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为了提高灰口铸铁的耐磨性,用施加电磁场的方法,在灰口铸铁熔体中原位合成了WC颗粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪研究了合成产物的物相、显微组织以及化学成分.实验结果表明:提高电磁频率有助于WC颗粒的原位合成,当电磁频率5 kHz、电流为15 A、作用时间为5 min时,可得到细小,且分散性较好的颗粒.主要是电磁场的存在,降低了钨丝的表面张力,使钨原子容易从表面脱附,同时提高了钨丝附近的Fe-W-C三元体系微小区域的混合熵,引起了生成WC颗粒的自由能降低,从而利于WC颗粒的合成.

关键词: 原位反应 , 钨丝 , WC , 反应机理

Ni-W-P合金在铁上电沉积时阴极极化的研究

牛立斌

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2006.03.012

用恒电位法研究了在硫酸盐体系中电沉积Ni-W-P合金时的阴极极化行为,得出在镀液中不同组分对阴极极化的影响不同,加入H8C6O7可提高阴极极化,加入NaH2PO2·H2O可使极化减小,对二次电流的分布不利,在保证镀层中磷含量的前提下,应尽量减小NaH2PO2·H2O的含量.

关键词: Ni-W-P合金 , 阴极极化 , 恒电位法

Ni-W-P合金镀层性能研究

梁琨 , 于媛 , 牛立斌 , 许建军

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2007.03.002

通过对Ni-W-P合金镀层在低温热处理前后的XRD和SEM检测得知,无论镀态还是热处理态,镀层结构均为非晶态,晶粒均匀,晶界清楚,并且热处理后晶粒长大.在硫酸和盐酸介质中的耐蚀性测试表明,除了低体积分数(5%左右)和高体积分数(20%左右)盐酸之外,热处理态的耐蚀性均高于镀态的耐蚀性.通过析氢性能测试,得知镍基合金的电催化活性依次为Ni-W-P＞Ni-P＞Ni-W＞Ni.

关键词: Ni-W-P合金镀层 , 热处理 , 非晶态 , 耐蚀性

电磁场法原位合成WCp/W丝增强铁基复合材料

牛立斌 , 许云华 , 武宏 , 叶芳霞

材料热处理学报

通过对钨丝和灰口铸铁熔体组成的体系施加电磁场,在1573 K时,熔体中的碳原子与钨原子能够原位反应合成碳化钨颗粒.结果表明:当电磁场频率小于4 kHz,得到碳化钨颗粒与钨丝混杂增强灰口铸铁基复合材料;当电磁场频率达到4 kHz时,得到碳化钨颗粒增强灰口铸铁基复合材料.电磁场除了加速熔体中的质量传递外,还有助于在钨丝周围形成一系列的Fe-W-c三元微区,该微区中钨的浓度较高,利于改善原位合成WC颗粒的动力学条件.但是,WC颗粒的间隙类似于一个过滤器,降低了元素的扩散速度.复合材料较好的耐磨性归因于WC颗粒的较高硬度以及颗粒的弥散分布.

关键词: 原位合成 , 碳化钨 , 电磁场 , 复合材料

镍钨磷合金电镀层的性能研究

许云华 , 牛立斌 , 刘焕

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2007.07.002

通过对Ni-W-P合金电镀层在200 ℃、0.5 h热处理后的XRD和SEM分析发现,不论镀态还是热处理态,镀层结构均为非晶态,且晶粒均匀,晶界清楚,热处理后晶粒略长大.在盐酸和硫酸介质中的耐蚀性测试结果表明,热处理后镀层的耐蚀性略高于镀态的耐蚀性;通过析氢性能测得镍基合金的电催化活性依次为:Ni-W-P＞Ni-P＞Ni-W＞Ni.

关键词: Ni-W-P , 电镀层 , 非晶态 , 耐蚀性 , 电催化活性

溶渗法制备Al3Ti/Al复合材料的研究

牛立斌 , 王晓刚 , 樊子民

稀有金属材料与工程

以钛丝网为反应源,以金属Al为基体,通过熔渗+原位反应法制备出一种Al3Ti金属间化合物颗粒增强铝基表面复合涂层.根据差热分析结果确定了反应温度为890℃;通过XRD、SEM以及显微硬度和磨损测试对所得到的复合涂层进行了表征.结果表明:当保温时间为20 min时,钛丝在铝基体中的反应较完全,原位合成为块状和条状的Al3Ti颗粒;颗粒的显微硬度大约为基体的4.5倍;在载荷为10N的干滑动磨损条件下,相对于没有增强的Al基体而言,保温20 min所制备的复合涂层表现出较好的耐磨性,其磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损共存.

关键词: 金属间化合物 , 原位反应 , 溶渗 , 耐磨性

钛丝丝网原位合成Al3Ti颗粒增强铝基复合涂层

牛立斌 , 王晓刚 , 樊子民

材料热处理学报

选用直径200μm,纯度99.5％的钛丝丝网为反应源,通过熔渗+原位反应法制备出一种Al3Ti金属间化合物颗粒增强铝基表面复合涂层.通过差热分析仪(DTA)、X衍射分析仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机对Ti丝与基体间的合成温度以及所得到的复合涂层进行分析,结果表明:根据差热分析的峰的变化情况,确定反应温度为890℃,当保温时间延长到20 min时,钛丝在铝基体中的反应较完全,原位合成为块状和条状的Al3Ti颗粒;颗粒的显微硬度(562 HV0.1)大约为基体显微硬度(123 HV0.1)的4.5倍;相对于没有增强体的Al基体而言,在载荷为10N的干滑动磨损条件下,保温20 min所制备的复合涂层表现出较好的耐磨性,其磨损机制表现为粘着磨损和磨粒磨损共存.

关键词: 金属间化合物 , 原位反应 , 复合涂层 , 耐磨性

工艺参数对原位合成WCP增强铁基复合材料的影响

牛立斌 , 王晓刚 , 樊子民

材料热处理学报

以金属钨丝网和灰口铸铁为原材料,采用离心铸造技术,通过调整钨丝的中心间距和灰口铸铁熔体的浇铸温度,原位合成WC颗粒增强铁基复合材料.利用XRD、SEM以及两体销盘磨损试验机对所得复合材料复合区的物相种类、显微组织以及磨损性能进行分析研究,结果表明:随浇铸温度的提高,WC衍射峰的强度增强,反应程度增大,WC量不断增多.当钨丝中心间距为0.5 mm,浇铸温度为1400℃时,得到较理想的WC颗粒弥散分布于铁基体中的复合材料;在浇铸温度不变时,随中心距的增大,复合材料的磨损率呈现出先降低后略微升高的趋势.

关键词: 复合材料 , 碳化钨 , 原位合成 , 磨损