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采用2kW Nd:YAG激光器对NiTi合金进行表面重熔处理,利用扫描电镜、X射线衍射、X光电子能谱分析重熔层成分和组织结构,利用电化学测试研究重熔层耐腐蚀性能.结果表明:NiTi合金经过激光重熔处理后,可得到致密的重熔层;根据激光处理参数的不同,在重熔层中会出现Ti2Ni、TiNi3等新相,重熔层表面Ti/Ni及Ti4+/Ti比显著提高;电化学极化曲线表明激光重熔后NiTi合金的耐蚀性得到了显著改善.

关键词: NfTi合金 , 激光表面重熔 , 表面特性 , 腐蚀 , 生物材料

NiTi形状记忆合金激光气体氮化层组织及磨损性能

张松 , 张春华 , 王强 , 文效忠 , 朱圣龙 , 才庆魁

稀有金属材料与工程

采用高功率连续波固体Nd:YAG激光辐照,在置于N2反应室中的NiTi形状记忆合金表面制备激光气体氮化层.实验表明:选择适当的激光辐照工艺参数,可获得致密的TiN增强金属基复合材料(MMC)梯度涂层,改性层的表面被厚度为1μm～2μm的TiN陶瓷层封闭,涂层内部TiN增强相呈梯度分布.扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)分析结果表明,MMC改性层与基体NiTi合金间存在良好的冶金结合,界面处成分均匀过渡,表面Ni含量极低.显微硬度测试及磨损试验结果表明,激光气体氮化显著提高了NiTi合金的表面硬度和耐磨性.说明激光表面改性有效地改善了NiTi形状记忆合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能,并将有效地抑制有害元素Ni2+的释放.

关键词: NiTi形状记忆合金 , 激光气体氮化 , 金属基复合材料 , 涂层

钴-钨二元合金镀层特性与防铜渗功能的研究

吴永炘 , 文效忠 , 杨志雄 , 萧祖隆 , 李志勇

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2000.06.001

铜和铜合金饰品表面需镀金,由于铜扩散至镀金层表面,引起金层变色.本文提出以电镀钴钨二元合金镀层作为防铜渗层.实验表明,随着镀液中钨离子浓度的不同和电流密度的改变,钴钨合金镀层组成不同.当镀液中钨离子含量低,电流密度低时,镀层为晶态结构;当镀液中钨离子含量高,电流密度大时,镀层呈非晶态或混合微晶态结构.同时比较了在400～800℃下,钴钨合金镀层与镍层、钴层的防铜渗能力.当温度低于500℃时,钴钨合金镀层的防铜渗性能优于后二者.

关键词: 钴钨镀层 , 镍镀层 , 钴镀层 , 扩散性 , 铜和铜合金 , 阻挡层

金属钛激光气体氮化层组织及表面特征

崔振铎 , 杨贤金 , 朱胜利 , 文效忠

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.04.001

采用连续波Nd-YAG激光在氮气环境中对金属钛进行激光气体氮化处理.利用SEM,XRD,XPS研究氮化层的显微组织、表面成分、结构.结果表明:通过激光气体氮化可以在金属钛表面得到表面相对平滑、无裂纹的氮化层;氮化层与基体材料之间为冶金结合.氮化层主要由枝晶状TiN组成,同时有TiNxOy,TiO2及TiC存在,外表面有C,O污染或吸附;TiN枝晶密度由表面沿深度方向下降.

关键词: 金属钛 , 激光气体氮化 , 表层 , 特征

铝合金表面激光合金化Al-Nb金属间化合物涂层

张春华 , 张松 , 张希川 , 文效忠 , 刘常升 , 才庆魁

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.05.010

铝铌合金是具有较高强度及硬度的结构材料和涂层材料.采用2kW连续波Nd-YAG激光在AA6041Al合金表面制备Al-Nb金属间化合物激光合金化改性层.采用功率密度62.5 J·mm-2,交互作用时间0.065 s,保护气氩气流量为20 L·min-1的激光辐照处理工艺,可获得无孔洞及裂纹、致密的Al-Nb金属间化合物改性层.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计,研究改性层的表面组织形貌,成分分布、组织结构及硬度分布.

关键词: 铝合金 , 激光合金化 , Al-Nb金属间化合物

镍、钴、钯镀层的防铜渗性能比较

吴永炘 , 文效忠 , 杨志雄 , 萧祖隆 , 李志勇

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2000.04.002

以镍、钴、钯镀层作为铜基体镀金的防渗铜中间层可以有效地防止铜原子扩散到金属表面.采用SEM、EDAX、XRD等方法研究铜在该3种金属内的扩散机理和扩散系数,探讨了扩散过程与这3种金属晶体结构、晶粒大小以及X-射线衍射特性的关系.

关键词: 金属扩散 , 防铜渗镀层 , 镍 , 钴 , 钯 , 电镀

激光表面改性对NiTi形状记忆合金腐蚀行为的影响

张松 , 王强 , 张春华 , 文效忠

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2006.04.017

采用连续波Nd:YAG固体激光,在NiTi形状记忆合金表面制备出表面致密、无孔洞和裂纹的氮化层,测试了这种激光改性层在37℃模拟人体体液Hank's溶液中的电化学阳极极化曲线和交流阻抗谱,研究了改性层的腐蚀行为.结果表明,NiTi合金氮化层的腐蚀电位和击穿电位正移,反应转移电阻明显提高,而腐蚀电流及界面电容下降.这说明激光气体氮化有效地改善了NiTi形状记忆合金在模拟人体体液中的电化学抗腐蚀性能.

关键词: 金属材料 , NiTi形状记忆合金 , 激光气体氮化 , 腐蚀性能 , 电化学交流阻抗谱

NiTi合金表面激光原位反应合成TiN增强金属基复合材料涂层

张春华 , 张松 , 文效忠 , 刘常升 , 才庆魁

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.03.022

采用连续高功率固体Nd-YAG激光辐照,使预置于NiTi合金表面的Ti粉在N2环境中形成TiN增强Ti基复合材料涂层.选择适当的激光辐照工艺参数,获得致密的TiN增强金属基复合材料激光改性层.SEM观察及EDAX成分分析结果表明,TiN/Ti金属基复合材料表面改性层与基体NiTi合金存在良好的冶金结合,界面处成分均匀过渡,表面Ni含量极低.显微硬度测试及磨损实验表明,TiN/Ti金属基复合材料改性层显著提高了NiTi合金的表面硬度和耐磨性,激光表面改性层可有效地改善NiTi合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能.

关键词: NiTi合金 , 激光合成 , 金属基复合材料 , 涂层

中原油田文23气田气井腐蚀原因分析

郑家燊 , 傅朝阳 , 刘小武 , 彭芳明 , 黄先球 , 赵景茂 , 吴灿奇 , 徐卫东 , 王选奎

中国腐蚀与防护学报

采用XRD、XPS和EPMA对中原油田文23-1、23-8气井油管腐蚀产物和管材进行分析,并试验了碳钢在CO_2介质中的腐蚀。研究结果表明,天然气中的CO_2及凝析水是气井腐蚀的主要原因。管材的非金属夹杂物(MnS、Al_2O_3)含量超标,是加速油管在CO_2环境中局部腐蚀穿孔破坏的另一原因。还探索了应用缓蚀剂防止气井CO_2腐蚀的可能性。

关键词: 气井 , Oil pipe corrosion , Failure analysis , Inhibitor