表面处理对界面的结合最为关键,良好的表面结合状态是达到高强度结合界面的一个重要前提。对复合板的表面处理技术进行了简单概括,并对比了机械处理法、化学处理法及其它处理法的优缺点和使用条件。最后指出,机械处理结合化学脱脂的表面处理方法有利于提高金属复合板的结合质量和生产效率。
  • 隐身材料专题
  • 陈秦, 魏薇, 肖冰, 翁小龙
    表面技术. 2012, 41(5): 129-132.
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    雷达隐身性能(RCS)测试外场,是检测武器装备目标特性的重要硬件条件。介绍了国外武器装备RCS测试外场的研究现状,重点分析了一些典型RCS外场测试设施的特点、技术指标及应用情况等,指出了RCS测试外场在隐身测试技术研究领域的重要性。