2017年, 第46卷, 第2期　
刊出日期：2017-02-20

  

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专题——文物表面损伤及保护
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  盐水比对壁画酥碱病害产生和发展速率的影响

  王菊琳, 张屹东, 吴玉清, 刘洪丽, 王旭东

  表面技术. 2017, 46(2): 1-7. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.001

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  目的 通过一种无损检测方法研究盐水比对壁画酥碱病害产生和发展速率的影响。方法 采用9种盐水质量比（盐水比）制作模拟酥碱病害壁画试块，在恒湿恒温箱中进行干湿循环试验后，用Matlab软件和自编程序对各循环周期后样品数码照片进行分析，获得样品表面高度的三维分布图和量化数据。结果 在所研究的时间范围内，盐水比为1:10时，样品未出现明显的酥碱病害；盐水比为2:10和3:10时，模拟出类似于敦煌莫高窟壁画酥碱现象；盐水比为4:10、5:10、6:10、9:10、11:10和13:10时，颜料层出现裂缝、起翘，后地仗层、颜料层整体脱落。结论 壁画酥碱病害发展速率呈阶段性，盐水比越大，壁画酥碱病害的破坏风险越大，发展越快。病害发展形貌与软件处理相结合的方法可获得样品酥碱病害发展模型和速率，是一种无损、可量化的评价方法。
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  故宫大高玄殿古建筑群多层彩画颜料成分研究

  雷中宾, 吴玉清, 张涛, 王菊琳

  表面技术. 2017, 46(2): 8-17. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.002

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  目的 首次对世界文化遗产——故宫大高玄殿古建筑群彩画颜料进行分析，以期为修缮前彩画颜料历史信息的提取、档案的建立，彩画制作年代的判断，彩画的修缮提供依据。方法 通过偏光显微镜（PLM）、扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）、拉曼光谱仪（Raman）等手段对大高玄殿多层彩画的颜料样品进行综合分析测试。结果 得到树脂包覆多层颜料封样的剖面结构照片，偏光显微镜和SEM得到5个样品共12层颜料的颗粒形貌特征，通过SEM-EDS测得各颜料中的元素及含量，拉曼光谱测得颜料的谱峰位置信息。多种手段相互补充和佐证，综合得出多层彩画样品各层颜料成分。结论 彩画绿色颜料主要含有氯铜矿、孔雀石、橄榄铜矿、巴黎绿，蓝色颜料主要含有蓝铜矿和群青，红色颜料主要含有铁红、朱砂、铅丹，黑色颜料含有炭黑，白色颜料含有方解石。内层一般是传统颜料，而外层发现了合成群青、巴黎绿等近代颜料。
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  北京宫殿、坛庙古建筑“宫墙红”的组成及色差

  张涛, 吴玉清, 王菊琳

  表面技术. 2017, 46(2): 18-26. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.003

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  目的 通过对北京宫殿、坛庙古建筑红墙（俗称“宫墙红”）的组成、结构、颜色等进行研究，为修缮“宫墙红”、统一其颜色提供依据。方法 在故宫、社稷坛及先农坛现场进行颜色数据采集，采用拉曼光谱（Raman） 、红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）等对获取的样品进行分析。结果 不同建筑或同一建筑不同位置的“宫墙红”颜色差别大。“宫墙红”的白灰成分为CaCO3，红灰为Fe2O3和CaCO3，红浆为Fe2O3、CaCO3、CaSO4?2H2O、江米汁（传统工艺）或有机高分子聚合物（现代工艺）。结论 北京宫殿、坛庙古建筑各位置红墙颜色差异大，修缮时建议采用白灰掺杂氧化铁红对“宫墙红”找补抹灰，外立面采用现代工艺的涂膜配方。
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  单宁酸复配缓蚀剂在铁质文物上的应用研究

  张治国, 马清林

  表面技术. 2017, 46(2): 27-32. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.004

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  目的 通过复配的方法改善单宁酸单一缓蚀剂的缺点，以提高对铁质文物的缓蚀效果。方法 采用失重实验、扫描电镜显微观察、动电位极化法等，对比和评估了单宁酸和单宁酸复配缓蚀剂对5种铁质文物模拟样品的缓蚀效果，并在铁质文物上进行了应用试验。结果 在3.5%NaCl水溶液的腐蚀体系中，单宁酸复配缓蚀剂对低硫铸铁的缓蚀效果优异，对高硫铸铁的缓蚀效果略低。用单宁酸缓蚀后的试样表面呈斑驳膜层，成膜不牢固，用单宁酸复配缓蚀剂缓蚀后的试样表面成膜均匀、稳定。添加硅酸钠、磷酸二氢锌和乙醇胺的单宁酸改进配方使试样出现钝化现象，其腐蚀电流比空白样和单宁酸的腐蚀电流均有大幅降低。在铁质文物上的实际应用结果表明，采用单宁酸复配缓蚀剂处理的铁质文物的耐腐蚀性比单宁酸处理的更好。结论 单宁酸复配缓蚀剂解决了单宁酸的酸性对铁质文物造成的潜在影响，克服了单宁酸成膜不完整和不牢固，以及改变文物外观颜色的缺点，并大幅提升了缓蚀效率。
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  故宫石质螭首健康状况无损检测及评估预研究

  吴玉清, 张涛, 李杰, 王菊琳

  表面技术. 2017, 46(2): 33-39. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.005

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  目的 通过无损检测方法评估故宫石质螭首风化和安全程度。方法 首先在现场选取6个螭首进行无损检测，获取各项风化指标（表面风化程度、裂缝大致情况、孔洞、回弹强度、酥粉质量）和安全等级指标（裂缝性质、裂缝数量等具体值，超声波波速、回弹强度）。在实验室模拟风化、破损试验，建立超声波波速、回弹强度与抗折强度的曲线关系。最后通过德尔菲法建立评价体系，采用加权平均法获得各螭首的风化等级、安全等级。结果 石材的抗折强度、超声波波速和回弹强度的曲线关系式为 fk=0.0004V0.4393R2.9302。确定了6个螭首的风化程度和安全状况水平，其中构件2的表面风化程度最弱、最安全；构件6的安全情况最差，急需采取有效防范措施。结论 该无损检测和健康程度评估研究方法是一种简单、快速、可量化的评价方法，其成果可用于石质文物健康状况的检测和评估工程，以获得其风化等级、安全等级，并作为文物管理决策的依据。
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  模拟青铜文物粉状锈表面的超疏水制备及表征

  伍思敏, 闫莹, 白钟庆, 周浩, 吴来明, 林颖, 蔡兰坤

  表面技术. 2017, 46(2): 40-45. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.006

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  目的 粉状锈会严重危害青铜文物，研究青铜文物粉状锈表面性质对建立合理有效的防护方法具有重要的意义。方法 通过自组装技术，在染有粉状锈的青铜试片表面制备3-巯基丙基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷复合膜。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和接触角测量仪，对复合膜表面的形貌特征和结构特点进行了表征和分析，利用电化学测试研究试片的耐腐蚀性能。结果 红外光谱及扫描电镜显示，在试片的粉状锈表面形成了良好的硅烷复合膜。经自组装后的试片表面具有超疏水性，接触角从86.3°提高到155.2°。水滴与试片表面的接触面中约91.3%是液/气界面，只有较少一部分液体与试片接触。自组装后，试片的耐腐蚀性显著提升，试片的自腐蚀电流密度Jcorr由2.58×10–2 mA/cm2降低到1.081×10–2 mA/cm2，缓蚀效率为95.81 %。结论 硅烷复合膜可以在试片的粉状锈表面形成一层保护膜，有效地隔绝试片与液体的接触，使其具有超疏水性，同时提高其耐腐蚀性。
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  带锈青铜文物材料在环境模拟介质中的腐蚀发展行为

  林颖, 闫莹, 吴雪威, 伍思敏, 周浩, 吴来明, 蔡兰坤

  表面技术. 2017, 46(2): 46-51. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.007

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  目的 研究3种带锈青铜及裸青铜文物材料在3种环境模拟液中的腐蚀发展行为。方法 采用动电位扫描和SEM-EDS等方法研究试样的腐蚀特征和现象。结果 在模拟大气环境介质中，电位在50~160 mV阳极极化范围内，与其他三种青铜材料相比，带CuCl锈青铜的阳极腐蚀电流密度最小；在模拟海水介质中，锈蚀青铜的腐蚀电流密度略大于裸青铜的；在模拟SO2环境介质中，4种青铜试样的Rp值均大于大气环境介质中的。结论 在模拟大气环境介质中，且阳极极化电位接近自腐蚀电位时，CuCl锈对青铜基体具有一定的保护性；在模拟海水环境介质中，带锈青铜的表面锈对基体没有保护作用；在模拟SO2环境介质中，与在模拟大气环境介质中相比，SO32?的引入会抑制青铜的腐蚀。表面形貌和能谱分析结果表明，裸青铜、CuCl锈青铜和混合锈青铜在模拟SO2环境介质中，有点蚀现象发生，对粉状锈的生成有抑制作用。
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  新疆阿巴和加麻扎建筑釉面砖形貌观测

  颜景燕, 丁燕, 王菊琳

  表面技术. 2017, 46(2): 52-57. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.008

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  目的 阿巴和加麻扎建筑是我国历史传说中的“香妃墓”，是维吾尔族建筑艺术的精华所在和主要载体，已历经多次维修。由于环境侵蚀，该建筑上装饰性釉面砖已出现不同程度的病害。本文对阿巴和加麻扎釉面砖的病害及形貌进行了研究，以期为丝绸之路新疆段麻扎建筑的保护、修复提供理论依据。方法 通过现场调研了解阿巴和加麻扎建筑现存釉面砖的病害状况，采用偏光显微镜（Polarizing microscope）对釉面砖样品进行表面和断面观察。结果 总结归纳了阿巴和加麻扎建筑釉面砖的病害类型，并观察到不同釉面砖样品表面和断面形貌的区别，推断出釉面砖样品不同时期的烧造工艺。结论 样品中3块蓝色釉面砖属于20世纪80年代后开发的二次低温快速烧成技术，而另外2块蓝色釉面砖和绿色釉面砖则采用20世纪90年代后开发的一次低温快速烧成技术。
膜层材料与技术
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  浸渍式提拉法制备TiO2薄膜的微观结构和润湿性

  王军, 刘莹, 胡静茹

  表面技术. 2017, 46(2): 58-62. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.009

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  目的 研究工艺参数与TiO2薄膜的微观结构、光学性质及润湿性的关系。方法 以钛酸四丁酯为原料，乙醇为溶剂，采用溶胶-凝胶浸渍式提拉法，改变工艺参数（提拉次数、提拉速度），在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜，并通过光学表面形貌仪、紫外可见分光光度计及接触角测试仪分析了不同参数下制备的TiO2薄膜的微观结构、光学性质和润湿性。结果 提拉次数和提拉速度都会影响薄膜的微观结构，提拉2次，提拉速度在3~7 cm/min之间制备的TiO2薄膜表面平整、致密。在提拉方向上，存在厚度梯度，厚度梯度为1 nm/μm。透射光谱显示TiO2薄膜在可见光区透明，吸收边与提拉工艺有关，提拉速度为7 cm/min，提拉2次制备的TiO2薄膜，禁带宽度为3.57 eV，此时，接触角为14.8°。结论 提拉速度、提拉次数影响TiO2薄膜的微观结构、光学性质和润湿性。通过提拉工艺参数的调整，可以制备均匀致密、具有亲水性的半导体TiO2薄膜。
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  铁氮化合物稳定性和弹性性能的第一性原理研究

  杨扬, 余春

  表面技术. 2017, 46(2): 63-67. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.010

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  目的 计算分析ζ-Fe2N和ε-Fe3N两种铁氮化合物的结构稳定性和弹性性能。方法 采用第一性原理模拟计算方法。结果 两种物相的理论晶格常数与实验值吻合较好，且两者的形成能均为负值。通过两种物相的单晶弹性常数获取了相应的多晶弹性性能，所计算体模量（B）、剪切模量（G）和杨氏模量（E）均高于实验值。ε-Fe3N多晶弹性性能的计算值与实验值存在一定的比例关系，约为1.3∶1，这个比例也适用于γ‘-Fe4N的体模量。两种物相的B/G比值分别为2.63和2.16。结论 ζ-Fe2N和ε-Fe3N具有一定的热力学稳定性。两者的剪切模量和杨氏模量接近或优于钢，且具有一定的塑性。两种物相的弹性各向异性与它们的晶体结构密切相关。
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  热喷涂汽车发动机气缸内壁涂层的研究进展

  刘黎明, 肖金坤, 徐海峰, 葛庆, 张超

  表面技术. 2017, 46(2): 68-76. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.011

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  为了达到越来越苛刻的内燃机排放标准，减轻车身重量以降低燃油消耗是近年来车辆行业的重要发展方向之一。采用热喷涂方法在铝合金或铸铁气缸内壁喷涂减摩、耐磨并耐腐蚀的涂层代替传统铸铁缸套具有广阔的应用前景。首先介绍制备气缸内壁涂层的工艺流程，主要阐述现有制备气缸涂层的超音速火焰喷涂、电弧喷涂、大气等离子喷涂和等离子转移弧线材喷涂等工艺的原理，对不同热喷涂工艺特点进行了总结，阐明不同热喷涂方法获得的涂层结构特点。通过列举国内外车辆制造商先进热喷涂涂层的应用实例，进一步分析各类涂层的优缺点。最后提出优化喷涂参数、开发新型喷涂材料、控制涂层内应力和应对未来生物燃料是汽车气缸涂层的下一步研究方向。
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  铁酸铋薄膜退火工艺研究进展

  蔡雯馨, 高荣礼, 符春林, 蔡苇, 邓小玲, 陈刚

  表面技术. 2017, 46(2): 77-86. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.012

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  铁酸铋（BFO）多铁性材料因具有丰富的物理性能，以及其在存储器、传感器、电容器、光伏器件等方面的广阔应用前景，在过去几十年一直受到广泛的关注。然而，由于 Bi元素在高温下容易挥发，所以很难合成纯相的 BFO薄膜。此外，因存在氧空位或由于Fe离子变价导致的非化学计量比等缺陷，使其漏电流密度较大，严重影响BFO薄膜的铁电性能及实际应用。退火工艺是影响材料微结构及宏观性能的重要因素，因此通过退火工艺来调控BFO薄膜的结构及性能是一种十分有效的手段。然而，退火工艺包括退火时间、退火气氛、退火温度以及退火方式等多种形式，究竟每一种退火形式如何影响BFO薄膜的结构及性能是值得探讨的问题。为此，综述了退火工艺（括退火时间、退火气氛、退火温度以及退火方式）对BFO薄膜的结构（晶粒尺寸、形状，电畴尺寸、类型，表面形貌）和性能（磁性、铁电性、介电性、漏电性、导电机制）的影响的研究进展，并提出了一些亟待解决的问题。
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  机械合金化制备TiB2-Ni(Al)复合粉末组织结构研究

  陈枭, 王洪涛, 白小波, 杨超

  表面技术. 2017, 46(2): 87-91. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.013

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  目的 通过原位合成技术获得TiB2-Ni(Al)复合粉末。方法 采用机械合金化方法在不同球磨时间的条件下，制备不同体积含量的TiB2陶瓷相增强Ni(Al)基复合粉末，其中Ni粉和Al粉的摩尔比为1:1。采用扫描电子显微镜（SEM）以及 X-射线衍射仪（XRD）分析球磨后粉末的显微组织结构及物相，研究不同球磨时间对制备TiB2-Ni(Al)复合粉末物相演变、组织结构及粒子间界面结合状态的影响。结果 在球磨过程中，球磨时间越长，Ni/Al间的塑变有利于原子之间的扩散，TiB2陶瓷相颗粒逐渐变小。当球磨时间增长到一定程度时，延展性好的Al粉颗粒发生扁平化且其表面积不断增大，使得碎化后的Ni粉颗粒不断嵌入Al粉颗粒中，最终形成 Ni(Al)固溶体。同时根据XRD分析发现，随着球磨时间的延长，TiB2-Ni(Al)复合粉末中的Al峰逐渐减小，说明Al不断固溶到Ni中，形成了一定量的Ni(Al)固溶体。结论 通过机械球磨技术在球磨一定时间后可原位合成Ni(Al)固溶体，这说明随着Ni与Al之间的相互扩散有利于形成Ni(Al)固溶体。
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  电沉积Cr-WO3纳米复合镀层及其性能研究

  王毅

  表面技术. 2017, 46(2): 92-97. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.014

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  目的 提高表面Cr镀层的耐腐蚀性能和热稳定性。方法 将纳米WO3颗粒充分分散于镀Cr液中。用直流电沉积的方法在低碳钢表面电沉积Cr-WO3纳米复合镀层。通过金相显微镜、X射线衍射仪分别观察镀层表面微观形貌和测试镀层的物相结构。通过维氏硬度测试、极化曲线和电化学阻抗测试，分别评价Cr-WO3纳米复合镀层的硬度和耐腐蚀性能。结果 Cr镀层和Cr-WO3纳米复合镀层表面均呈现层片状的晶粒结构，Cr-WO3纳米复合镀层的晶粒度更细小。在5%NaCl溶液中进行电化学测试，相对于Cr镀层，Cr-WO3纳米复合镀层的腐蚀电流密度下降至0.38 μA/cm2，电化学阻抗值有所增大，其电化学活性相对Cr镀层更低，耐蚀性能更好。Cr镀层和Cr-WO3复合镀层的硬度十分接近，纳米WO3的加入并未明显提高其硬度值，但是能够抑制镀层在退火过程中裂纹的产生和扩展，减少镀层表面状态的变化。结论 纳米WO3颗粒的加入可以有效掺杂在镀层中，降低镀层的晶粒度。Cr-WO3纳米复合镀层的电化学活性更低，耐蚀性性能更好。WO3纳米的加入对未退火的镀层硬度的影响不显著，但能降低退火后镀层硬度降低的幅值，提高了镀层的热稳定性。
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  金刚石粉体表面CVD法镀钨的工艺研究

  王元元, 马捷, 李辉, 魏建忠, 黄新壮

  表面技术. 2017, 46(2): 98-102. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.015

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  目的 增强金刚石与基体的界面结合能力。方法 首先对金刚石粉体进行“除有机物→除油→粗化→烘干”处理。采用自制化学气相沉积装置，研究了以H2和WF6为反应气体在金刚石表面CVD法镀覆钨工艺。使用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（SEM）等检测方法，分析了金刚石粉体镀层钨的微观形貌、成分、组织结构，对镀层包覆金刚石粉体相关性能进行了初步测试。结果 在粒径约为223.6 ?m的金刚石表面获得均匀致密镀覆层的最佳工艺参数为：沉积温度670 ℃，沉积时间2 min，H2通入量1 L/min，WF6消耗量2 g/min。沉积温度为580 ℃时，获得的均匀致密钨镀层的厚度为150 nm，且镀层杂质含量较少。将镀覆钨的金刚石和普通金刚石分别与铜粉热压烧结后进行抗弯强度测试，结果显示含镀覆钨的金刚石试样抗弯强度提高了38.6%。加入镀钨金刚石压块的热膨胀系数比加入普通金刚石的有所降低，并且加入的镀钨金刚石粉体越多，压块的热膨胀系数越低。结论 镀钨后的金刚石颗粒的表面性能得到改善，与基体的结合能力得到提高。
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  氮气流量对磁控溅射法沉积NGZO薄膜性能的影响

  杨涛, 周细应, 答建成, 朱玉坤

  表面技术. 2017, 46(2): 103-107. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.016

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  目的 通过磁控溅射镀膜工艺，在玻璃上制备高质量的氮镓共掺杂氧化锌（NGZO）薄膜。方法 采用射频磁控溅射法，同时通入氩气和氮气，在流量比分别为25/10、25/20、25/25、25/30 ((mL/min)/(mL/min))条件下制备NGZO薄膜。通过XRD和SEM对薄膜的物相结构和表面形貌进行分析，通过紫外/可见分光光度计和霍尔效应测试仪对薄膜透过率和载流子浓度、迁移率及薄膜电阻率进行研究。结果 与未掺入N的Ga掺杂氧化锌（GZO）薄膜相比，在可见光区，尤其是600~800 nm范围内，NGZO薄膜平均透过率在80%以上，符合透明导电薄膜透过率的要求。GZO薄膜载流子浓度较高，电阻率较低，而掺入N后薄膜的载流子浓度和迁移率有所下降，电阻率有所增加。结论 在N-Ga共掺杂薄膜中，N的掺杂主要占据O空位，并吸引空位周围的电子，这减小了薄膜晶格畸变，并产生电子空穴，最终使得薄膜中电子载流子浓度降低，空穴载流子浓度增加，电阻率有所增加。随着氮气流量的变化，发现在25 mL/min时，薄膜具有最佳的综合性能。这种薄膜可用于紫外光探测器等需较大电阻率的应用中，并有望实现n-p型转化。
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  小靶大基片镀膜的膜厚均匀性分析

  陈海峰, 薛莹洁

  表面技术. 2017, 46(2): 108-112. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.017

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  目的 通过改变传统基片与靶材的相对运动方式，来实现小靶材在大面积基片上的均匀镀膜。方法 采用基片绕中心轴做匀速旋转运动，靶材沿着基片半径做直线间歇运动，并建立了相应的理论模型，通过数值分析软件MATLAB对膜厚进行分析拟合，研究靶基距、偏心距、靶材运动方式对膜层均匀度的影响。结果 在靶基距H=30 mm时，膜厚均匀性主要受到两个重要参数的影响：靶材在各径向运动等距点的停顿时间T和移动步长d。与靶材在各径向运动等距点的停顿时间T=C（C为常数）的情况相比，当靶材的停顿时间T与其在基片上的覆盖面积A成正比增加时，膜厚的均匀性得到极大的改善。同时，膜厚的均匀性很大程度上取决于靶材的移动步长，膜层之间的差异性随着移动步长的减小而减小，结果显示当移动步长d=5 mm时的膜厚均匀性最佳。改善基片中心附近的膜厚分布可以通过增加靶基距来实现，结果显示在偏心距e=0 mm、靶基距H≥70 mm时，膜厚相对偏差δ均小于0.1。结论 该方法改变了传统靶材固定不动的方式，在薄膜沉积过程中，通过调节靶材的移动步长和停顿时间，能有效减小膜层之间的差异，从而获得均匀度较高的薄膜，对实际生产具有指导意义。
表面摩擦磨损与润滑
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  铸铁缸套表面石墨含量对抗拉缸性能的影响

  李雪, 王维伟, 沈岩, 李承娣, 徐久军

  表面技术. 2017, 46(2): 113-118. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.018

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  目的 研究铸铁缸套表面石墨含量对抗拉缸性能的影响规律。方法 基于贫油试验方法，对铸铁缸套表面石墨含量分别为0.18%、1.27%、2.13%、3.92%、4.66%、5.88%的铸铁缸套进行抗拉缸试验。试验过程记录抗拉缸时间，使用扫描电子显微镜（SEM）观察缸套的表面形貌并分析成分。结果 铸铁缸套表面露出石墨，可以有效延长其抗拉缸时间。随着表面石墨含量的增加，抗拉缸时间呈现先增加后降低的趋势。当表面石墨含量达到4.66%时，抗拉缸时间为8 h，为表面无石墨缸套的9.6倍。结论 铸铁缸套表面露出的石墨起到储油和固体润滑剂的作用，可以显著改善配对副的抗黏着性能；另一方面石墨作为软质相，含量过高时，缸套整体承载能力反而减弱，容易发生拉缸。
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  土壤耕作部件耐磨减阻处理的研究现状

  李庆达, 郭建永, 胡军, 张伟, 王宏立, 代洪庆

  表面技术. 2017, 46(2): 119-126. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.019

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  综述了提高土壤耕作部件耐磨性的多种方法。利用表面处理工程技术，例如堆焊技术、涂覆耐磨材料、热喷涂技术，可以在普通基材制成的零部件表面形成一层耐磨层，磨损时能有效保护零部件，从而使零部件具有良好耐磨性。由于表面涂层的可重复性，利用表面处理工程技术还可以修复磨损不严重的触土部件，提高产品利用率，减少钢铁资源损失。激光表面强化处理与高能离子注渗两种方法可以改变农机触土部件的晶体结构，从而提高产品耐磨性。自然界中的生物经过多年进化，能很好地适应自然环境，以生物体的轮廓结构为模型，依据仿生学理论研制的仿生部件可以有效降低土壤粘附率，达到减粘降阻的效果，进而减小零部件的磨损量，间接提高产品的耐磨性能。通过对海豹、鲨鱼等生物表面的研究发现，非光滑表面比光滑表面具有更好的减粘降阻效果，将零部件表面处理成非光滑表面能大大提高零件的耐磨性能。
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  盐浴氮碳共渗对65Mn弹簧钢耐磨性的影响

  张伟林, 赵靖宇, 王光辉, 乔亚峥, 梁晓颖, 孙玉福

  表面技术. 2017, 46(2): 127-132. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.020

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  目的 探究一种可以显著提高65Mn弹簧钢耐磨性能的工艺，以满足其在高磨损环境下的使用性能要求。方法 通过正交试验对65Mn进行QPQ处理，利用金相组织观察、SEM扫描及能谱分析、磨粒磨损等手段，探究不同氮碳共渗温度、共渗时间、氧化温度和氧化时间对试样显微组织结构及耐磨性能的影响，优化出常规QPQ和深层QPQ处理方案。结果 经过QPQ处理的试样，渗层组织由外向内为氧化物层、疏松层、化合物层和扩散层。经深层 QPQ 处理的试样，在化合物层和扩散层中间有一层含氮奥氏体层。氧化物层的主要物相是Fe3O4，化合物层的主要物相是Fe3N。QPQ处理后的试样经面扫描后，C、N、O元素分布有一定规律，其中C元素集中分布在试样表面，N元素主要集中在致密化合物层，O元素主要集中在样品表层和疏松空洞之中。 结论 深层QPQ工艺为640 ℃共渗2 h、350 ℃氧化40 min时，试样氧化层厚度达到15 μm，化合物层厚30 μm，奥氏体层厚10 μm。深层QPQ处理后的65Mn的耐磨性能优异，磨损率达到0.166 mg/m。
表面强化及功能化
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  基于响应面法的铁表面PTFE涂层的使用寿命研究

  秦浩峰, 曹磊, 高建国, 林海军, 万勇

  表面技术. 2017, 46(2): 133-137. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.021

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  目的 模拟生活中不粘锅的使用环境，采用响应面法预测铁表面PTFE涂层的使用寿命，为生活中合理使用不粘锅提供支撑。方法 通过响应面法考察转速和载荷对铁表面PTFE涂层使用寿命的影响，采用中心组合试验设计（CCD）考察载荷以及转速对于铁表面PTFE涂层使用寿命的影响及其相互作用。结果 载荷和转速对于涂层使用寿命的影响都极为显著，检验值（F）都小于0.0001。通过试验设计软件得出使用寿命与转速和载荷的二阶多项式方程，并且复相关系数R2为0.9951，能解释99.51%响应值的变化，因此模型能够较准确地预测铁表面PTFE涂层的使用寿命。该实验工况下铁表面PTFE涂层的最佳使用参数分别为转速200 r/min和载荷25 N，此时涂层寿命为147 min左右。结论 模拟日常生活中使用不粘锅的实际情况，并运用响应面法分析和预测PTFE涂层的使用寿命具有科学性和可操作性，能够很好地指导生活中安全使用不粘锅。
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  TC4钛合金混粉电火花表面改性研究

  赵林, 李丽, 王好臣, 刘云, 林本刚

  表面技术. 2017, 46(2): 138-143. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.022

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  目的 通过混粉电火花加工方法，分别使用紫铜和石墨作为工具电极，获得综合性能较好的TC4钛合金表面。方法 利用手持式TR200粗糙度仪对工件表面的粗糙度进行测量，用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪对工件组织形貌和物相结构进行分析，用FM800型显微硬度计对工件表面进行显微硬度测量。结果 在相同电参数下，紫铜电极加工的工件较石墨电极加工的工件表面粗糙度要低，硬度也相对低。当I=4.5 A、tON=30 ?s时，紫铜电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.223 ?m，表面硬度约为600HV；石墨电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.796 ?m，表面硬度约为700HV。当I=9 A、tON=30 ?s时，紫铜电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.748 ?m，表面硬度约为650HV；石墨电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=3.705 ?m，表面硬度约为750HV。结论 在不同电极条件下混粉电火花加工后，TC4钛合金工件表面都达到了强化的效果。
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  火箭发射台用热防护涂层材料的应用研究

  张巍, 马磊, 王国鹏, 王晓东, 张涛, 冯超, 徐铮, 章洁平

  表面技术. 2017, 46(2): 144-148. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.023

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  目的 通过双层涂层材料结构，获得综合性能优良的适用于火箭发射台表面的热防护涂层材料。方法 以环氧树脂为底层基体材料，加入不同的助剂，再以有机胶为表层基体材料，加入填料和助剂，制备出一种用于火箭发射台的热防护涂层材料。通过附着力和弹性模量对热防护涂层的力学性能进行研究，通过小型发动机烧蚀试验对热防护涂层的热学性能进行研究。最后，通过将热防护涂层涂覆在火箭发射台上，考察研制的热防护涂层经火箭发射后的实际使用效果。结果 经测试，热防护涂层材料的附着力达到5.35 MPa，弹性模量为446.72 MPa。当涂层厚度为15 mm时，金属背面温度最高不超过40 ℃。热防护涂层材料线烧蚀率的平均值为0.515 mm/s。将所研制的热防护涂层材料在国内某火箭发射台上进行使用，使用结果表明，该热防护涂层材料能够承受火箭发射时尾焰的燃气流冲刷，涂层的脱落面积不超过总涂覆面积的10%。结论 所研制的热防护涂层材料可以在火箭发射台上使用，并且使用效果良好，起到了保护火箭发射台的作用。
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  热障陶瓷涂层材料对柴油机活塞的影响

  李闯, 张翼, 胡定云, 蔡强, 邹润, 马伟凯

  表面技术. 2017, 46(2): 149-153. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.024

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  目的 研究不同陶瓷材料对活塞温度和热应力的影响。方法 以氧化镁-部分稳定氧化锆陶瓷（Mg-PSZ）和氧化钇-部分稳定氧化锆陶瓷（Y-PSZ）两种材料为研究对象，在硅铝合金活塞顶部分别喷涂Mg-PSZ和Y-PSZ等离子体，分析讨论了两种不同涂层材料对活塞温度场和热应力场的影响，对比分析了有无陶瓷涂层活塞温度场和热应力场的变化。结果 和无涂层活塞相比，Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞的表面温度明显升高，其表面最高温度分别升高了50.49%和34.81%，但是对应的基体最高温度却分别下降了28.49%和17.34%。同时还发现，Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞具有相同的温度和热应力分布，并且其活塞基体和无涂层活塞也具有相同的温度和热应力分布。结论 Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞都会导致活塞表面温度升高，应力增大，但是Y-PSZ对基体温度影响更大，Mg-PSZ对热应力影响更大。
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  40Cr钢循环离子渗氮工艺及渗层硬度研究

  钟厉, 马晨阳, 韩西, 罗明宝

  表面技术. 2017, 46(2): 154-158. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.025

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  目的 探索循环离子渗氮与常规恒温离子渗氮技术的工艺效果。方法 先对试样进行调质处理，分组进行离子渗氮，固定氨气和乙醇的流量，改变渗氮时间和渗氮温度两种工艺参数及渗氮工艺，分别测定渗氮后各试样的表面硬度及渗层厚度，观察其金相组织，并分析每组试样渗氮层的性能。结果 循环离子渗氮530 ℃ 6 h试样的表面硬度最高，随着渗氮温度的升高和渗氮时间的延长，试样的表面硬度增加，但是当温度超过530 ℃、时间超过6 h后，试样的表面硬度反而降低。循环渗氮550 ℃ 10 h试样的渗层厚度最厚，随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加，试样的渗层厚度变厚，但时间超过6 h后，渗层厚度的增加较缓慢，6、8、10 h试样的渗层厚度差别不大。相同的渗氮温度下，循环渗氮6 h的试样的渗层厚度基本与常规恒温渗氮10 h试样的渗层厚度一样，相同渗氮时间内，循环渗氮510 ℃的试样的表面硬度高于恒温渗氮550 ℃试样的表面硬度，且两者的渗层厚度相差不多。结论 循环离子渗氮工艺优于常规的恒温离子渗氮，循环离子渗氮550 ℃ 8 h试样的综合性能最好。
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  AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-气体渗碳工艺优化

  周梦飞, 赵程

  表面技术. 2017, 46(2): 159-164. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.026

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  目的 将低温离子-气体乙炔渗碳应用于AISI 316L奥氏体不锈钢表面硬化处理，同时探讨其硬化处理的最优工艺参数及优化效果。方法 采用离子轰击去除不锈钢表面钝化膜并活化其表面，再进行低温气体乙炔渗碳，实验过程使用脉冲式供气循环处理方式。进行温度梯度实验，寻找渗碳处理的临界温度。并采用正交试验法设计3因素3水平共9组实验，分析气体比例、离子轰击时间、保温压强3个因素对渗碳层硬度和厚度产生的影响，以期得到不锈钢低温离子-气体乙炔渗碳优化工艺。通过对经过最优化工艺处理过后的不锈钢硬化层组织、成分、厚度、硬度、耐磨性、耐蚀性能的研究分析，验证此工艺对AISI 316L奥氏体不锈钢硬化处理的适用性。结果 处理温度为540 ℃时渗碳层有碳的铬化物析出；离子轰击时间对渗碳层硬度影响最大，保温压强对硬化层厚度影响最明显。在硬化处理温度为520 ℃，V(H2)∶V(C2H2)=1∶1，渗碳压强为?0.02 MPa，离子轰击时间为20 min时，316L奥氏体不锈钢离子-气体乙炔渗碳效果最优。经优化工艺处理后不锈钢硬化层厚度达到30 μm左右，表面硬度达到838HV0.05，耐蚀性和耐磨性能等都显著提高。结论 低温离子-气体乙炔渗碳硬化处理适用于AISI 316L奥氏体不锈钢，其处理最合适温度为520 ℃。经优化工艺处理后的不锈钢具有较高的硬度、厚度，良好的硬度梯度，高耐蚀性能及高耐磨性能。
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  直升机红外隐身技术研究进展

  牛犇, 唐继海, 杨骐, 石浩

  表面技术. 2017, 46(2): 165-171. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.027

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  在阐述直升机红外辐射特征和面临的威胁基础上，对直升机红外辐射特性抑制的原理进行了阐述。回顾了直升机红外辐射抑制技术的研究进展，详细分析了各种红外辐射抑制技术的特点和适用范围。直升机红外辐射特性抑制技术主要有红外抑制器抑制技术、红外诱饵弹等干扰技术、热红外隐身涂料涂层技术、地面停放伪装遮障隐蔽技术等。其中，红外抑制器抑制技术采取混流装置以降低热空气温度，采用耐高温隔热遮挡装置隔绝高温部位等。红外诱饵弹等干扰技术利用其中的烟火剂燃烧产生高温时释放出的大量红外特征信号，达到干扰红外侦察和红外制导武器打击的目的。热红外隐身涂料涂层技术通过涂层自身较低的红外发射率，有效降低直升机表面红外辐射特性，实现与空地背景的较好融合。地面停放伪装遮障隐蔽技术采用具有光学、红外、雷达等隐身性能的伪装器材，实现直升机多波段隐身和防风、防雨、防沙尘等性能。最后，对未来红外隐身技术的研究进行了展望。
表面失效及防护
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  表面粗糙度对动车组车轮钢弯曲疲劳性能的影响

  陈煜达, 潘金芝, 刘鹏涛, 赵秀娟, 任瑞铭

  表面技术. 2017, 46(2): 172-177. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.028

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  目的 分析不同程度的表面损伤对车轮钢疲劳性能的影响程度，为车轮疲劳的预测提供有效指导。方法 采用X射线衍射仪测量不同程度表面损伤试样的表面残余应力分布，通过弯曲疲劳试验机对不同表面损伤的试样进行疲劳测试，并采用扫描电镜对断口形貌进行分析。结果 Ra4.1试样表面残余压应力大约为Ra0.7试样的2~3倍。Ra0.7试样疲劳极限为287.5 MPa，Ra4.1试样疲劳极限为280 MPa，前者比后者提高了2.6%。在相同应力下，Ra0.7试样的疲劳寿命至少高出Ra4.1试样一个数量级。Ra0.7试样的疲劳裂纹起裂于表面机加工刀痕，深度约为20 ?m；Ra4.1试样的疲劳裂纹起裂于表面凹坑，深度约为40 ?m，直径约为100 ?m。结论 试样表面粗糙度越大，表面损伤越严重，表面残余压应力越大。表面粗糙度等级提高，表面应力集中严重，材料的疲劳性能下降。所有试样均起裂于表面损伤宏观缺陷处，裂纹易于在表面粗糙度大的试样表面形成，向内部扩展速度更快。
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  超音速喷涂45CT涂层在KCl+K2SO4+Na2SO4熔融盐中的热腐蚀行为

  杨波, 李茂东, 刘康生, 刘光明, 翟伟, 林金梅, 汪元奎

  表面技术. 2017, 46(2): 178-183. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.029

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  目的 研究超音速喷涂45CT涂层抗KCl+K2SO4+Na2SO4熔融盐腐蚀性能，了解45CT涂层在熔融盐中的防护及失效机制。方法 将试样置于KCl+K2SO4+Na2SO4混合熔盐中，获得样品在熔盐中不同温度下的腐蚀动力学规律。采用XRD、SEM、EDS对高温腐蚀产物成分、结构、形貌进行分析。结果 45CT涂层在熔融盐中的主要腐蚀产物为Cr2O3、NaCrO2。在600 ℃和650 ℃下，涂层能较好地保护基体，涂层上腐蚀产物层较薄；而在700 ℃下，涂层退化严重，涂层内有大量金属硫化物，基体中的Fe向涂层扩散。结论 在高温条件下，涂层易发生硫化，导致涂层与氧化膜的弱结合。随着测试温度升高，涂层在KCl+K2SO4+Na2SO4熔融盐中的热腐蚀越严重，涂层失效加快。
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  超音速电弧喷涂NiAl复合涂层的电化学行为研究

  王楠, 周勇

  表面技术. 2017, 46(2): 184-188. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.030

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  目的 研究NiAl复合涂层在腐蚀环境下的腐蚀行为及其失效机理，为其在工程中的实际应用提供理论依据。方法 采用超音速电弧喷涂技术在20#钢基体表面制备了NiAl复合涂层，在此基础上对涂层的组织结构进行了表征，并对涂层与基体在3.5%NaCl溶液中的极化行为和交流阻抗谱行为进行了对比研究。结果 NiAl复合涂层的表层主要由Ni固溶体、NiAl金属间化合物和少量通过孔隙扩散到表层的Al组成。涂层呈典型的层状结构，结合较致密，表层（Ni）的孔隙率为5.3%，底层（Al）的孔隙率为4.4%。NiAl复合涂层的自腐蚀电位低于基体的自腐蚀电位，能起到良好的阴极保护效果。在测试初期，由于涂层厚度高达380 μm，腐蚀介质通过涂层中存在的微裂纹和孔隙进入涂层内部，涂层快速消耗，形成较少的不溶性腐蚀产物，涂层阻抗较小，腐蚀速率较快。随腐蚀时间延长，不溶性腐蚀产物逐渐在孔隙内堆积，涂层内的极化电阻迅速增大，起到延缓腐蚀的作用。结论 NiAl复合涂层更好地发挥了Ni的耐蚀作用和Al的钝化保护作用，结合了两者的长处，表现出更好的耐蚀性能。涂层的自封闭作用是涂层阻抗值增加的主要原因。
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  新型离子液体缓蚀剂在油田采出水中的应用研究

  蔡明建, 王秀阁, 赵贵, 冯桂荣, 王光荣, 孟庆朝, 董玉环

  表面技术. 2017, 46(2): 189-193. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.031

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  目的 研究离子液体在钢铁防腐方面的缓蚀效果。方法 采用静态失重和动态失重法比较4种离子液体的缓蚀速率，利用电化学测试、扫描电镜和EDS手段对N80碳钢进行表征，评价了产品的缓蚀性能。结果 油田采出水中添加微量的离子液体复配型缓蚀剂后，试样表面生成以铁碳氧元素为主的保护膜，当4种缓蚀剂添加量达到150 mg/L时，N80碳钢的腐蚀速率下降趋势变化缓慢，B型缓蚀剂缓蚀效果最好，其用量为150 mg/L时腐蚀速率降低到0.0087 mm/a，自腐蚀电位由0.8112 V提高到?0.7446 V，自腐蚀电流由77.79 μA下降到5.03 μA，缓蚀率可达到93.5%。结论 4种复配型离子液体缓蚀剂对N80碳钢均有较好的缓蚀性能，缓蚀效果大小顺序为B﹥C﹥D﹥A，其中B的缓蚀效率最好，缓蚀率为94.1%。
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  离子注入对LaFe11.6Si1.4合金的缓蚀及其机理研究

  张恩耀, 陈云贵

  表面技术. 2017, 46(2): 194-198. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.032

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  目的 通过表面Cr离子注入在LaFe11.6Si1.4合金表面生成一层具有耐蚀作用的保护层，从而提高合金的耐腐蚀性能。方法 采用表面离子注入法，分别在注入电压为20、30、40 kV，注入计量为5×1016、10×1016、50×1016 ions/cm2的条件下注入Cr离子。利用扫描电子显微镜及X-射线衍仪对合金的表面形貌、组织结构及成分进行了分析，通过电化学方法对合金表面离子注入后的耐腐蚀性进行了研究。结果 当Cr离子的注入电压为40 kV，注入剂量为5×1016、1×1017、5×1017 ions/cm2时，合金的开路电位分别是-0.585、-0.584、-0.57V(vs. SCE)。当Cr离子的注入剂量为5×1017 ions/cm2，注入电压为20、30、40 kV时，合金的开路电位分别是-0.63、-0.61、-0.57 V(vs. SCE)。可以看到，随着Cr离子注入计量和注入电压的增加，合金表面的腐蚀电位正向移动，耐腐蚀性提高。结论 Cr离子注入能够显著提高合金的耐腐蚀性，分析认为主要是由于合金表面生成了一层具有耐腐蚀性能的Cr2O3钝化层。此外，由于注入离子的轰击导致表面La(Fe,Si)13相分解生成α-Fe，也提高了合金的电极电位，增强了耐腐蚀性。
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  电镀锌三价铬彩色钝化膜封闭剂的制备

  禚昌岩

  表面技术. 2017, 46(2): 199-203. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.033

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  目的 制备性能良好的封闭剂，以提高电镀锌三价铬彩色钝化膜的耐蚀性。方法 以氟化钠、硅酸钠、OP为主要原料制备封闭剂。采用5%醋酸铅点滴法测定封闭处理后的电镀锌三价铬彩色钝化膜的耐蚀性能，探讨了封闭剂的配方，分析了封闭时间、烘干温度、烘干时间等工艺条件对耐蚀性的影响，并通过正交试验对封闭工艺进行了优化，确定了以氟化钠和硅酸钠为主盐的封闭剂的钝化处理工艺规范。结果 试验得到的封闭剂组成为：氟化钠0.2 mol/L，硅酸钠0.05 mol/L，OP 1 mL/L。采用该封闭剂，在浸渍时间20 min、烘干温度80 ℃的条件下，醋酸铅点滴实验最高达到近900 s。结论 封闭后膜层呈彩虹色，色泽明亮，钝化膜耐蚀性提高。
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  金属缝隙腐蚀的成因及实验验证

  张皓玥, 王津梅

  表面技术. 2017, 46(2): 204-207. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.034

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  在制品和工程结构中，缝隙腐蚀是一种很普遍且隐蔽的局部腐蚀，其结果会导致构件强度降低，既降低服役寿命，也存在安全隐患。指出缝隙腐蚀发生的三个必要条件——制品或工程结构中有金属或合金、有缝隙的存在、缝隙内有腐蚀介质滞留，概述了缝隙腐蚀的特征及三个阶段。分析了缝隙腐蚀的影响因素，包括金属性质、环境因素（溶液中氧、氯离子浓度，温度，pH值以及溶液的流速）和缝隙的几何形状。介绍了在实验室用三氯化铁溶液验证不锈钢及其合金的缝隙腐蚀敏感性的基本步骤，提出了在工程实际中如何预防缝隙腐蚀的基本思路。
表面质量控制及检测
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  超声冲击对焊接接头表面质量的影响

  邓海鹏, 于影霞

  表面技术. 2017, 46(2): 208-213. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.035

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  焊接是船舶、飞机、汽车、火车、压力容器、起重设备等大结构、复杂结构的重要加工方法。焊接结构的失效尤其是疲劳失效大多起始于焊接接头表面，因此对焊接接头表面质量的优化可改善焊接结构的性能，延长使用寿命。综述了超声冲击在焊接接头表面质量改进中的研究现状。分析了超声冲击对焊接接头表面几何形状的影响，指出超声冲击增大焊趾处圆弧过渡半径、降低应力集中系数和减小缺口效应的作用。总结了超声冲击对焊接接头表面残余应力的影响，指出超声冲击通过宏观塑性变形引发微观位错运动和增殖的机制，由此在焊接接头表面和次表面产生有益的残余压应力。阐述了超声冲击对焊接接头表面组织形态的影响，指出超声冲击在产生宏观织构和细化晶粒方面的作用。简述了超声冲击对提高焊接接头显微硬度和消除表面缺陷等方面的有利影响，同时指出合理的超声冲击参数才能降低焊接接头的表面粗糙度。最后，分析了目前研究存在的问题并对未来研究方向进行了展望。
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  变曲率沟槽精密球研磨加工优化实验研究

  郑斌, 袁巨龙, 赵萍, 吕冰海, 周芬芬

  表面技术. 2017, 46(2): 214-219. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.036

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  目的 获得变曲率沟槽加工方法研磨精密轴承钢球的最优工艺参数。方法 应用田口法对变曲率沟槽加工方法研磨球体的参数进行实验和优化，以研磨压力、磨料粒径、磨料浓度为主要影响参数设计正交实验，以材料去除率、表面粗糙度和球度误差为评价指标，通过平均响应分析和方差分析得到最优研磨参数组合。结果 对于材料去除率，研磨压力的影响最显著，磨料粒径的影响次之，磨料浓度影响最小；对于表面粗糙度，磨料粒径的影响最大，磨料浓度的影响次之，研磨压力影响最小；对于球度误差，压力的影响最大，其他因素的影响较小。结论 在每球的研磨压力为5 N、磨料粒径为3000#（5 μm）、磨料质量分数为25%的条件下，球体的材料去除率最大，可达到0.28 mg/h。在磨料粒径为5000#（3 μm）、磨料质量分数为25%、每球研磨压力为2.5 N的条件下，球体的表面质量最佳，表面粗糙度最小达到12 nm。在每球研磨压力为0.5 N、磨料粒径为3000#（5 μm）、磨料质量分数为50%的条件下，球度误差小。
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  芬顿氧化法处理铝合金化铣清洗液的研究

  刘会军, 乔永莲, 董宇, 张书海, 张燕燕

  表面技术. 2017, 46(2): 220-223. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.037

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  目的 铝合金化铣加工过程产生的大量清洗液，因三乙醇胺的存在而使其具有很高的化学吸氧量（COD），必须通过有效的方法予以除去才能安全排放。方法 采用芬顿氧化法对化铣清洗废液进行处理，通过试验方法优化，研究了废液初始pH、H2O2浓度、c(H2O2)/c(Fe2+)以及芬顿反应时间对清洗液CODCr去除率的影响。结果 初始pH值对CODCr去除率的影响最大。在正交试验的基础上，通过单因素试验进一步优化了反应条件，得出芬顿氧化法去除化铣清洗液中三乙醇胺的最佳反应条件为：pH=2.5，H2O2浓度为325 mmol/L，c(H2O2)/c(Fe2+)=12.5，反应时间为45 min。在此条件下，出水CODCr可降至40 mg/L以下，CODCr去除率达到99.1%。结论 芬顿氧化法可以有效地降解化铣清洗液中的三乙醇胺。
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  表面状态对疲劳塑性变形局部化的影响

  谢俊峰, 何声馨, 李大磊, 李延民, 张二亮

  表面技术. 2017, 46(2): 224-228. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.038

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  目的 研究不同的表面状态对WaspaloyTM镍基高温合金塑性变形局部化的影响，确定最优的评价塑性应变局部化的三维表面粗糙度参数。方法 对两组WaspaloyTM高温镍基合金先进行机械抛光至0.02 ?m，然后分别进行电解抛光和化学蚀刻，得到不同的两种表面状态。通过制作标准试样进行疲劳试验得到疲劳寿命，并采用原子力显微镜、扫描电子显微镜和三维表面轮廓仪分析WaspaloyTM镍基高温合金在电解抛光和化学蚀刻处理前后的表面形貌以及裂纹萌生形貌。结果 试样经过电解抛光和化学蚀刻后，电解抛光表面质量更好，三维表面粗糙度Sa（表面算数平均偏差）分别是0.001、0.018 ?m，经过疲劳试验后的值分别为0.024、0.026 ?m，表面粗糙度参数Sp（表面最大峰高）均为0.131 ?m。电解抛光试样的疲劳寿命为800，化学蚀刻试样的疲劳寿命为700。经过化学蚀刻和电解抛光的试样疲劳裂纹均是从滑移带处开始产生，并沿滑移带扩展。结论 表面状态影响材料的疲劳寿命，表面粗糙度小的试样疲劳寿命长。三维表面粗糙度参数Sp适用于描述材料疲劳塑性应变局部化，其临界值揭示了材料裂纹萌生。
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  永磁场磁力研磨TC11钛合金的实验研究

  肖阳, 孙友松, 陈光忠

  表面技术. 2017, 46(2): 229-234. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.039

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  目的 解决钛合金机械加工后表面质量差的难题。方法 采用磁力研磨工艺对TC11钛合金进行了表面光整加工。以表面粗糙度为主要评价指标，研究了磁力研磨工艺参数对钛合金表面质量的影响，并对工艺参数进行了优化。采用优化后的工艺参数对钛合金进行了表面光整加工，研究了磁力研磨工艺对钛合金金相组织的影响。结果 当加工间隙为3 mm时，研磨压力适宜，加工后工件表面粗糙度值最小。采用粒径为100目的磨粒使工件表面研磨加工后纹理更细，表面粗糙度值最低。提高主轴转速，工件表面材料去除率增加，当主轴转速为1500 r/min时，加工后工件表面粗糙度值最小。对比工件加工前后的金相组织，加工后试样表面组织晶粒变细，晶界增多，工件表面应力状态由张应力转变为压应力。结论 实验确定了较优的工艺参数组合，即：加工间隙为3 mm，磨粒粒径为100目，主轴转速为1500 r/min。采用永磁场磁力研磨工艺，能够大幅降低TC11钛合金表面粗糙度，并使钛合金表面组织得到改善。
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  基于BP神经网络的表面偏斜度和峰度预测建模

  胡敬文

  表面技术. 2017, 46(2): 235-239. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.040

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  目的 当前实际生产中对表面形貌的表征主要利用表面算术平均偏差Sa，而通过不同加工方式获得的表面有时尽管具有相同的Sa值，而其表面纹理结构、表面轮廓幅度值的对称程度及凸峰尖锐程度往往存在较大的差异，所以此时引入表面偏斜度Ssk和表面峰度Sku来共同表征表面形貌更为精确可信。方法 利用正交试验和极差分析的方法研究各磨削参数如何影响表面偏斜度和表面峰度的变化。将BP神经网络引入到对表面偏斜度和表面峰度的预测建模中，利用其自学习的特性，有效克服了表面粗糙度建模的多输入、非线性复杂问题。结果 获得了磨削参数对表面偏斜度和表面峰度的影响规律，当vs=20 m/s, vf=27 m/min, f=5 mm/min, ap=0.005 mm时Ssk最小，当vs=29 m/s, vf=23 m/min, f=25 mm/min, ap=0.002 mm时Sku最小；分别建立了磨削参数对Ssk和Sku的精确神经网络预测模型。结论 vf和f对Ssk影响较大，而f和vs对Sku的影响最大。为获得凹谷较多、尖锐凸峰较少的表面，必须选择合适的磨削工艺参数。建立的预测模型可以对磨削工艺优化起到有效的指导作用。