冷喷涂铁基非晶合金涂层的制备及组织性能研究
FeCrBCSi系非晶纳米晶电弧喷涂层组织和性能的研究的开题报告
FeCrBCSi系非晶纳米晶电弧喷涂层组织和性能的研
究的开题报告
题目：FeCrBCSi系非晶纳米晶电弧喷涂层组织和性能的研究
一、研究背景和意义
随着工业领域的发展，材料表面的功能和性能要求越来越高，而表
面涂层技术成为提高材料表面性能的重要手段之一。
其中，电弧喷涂技
术以其高效率、高质量等优点，成为了广泛使用的表面涂层技术之一。
本研究将用电弧喷涂技术制备FeCrBCSi系非晶纳米晶涂层，并研究其组织结构与性能，探究该涂层在材料表面改性中的应用前景。
二、研究内容和方法
1. 涂层制备：采用电弧喷涂技术制备FeCrBCSi系非晶纳米晶涂层，研究制备参数对涂层形貌、晶化程度和组织结构的影响。
2. 组织结构表征：利用扫描电镜、透射电镜等方法对涂层的表面形
貌和微观结构进行表征。
3. 性能测试：利用硬度计、划痕试验机等设备对涂层的力学性能进
行测试，采用X射线衍射仪和差热扫描仪研究涂层的热稳定性和晶化行为。
三、预期结果和研究意义
通过上述方法，本研究将得到以下预期结果：
1. 成功制备出FeCrBCSi系非晶纳米晶电弧喷涂涂层。
2. 研究制备参数对涂层组织结构和性能的影响，得到最优制备参数。
3. 详细研究涂层的力学性能、热稳定性和晶化行为。
研究结果将有助于探究该涂层在材料表面改性中的应用前景，具有重要的科学和工程意义。
Fe基非晶纳米晶涂层的微结构及性能研究的开题报告
Fe基非晶纳米晶涂层的微结构及性能研究的开题报告一、研究背景及意义Fe基非晶纳米晶涂层材料具有高硬度、高强度、高导热性、高耐腐蚀性、低摩擦系数、良好的磨损和腐蚀性能等优异的力学性能和表面性能，因此在各种工业领域有着广泛的应用前景。
由于非晶合金材料易于形成非晶态和纳米晶态，使其具有材料学意义的新颖性质和研究价值，但其制备难度大，特别是在薄膜上性能的稳定性更加难以满足实际应用需要，因此需要深入研究其微结构及性能，提高Fe基非晶纳米晶涂层材料的制备技术和应用性能。
二、研究内容及技术路线本研究将以磁控溅射技术为基础，制备Fe基非晶纳米晶涂层材料，并通过SEM、TEM、XRD、EDS、XPS等表征手段分析其微结构、化学成分和性能。
具体的技术路线如下：1. 制备Fe基非晶纳米晶涂层材料采用磁控溅射技术，在不同的制备工艺参数下制备Fe基非晶纳米晶涂层材料，探究制备工艺对材料微结构和性能的影响，确定最佳制备工艺。
2. 微结构表征利用SEM、TEM等观测手段对所制备的Fe基非晶纳米晶涂层材料的微观形貌、晶体结构和纳米组织结构进行观察和表征，分析其结晶、非晶和纳米晶态的存在及分布状态。
3. 化学成分分析通过EDS分析技术，测量样品不同区域的化学成分，分析其组成变化及其对材料的力学性能和表面性能的影响。
4. 性能评估采用XRD、XPS、硬度测试等手段对样品进行性能评估，分析其腐蚀、磨损、硬度和摩擦等性能变化规律，为材料的应用提供参考。
三、预期研究结果本研究将制备具有优异性能的Fe基非晶纳米晶涂层材料，并深入研究其微结构和性能，探索其制备方法和应用前景，为该类材料的制备和应用提供基础理论和技术支持，同时也为其他类似的非晶纳米晶涂层材料的制备和应用提供参考。
非晶合金材料的制备及性能表征研究
非晶合金材料的制备及性能表征研究非晶合金材料，也称为玻璃态合金，是由其特殊的化学成分和金属结构特征所决定的独特物理性质。
相较于晶体材料，非晶合金材料具有更高的强度、硬度和韧性等性能。
因此，非晶合金材料在战舰制造、航空航天和电子信息等领域得到广泛应用。
本文将就非晶合金材料的制备及性能表征进行探讨。
制备方法：制备非晶合金材料的方法主要有以下几种：1. 快速冷却法（或称为淬火法）快速冷却法是制备非晶合金材料最为常用的方法。
将合金液体急速冷却（也称淬火），可使合金元素的结构和原子排列保持无序状态，从而形成非晶态结构。
这种方法的关键是通过快速冷却，使得体系内的熵值处于非均衡状态，使得非晶态从液态相中得以形成。
快速冷却的方式有（i）水淬或（ii）熔体淬冷，（i）水淬适用于低熔点合金，（ii）熔体淬冷适用于高熔点合金。
2. 机械合金化法机械合金化法亦称为机械合成法、球磨法等。
是通过机械能把块材粉末进行冶金反应和热力学变化，从而形成非晶态材料。
机械合成主要包括（i）球磨法、（ii）高能球磨法和（iii）电弧合成等。
性能表征：1. 结构分析X射线衍射法（XRD）和透射电子显微镜（TEM）是非晶合金材料结构分析的常见手段。
XRD可以得到非晶合金材料的晶态体验，并定量地刻画非晶合金材料中产生的晶相数量和大小，但是不能确定非晶合金材料的晶结构。
而TEM则是可视化地展示非晶合金材料的原子结构，可以获得在几个纳米至一百多纳米的尺度上的细节信息。
2. 热稳定性、力学性能由于非晶合金材料的不稳定性，一些杂质、氧化物等通常会诱导非晶合金材料向晶态材料或再结晶材料转化，因此，热稳定性是评价非晶合金材料好坏的重要指标之一。
同时，非晶合金材料的硬度、弹性模量、屈服强度、刚性等力学性质对其应用性能也有着至关重要的影响。
这些性质的测试方法有：（1）压痕硬度（2）扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）（3）动态力学分析法（DMA）结论：非晶合金材料在制备和性能表征等方面有着常规合金所不具备的特殊性质。
非晶合金材料的制备及性能研究
非晶合金材料的制备及性能研究非晶合金材料是一种由金属元素组成，具有非晶态结构的材料。
其优异的性能使得它在现代工业和科技领域中得到了广泛应用，例如电子、光电、磁学、力学等领域。
本文将对非晶合金材料的制备及性能研究进行探讨。
一、非晶合金材料的制备方法1. 快速凝固法制备法快速凝固法是现代合金材料制备技术中最为重要的一种，这种方法能够制备出纯度高、化学均匀、晶粒尺寸小、结构疏松等特点的非晶合金。
快速凝固法通常有以下几种类型：单液滴冷却法、铸造法、直流电弧法、气体冷却法、电子束加热法等。
其中单液滴冷却法是一种较新的技术，可以实现在室温下制备非晶合金，成本低、生产效率高、无需使用昂贵的装备等优点。
但其最大的问题是单液滴的生产困难，且工艺难度大。
铸造法是最为常见的快速凝固法之一，通过冷却速度极快的方式使得合金液体迅速凝固，从而形成非晶态材料。
这种方法具有工艺简单、设备易得、生产成本较低等优点。
但是其理论基础不够充分，缺乏定量描述的方法，存在一定的局限性。
2. 压轧法制备法压轧法是通过高压下将晶态合金材料压制成非晶态材料的制备方法。
由于高压下材料晶粒会受到破坏，从而形成非晶态材料。
这种方法具有操作简单、无需使用昂贵仪器等特点。
但其无法提高样品量产率，且仅适用于某些特定合金。
3. 溅射法制备法溅射法是通过在靶材表面轰击富含活性物质的粒子或离子束来使之析出，从而制备出非晶合金材料。
这种方法成本较高，生产时间漫长，但其制备的非晶材料净度高，密实度也高。
二、非晶合金材料的性能研究1. 力学性能研究非晶合金材料具有较高的强度、硬度和韧性等优异性能，这些优异性能使得其在机械工程领域有着广泛的应用。
许多研究表明，其力学性能与非晶合金的化学成分、析出时间、冷却速度、晶粒尺寸等相关因素密切相关。
2. 磁学性能研究非晶合金材料具有良好的磁性能，广泛应用于电力和电子工程等领域。
这种优异性能是由于非晶态本身的杂乱馆复杂的磁畴结构所导致的。
非晶态合金材料的制备及其性能研究
非晶态合金材料的制备及其性能研究一、引言非晶态合金材料是由金属和非金属元素混合而成的一种特殊材料，具有良好的机械性能、高温稳定性和耐腐蚀性等特点，在航空、航天、电子、汽车等领域得到广泛应用。
本文旨在介绍非晶态合金材料的制备方法及其性能研究进展。
二、非晶态合金材料的制备方法1.快速凝固法快速凝固法是制备非晶态合金材料的主要方法之一。
它是通过将高温熔体在短时间内迅速冷却而得到的。
快速凝固法主要有以下几种形式：(1)注射成形注射成形是指将高温合金液体喷射到高速旋转的铜轮上，使其迅速凝固成带状或箭头状的合金带或合金箭头。
(2)薄带法薄带法是将高温合金液体均匀倾倒在旋转的铜轮上，使其形成均匀的薄片状合金带。
薄带法工艺简单，适合生产中小规模、复杂形状的非晶态合金部件。
(3)熔体淬火法熔体淬火法是将高温合金液体放在冷却系统中，在液态状态下急速冷却。
2.物理气相沉积法物理气相沉积（PVD）法是利用大气微压力下的物理气相形成气体离子，进行材料表面修饰或改性的工艺。
PVD法可制备多层复合非晶态合金膜、纳米非晶态合金薄膜等。
3.化学气相沉积法化学气相沉积（CVD）法是以气相反应产生的物质形成与原始气体化学不同的新物质，通过气相化学反应方式形成非晶态合金薄膜。
CVD法优点在于大面积生产高质量、不同形状的非晶态合金膜，同时也可以较好地调节非晶态的成分结构。
三、非晶态合金材料的性能研究1.机械性能非晶态合金材料具有很高的硬度和弹性模量，极高的疲劳极限，强度接近于普通坚硬材料的2倍以上。
非晶态合金的强度与它们的化学成分、制备方式、形状和粒度有关。
2.热稳定性非晶态合金材料具有很好的热稳定性。
其玻璃化转变温度（Tg）相对较高，可达到1000°C以上。
与单一纯金属相比，非晶态合金的热稳定性优越，主要由于结晶的组织失去了。
传统的金属多晶材料在高温时会出现晶粒的长大和变形，而非晶态合金不会发生这种情况，因此其高温稳定性更好。
电热爆炸喷涂法制备Fe基非晶涂层及性能研究
电热爆炸喷涂法制备Fe基非晶涂层及性能研究电热爆炸喷涂法制备Fe基非晶涂层及性能研究摘要：随着科技的不断进步，材料表面涂层在工业领域中得到了广泛应用。
本文以提高材料表面硬度和耐磨性为目标，通过电热爆炸喷涂法制备了一种新型的Fe基非晶涂层，并对其性能进行了研究。
结果表明，该涂层具有较高的硬度、良好的耐磨性和优异的化学稳定性，显示出广阔的应用前景。
1. 引言涂层技术是一种通过在材料表面增加一层功能性薄膜来改善材料性能的方法。
在工业领域中，表面涂层可以提高材料的硬度、耐磨性、抗腐蚀性、耐热性和导热性等多种性能，从而扩大其应用范围。
电热爆炸喷涂法是一种新型涂层制备技术，具有操作简便、成本低廉、涂层粘结强度高等优点。
本研究旨在通过使用电热爆炸喷涂法制备一种新的Fe基非晶涂层，以探究其性能特点，并为其他材料表面涂层的研究提供实验依据。
2. 材料与方法2.1 材料选择本研究选择纯度高、晶粒度小的Fe基合金作为喷涂液，以保证制备出较好的非晶涂层。
2.2 制备方法将Fe基合金导电等离子体在喷涂过程中进行加热，并对其施加高压电流，使其迅速蒸发和冷凝，从而形成非晶涂层。
3. 结果与讨论3.1 微观结构和形貌观察通过扫描电子显微镜观察制备的Fe基非晶涂层的形貌和微观结构。
结果显示，涂层呈现均匀、致密的结构，无明显的晶界和孔洞。
3.2 硬度测试使用维氏硬度仪对Fe基非晶涂层的硬度进行测试。
结果显示，制备的非晶涂层具有较高的硬度，明显提高了材料表面的硬度。
3.3 耐磨性测试通过使用滑动磨损仪对Fe基非晶涂层的耐磨性进行测试。
结果表明，非晶涂层具有良好的耐磨性能，能够承受较大的摩擦和磨损。
3.4 化学稳定性测试将Fe基非晶涂层置于不同腐蚀介质中，测试其化学稳定性。
结果显示，非晶涂层表现出良好的抗腐蚀性能，表面无明显的腐蚀迹象。
4. 总结与展望通过电热爆炸喷涂法制备的Fe基非晶涂层具有良好的性能表现，具有较高的硬度、耐磨性和优异的化学稳定性。
非晶合金材料的制备与性能研究
非晶合金材料的制备与性能研究近年来，随着科技的不断发展，非晶合金材料作为一种新型材料备受关注。
非晶合金材料具有优异的性能，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
本文将探讨非晶合金材料的制备方法以及其独特的性能。
一、非晶合金材料的制备方法非晶合金材料的制备方法主要包括快速凝固法、溶液法和气相沉积法等。
快速凝固法是一种常用的制备非晶合金材料的方法。
通过将金属液体迅速冷却，使其凝固成非晶态。
这种方法具有制备工艺简单、成本低廉的优点。
然而，由于快速凝固过程中的非均匀凝固速率，容易导致非晶合金材料的结构不均匀，从而影响其性能。
溶液法是另一种制备非晶合金材料的方法。
通过将金属溶液快速冷却，使其形成非晶态。
相比于快速凝固法，溶液法制备的非晶合金材料具有更均匀的结构和更好的性能。
然而，溶液法的制备过程较为复杂，需要控制溶液的成分、温度和浓度等参数，增加了制备的难度。
气相沉积法是一种制备非晶合金材料的新兴方法。
通过在高温下将金属蒸汽沉积在基底上，形成非晶合金薄膜。
这种方法具有制备过程简单、能够控制薄膜的厚度和成分的优点。
然而，气相沉积法制备的非晶合金材料通常具有较小的尺寸，限制了其在实际应用中的使用。
二、非晶合金材料的性能研究非晶合金材料具有许多独特的性能，使其在各个领域得到广泛应用。
首先，非晶合金材料具有优异的力学性能。
由于其非晶态结构的特点，非晶合金材料具有较高的硬度和强度。
这使得非晶合金材料在制造高强度零件和耐磨件时具有巨大的潜力。
其次，非晶合金材料具有良好的导电性能。
相比于晶体材料，非晶合金材料具有更高的电导率和更低的电阻率。
这使得非晶合金材料在电子器件和电磁材料中得到广泛应用。
另外，非晶合金材料还具有优异的耐腐蚀性能。
由于其非晶态结构的特点，非晶合金材料具有较好的抗腐蚀性和耐磨性。
这使得非晶合金材料在航空、汽车等领域的腐蚀环境中具有广泛的应用前景。
最后，非晶合金材料还具有良好的磁性能。
由于其非晶态结构的特点，非晶合金材料具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
冷喷涂技术制备非金属材料涂层的研究进展
ＨＵＡＮＧ Ｑｕｎ１ꎬ２ ꎬ ＱＩＮ Ｊｉａｈａｏ１ꎬ３ ꎬ ＹＵ Ｍｉｎ２ ꎬ ＱＩＡＯ Ｊｉａｎｇｈａｏ３ ꎬ ＳＵＯ Ｘｉｎｋｕｎ１ ꎬ ＬＩ Ｈｕａ１∗
(１. Ｎｉｎｇｂｏ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ
ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ ｅ. ｇ. ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｃｅｒａｍｉｃｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｅｌｕｃｉｄａｔｅｄ. Ｆｕｒ￣
收稿日期:２０２０ － ０２ － １８ꎻ修订日期:２０２０ － ０２ － ２６
作者简介:黄 群(１９９５ － ) ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ从事冷喷涂技术研究ꎮ
1高分子粉末涂层高分子涂层相对于金属涂层和陶瓷涂层而言?具有弹塑性好质量轻绝缘隔热等特点?已经受到了越来越多的关注?目前?据报道可制备高分子涂层的技术主要有等离子喷涂电弧喷涂火焰喷涂冷喷涂等2831?热喷涂技术?特别是火焰喷涂技术属于最常用的高分子涂层制备方法?然而?高热能输入不可避免地会导致聚合物的热分解?特别是在热塑性高分子材料中?熔融和降解温度相差很小?冷喷涂作为一种低温喷涂方式?对高分子粉末固有属性破坏最小?通过调节加热温度?使高分子粉末保留了其原始的特性和结构而沉积在基体表面?减少了由于热降解而引起的多孔问题32?冷喷涂常用的高分子粉末有超高分子量聚乙烯uhmwpe?高分子聚乙烯hdpe?聚酰胺12pa12?全氟烷氧基树脂pfa等3031?33?由于它们具有热塑性?价格低廉?易于制备等特点?因此?多被用于制备高分子涂层?粉末形状主要以球形和近球形为主31如图2所示?粒径从几微米到数百微米不等?在利用冷喷涂工艺制备高分子涂层的过程中?由于高分子颗粒的熔点较低?加热温度一般设置为室温或低于高分子颗粒软化点温度?采用压缩空气或者氮气加速气体?由于高分子颗粒的密度较低?气体压力通常为低压34?目前的研究主要包括数值模拟和实验研究两大类?借助模拟软件更加直观地理解高分子颗粒的沉积行为?sshah35等人结合????8????江西科学2020年第38卷仿真模拟研究了单个高密度聚乙烯颗粒在不同基体上的沉积行为?发现了颗粒更容易沉积在较硬的基体上?从实验研究的角度?发现喷涂参数粒子温度速度以及纳米氧化铝表面改性等都对颗粒的沉积效率有很大的影响3637?yxu36等人利用低压冷喷涂技术在聚乙烯基板上制备了10mm厚的苯丙醇胺涂层如图3所示?在加热温度大大低于聚合物熔点的情况下?聚合物颗粒不会熔化?而颗粒的结合被认为是通过颗粒塑性变形和相互之间紧密接触而发生的?也可能是由于局部温度升高而产生的一些相互扩散而起作用的?wtillmann33等人在钢基体表面制备了约450m聚酰胺12al2o3的复合涂层?al2o3陶瓷颗粒的加入增加了高分子粉末的流动性?同时起到喷丸作用?a50m图2改性后的超高分子量聚乙烯颗粒图3改性后的超高分子量聚乙烯颗粒及制备的涂层由于其良好的摩擦学性能和耐腐蚀性?热塑性涂料在工业上的应用越来越重要?kravi等人37利用了低压冷喷涂技术在316不锈钢基体表面制备了超疏水聚合物涂层?通过对单个颗粒进行表面
Fe基非晶涂层的制备及性能研究
Fe基非晶涂层的制备及性能研究Fe基非晶涂层的制备及性能研究【引言】随着科技的快速发展，金属材料的性能要求也越来越高。
在多种工业领域中，表面涂层技术被广泛应用，以提高材料的硬度、耐腐蚀性和磨损性能。
其中，Fe基非晶涂层因其出色的性能而备受关注。
本文将探讨Fe基非晶涂层的制备方法以及所具备的优异性能。
【制备方法】Fe基非晶涂层的制备主要有物理气相沉积方法、化学气相沉积方法和溅射方法等。
物理气相沉积方法包括磁控溅射、电子束蒸发和离子束沉积等。
化学气相沉积方法则主要有化学蒸气沉积和物理化学气相沉积。
溅射方法是将目标材料通过电弧放电、高频电磁感应或激光等形式激发，然后用激发的粒子沉积到基体上。
【性能研究】1. 力学性能：Fe基非晶涂层的硬度和弹性模量较高，能够有效提高基体材料的抗划伤性能和耐磨性。
研究表明，在一定条件下，非晶结构的Fe基涂层的硬度可达到2000 HV，具有良好的耐磨性能。
2. 耐腐蚀性：Fe基非晶涂层在一些腐蚀环境中具有优异的性能。
例如，在浓硫酸和浓盐酸溶液中，非晶涂层的腐蚀速率明显低于传统金属材料。
这归功于非晶结构的优异化学稳定性和致密性。
3. 热稳定性：由于Fe基非晶涂层采用了非晶结构，其热稳定性也得到显著提高。
在高温环境下，非晶涂层的热膨胀系数较低，很大程度上避免了由于热应力引起的涂层脱落和破裂。
4. 电磁性能：Fe基非晶涂层具有较高的磁导率和较低的磁损耗，使得其在电磁屏蔽和高频磁性元器件等方面具有广泛的应用前景。
此外，Fe基非晶涂层还具有优良的导电性能，有望在电子器件方面得到广泛应用。
【发展趋势】目前，Fe基非晶涂层在航空航天、电子、化工等领域已经得到一定的应用。
未来，随着技术的进一步发展，制备方法的优化和性能的改善将是研究的重点。
同时，探索Fe基非晶涂层在新能源、光电子器件和生物医疗等领域的应用也具有重要意义。
【结论】本文对Fe基非晶涂层的制备方法及其性能进行了研究。
Fe基非晶涂层具有优异的力学性能、耐腐蚀性、热稳定性和电磁性能等特点，为提高材料的性能提供了新的途径。
铁基非晶合金涂层制备实验报告
铁基非晶合金涂层制备实验报告嘿，大家好！今天咱们来聊聊铁基非晶合金涂层的制备实验。
这可是个有意思的话题哦，尤其是对于那些对材料科学感兴趣的小伙伴们。
想象一下，你在实验室里，周围满是各种设备，手里拿着一堆材料，心里想着今天能不能做出点儿什么“牛逼”的东西。
这种感觉，真的是让人兴奋得不要不要的。
咱们得了解什么是铁基非晶合金。
简单来说，就是用铁作为主要成分的合金，它的结构非常特殊，没有像普通金属那样规整的晶体结构，而是像一团乱麻，给人一种很“随意”的感觉。
这种材料可厉害了，强度高、耐腐蚀，简直就是材料界的“全能选手”。
在一些特殊的应用场合，比如航空航天、汽车制造、甚至医疗器械，这玩意儿可是必不可少的。
想想吧，谁不想用上这种超牛的材料，炫耀一下自己的技术水平呢？说到制备实验，首先得准备好原料。
铁粉、硼、铝这些家伙都是不可或缺的。
要是你觉得这听起来有点儿复杂，那可不怪你，毕竟每种成分的比例、纯度都得严格把控。
试想一下，如果你把盐和糖搞混了，那后果可真不堪设想。
所以，咱们得小心翼翼地称量，确保每一种材料都是“如虎添翼”。
太细心了，反而容易搞得自己脑壳疼，不过这就是科学实验的乐趣之一嘛！咱们得把这些原料混合在一起。
听起来简单，但这可不是随便一搅拌就能搞定的。
你得考虑到温度、时间，还有搅拌的方式。
就像做菜一样，火候掌握得当，才能煮出美味的佳肴。
哦，对了，实验室里的气氛也是极为重要的，跟同事们一起合作、讨论，这样能让整个过程变得更加轻松愉快。
说不定还能碰撞出一些意想不到的火花呢！当混合材料准备好之后，咱们就得进行熔炼。
把这些原料放进熔炉里，等它们在高温下融化。
熔炼过程中，得时刻盯着温度表。
要是温度过高，材料可能会出现不必要的化学反应；要是温度不够，又会导致材料没有完全熔化，最后的结果可就有点儿“让人失望”了。
就像打游戏一样，难度一旦提高，你得格外小心，稍不留神就可能失败。
熔炼完后，接下来就是铸造。
把熔化的合金倒入模具中，静静等待它冷却成型。
铁基非晶合金的制备与性能研究
铁基非晶合金的制备与性能研究作者：包文清来源：《中国科技纵横》2019年第17期摘;;要：本文利用电弧熔炼铜模吸铸法制备了名义成分为Fe53.3Cr21.7C13.4Mo11.8B8.2Y2.4的铁基非晶合金。
采用同步热分析仪、X 射线衍射仪、万能试验机、纳米压痕仪和扫描电镜以此测定非晶合金的热力学性能、原子结构、力学性能、断口的形貌以及断裂机制。
结果表明：成功制备了Fe53.3Cr21.7C13.4Mo11.8B8.2Y2.4铁基块状非晶合金，样品表面光亮且没有明显的缺陷，为纯非晶结构。
其玻璃转化温度Tg为495K左右、晶化起始温度Tx为530K左右，晶化峰值温度Tp为600K左右。
腐蚀实验表明：随着腐蚀时间的延长，铁基非晶合金在1mol/L的硫酸、盐酸、氯化钠和氢氧化钠溶液中具有良好的抗腐蚀性，腐蚀速率先增大后趋于稳定。
其在硫酸溶液的腐蚀速率最高，其次是盐酸，而氢氧化钠和氯化钠溶液的腐蚀速率相对较低。
制备的铁基非晶合金的纳米硬度为23.5GPa，远高于一般金属。
拉伸实验发现非晶合金主要的断裂形式是脆性断裂，但在拉伸过程中有大约5%的塑性变形，呈现出较好的拉伸塑性。
从剪切带理论、自由体积理论以及混合焓理论对非晶合金的塑性进行分析。
关键词：铁基非晶;铜模吸铸;纳米压痕;断裂韧性中图分类号：TG139 ;文献标识码：A ;;文章编号：1671-2064（2019）17-0000-000引言随着社会和科技得不断发展，材料的需求量增大，与能源、信息并列为现代科学技术的三大支柱。
由于非晶合金所具有的优异的强度、耐蚀性能和电磁性能等，在材料科学领域里引起了广泛的关注[1]。
Witz于1967年开发出世界上第一种铁基非晶，由于其优良的软磁性能，它吸引了世界范围内非晶态研究的热潮[2]。
由于其独特的铁磁性能，铁基非晶通常应用于磁芯，在配电变压器行业具有深远的发展前景。
铁基非晶合金的形成能力是制备大尺寸非晶合金的关键，因此很多优异性能在实际应用中受到限制[3]。
冷喷涂技术制备非金属材料涂层的研究进展
科技创新23产 城冷喷涂技术制备非金属材料涂层的研究进展宫莹莹摘要：不同于传统热喷涂技术，如等离子喷涂、超音速火焰喷涂等，冷喷涂过程温度低于喷涂颗粒的熔点，喷涂过程中颗粒不经过熔化-再凝固的过程，避免了喷涂过程中的氧化、烧损、相变等现象，使制备氧敏感、热敏感、非晶、纳米材料等传统喷涂手段难以制备的涂层成为可能。
同时，冷喷涂技术的能源消耗低，材料资源可回收利用，是一种环境友好的绿色喷涂技术。
基于此，本文主要对冷喷涂技术制备非金属材料涂层的研究进展进行分析探讨。
关键词：冷喷涂技术；制备非金属材料涂层；研究进展经过多年发展，目前发达国家的冷喷涂技术已比较成熟，很多涂层制品已在工业上得到应用。
我国于21世纪初从国外引进冷喷涂技术，虽然起步较晚，但也取得了丰硕成果。
目前，国内已有多家单位致力于冷喷涂技术的研究与应用开发，该技术在航空、航天、船舶、汽车、机械、电子等领域具有独特优势和巨大发展潜力。
1 非金属粉末涂层1.1 高分子粉末涂层高分子涂层相对于金属涂层和陶瓷涂层而言，具有弹塑性好、质量轻、绝缘隔热等特点，已经受到越来越多的关注。
目前，据报道可制备高分子涂层的技术主要有等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、冷喷涂等。
热喷涂技术，特别是火焰喷涂技术属于最常用的高分子涂层制备方法。
然而，高热能输入不可避免地会导致聚合物的热分解，特别是在热塑性高分子材料中，熔融和降解温度相差很小。
冷喷涂作为一种低温喷涂方式，对高分子粉末固有属性破坏最小。
通过调节加热温度，使高分子粉末保留了其原始的特性和结构而沉积在基体表面，减少了由于热降解而引起的多孔问题。
冷喷涂常用的高分子粉末有超高分子量聚乙烯（UHMWPE ），高分子聚乙烯（HDPE ），聚酰胺－12（PA－12），全氟烷氧基树脂（PFA ）等。
由于它们具有热塑性、价格低廉、易于制备等特点，因此多被用于制备高分子涂层。
1.2 陶瓷粉末涂层制备陶瓷涂层的冷喷涂技术为真空冷喷涂技术，又称为气浮沉积法，使用纳米/亚微米陶瓷颗粒作为原料，并在低温下通过高速气流将陶瓷颗粒沉积到基材上。
非晶合金材料的制备与应用研究报告
非晶合金材料的制备与应用研究报告摘要非晶合金材料是一类具有非晶态结构的金属材料，其制备与应用在材料科学领域具有重要意义。
本研究报告主要介绍了非晶合金材料的制备方法、性能特点以及应用领域，并对未来的研究方向进行了展望。
1. 引言非晶合金材料是一类具有非晶态结构的金属材料，其具有优异的物理、化学和力学性能，在电子、能源、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
本研究报告将重点介绍非晶合金材料的制备方法和应用领域。
2. 制备方法2.1 快速凝固法快速凝固法是制备非晶合金材料最常用的方法之一，通过快速冷却使金属液体迅速固化，从而形成非晶态结构。
常用的快速凝固方法包括快速凝固淬火、溅射法和激光熔化法等。
2.2 机械合金化法机械合金化法通过机械力的作用使金属粉末发生冷焊、热焊和变形等过程，从而形成非晶态结构。
常用的机械合金化方法包括球磨、挤压和旋转摩擦等。
2.3 气相沉积法气相沉积法通过将金属蒸汽沉积在基底上形成非晶合金材料。
常用的气相沉积方法包括物理气相沉积和化学气相沉积等。
3. 性能特点3.1 高硬度和强度非晶合金材料具有高硬度和强度的特点，其硬度通常超过传统晶态金属材料，强度也较高。
3.2 优异的韧性和延展性与晶态金属材料相比，非晶合金材料具有更好的韧性和延展性，能够在较大的应变下保持其完整性。
3.3 优良的耐腐蚀性非晶合金材料具有较好的耐腐蚀性能，能够在恶劣环境下长期稳定工作。
4. 应用领域4.1 电子领域非晶合金材料在电子领域的应用主要包括电子器件、传感器和磁性材料等。
4.2 能源领域非晶合金材料在能源领域的应用主要包括储能材料、催化剂和太阳能电池等。
4.3 航空航天领域非晶合金材料在航空航天领域的应用主要包括航空发动机叶片、航天器结构材料和高温合金等。
5. 未来研究方向5.1 新型非晶合金材料的开发未来的研究方向之一是开发新型非晶合金材料，探索其结构与性能之间的关系，并寻找更多具有特殊功能的非晶合金材料。
非晶合金材料的制备与性能研究
非晶合金材料的制备与性能研究随着科技的进步，材料科学和工程学科得到了越来越广泛的关注和研究。
在材料科学领域，非晶合金材料受到了人们的高度关注。
非晶合金材料具有很高的硬度、强度和耐磨性等优良性能，广泛应用于电子、机械、航空航天等领域。
本文将从制备和性能两个方面来论述非晶合金材料的研究。
一、非晶合金材料的制备非晶合金材料是指由两种或两种以上金属元素组成的合金材料，其晶粒结构呈非晶态。
目前，制备非晶合金材料的方法主要有以下几种：1. 快速冷却法快速冷却法是制备非晶合金材料的常用方法，其原理是利用金属液态快速冷却成非晶态。
快速冷却能够防止合金形成晶粒，从而使合金成为非晶态。
2. 同步粉末冶金法同步粉末冶金法是指将两种或两种以上粉末通过同步旋转和振动的方式混合并压制成型，然后通过热处理使其形成非晶合金材料的方法。
3. 合金化学计量比混合法合金化学计量比混合法是指将两种或两种以上的纯金属粉末按照化学计量比混合，并通过高温热处理使其形成非晶合金材料的方法。
二、非晶合金材料的性能非晶合金材料具有以下优良性能：1. 高硬度非晶合金材料的硬度远高于传统金属材料。
这是由于非晶合金材料的晶粒结构呈非晶态，不存在晶界和层错位，从而使其具有更高的硬度。
2. 高强度非晶合金材料的强度比传统金属材料更高。
这是由于非晶合金材料中各个原子呈有序无序排列，并且原子间的距离更小，使得其分子间的结合更紧密，从而提高了强度。
3. 耐磨性好非晶合金材料具有较好的耐磨性能，这是由于其表面硬度高、晶粒小以及分子间结合紧密等因素导致的。
4. 耐腐蚀性好非晶合金材料具有很好的耐腐蚀性能，在大多数腐蚀介质中都有很好的稳定性和耐蚀性。
这是由于非晶合金材料的表面氧化层比较薄，从而减少了化学反应产生的氧化物。
总之，非晶合金材料是一种未来发展前景广阔的新型材料。
通过不断地对其制备与性能的研究，可以更好地推动其应用于各个领域，并具有重要的经济价值和社会意义。
铁基非晶合金涂层的等离子喷涂工艺及其组织性能研究的开题报告
铁基非晶合金涂层的等离子喷涂工艺及其组织性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着工业技术的不断发展，材料科学的研究也越来越受到重视。
近年来，以新材料的开发为代表的科技领域发展迅猛，新型材料的开发和应用已成为推进国家科技创新的重要方向之一。
铁基非晶合金涂层作为一种新型材料，在汽车、航空、能源等领域发挥着越来越重要的作用。
目前，铁基非晶合金涂层的制备方法主要有物理气相沉积、磁控溅射、激光熔覆和等离子喷涂等。
与其他制备方法相比，等离子喷涂具有设备简单、工艺稳定、成本低等优点，在工业应用中被广泛采用。
但是，等离子喷涂工艺对于铁基非晶合金涂层的制备还存在一定的挑战。
因此，对等离子喷涂工艺及其组织性能的研究显得尤为重要。
二、研究内容和方法本研究旨在探究铁基非晶合金涂层的等离子喷涂工艺及其组织性能问题。
具体研究内容包括：1. 等离子喷涂工艺参数的优化研究：包括气体流量、等离子体功率和喷涂距离等参数的优化研究，以提高涂层的质量和成型率。
2. 组织性能分析：使用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和差热分析（DSC）等技术手段对涂层的组织结构、晶态转变温度和热稳定性等性能进行分析。
本研究将采用实验方法，通过等离子喷涂工艺的调控来制备铁基非晶合金涂层，然后使用XRD、SEM和DSC等分析手段来研究涂层的组织和性能。
具体的实验流程将根据实际情况进行设计和改变，以保证研究结果的准确性和有效性。
三、预期结果和意义预期的研究结果是能够优化铁基非晶合金涂层的等离子喷涂工艺，并对涂层的组织性能进行深入的分析，为该材料的应用提供参考和支持。
同时，本研究的结果对于等离子喷涂技术的推广和发展也有一定的促进作用，具有一定的实用价值和科学价值。
铁基非晶材料的制备与磁性能研究
铁基非晶材料的制备与磁性能研究随着科技的不断进步，材料科学领域也取得了巨大的发展。
其中，铁基非晶材料作为一种新兴的材料，引起了学术界和工业界的广泛关注。
本文将介绍铁基非晶材料的制备方法以及其磁性能的研究。
一、铁基非晶材料的制备方法铁基非晶材料是一种由铁元素为基础，并通过控制冷却速度来实现非晶化的材料。
其制备方法主要有快速凝固法、溶液法和气相沉积法等。
快速凝固法是制备铁基非晶材料最常用的方法之一。
通过将熔融状态下的铁合金迅速冷却至超过其玻璃转变温度，使其迅速固化成非晶态。
这种方法制备的铁基非晶材料具有高度的非晶化程度和良好的磁性能。
溶液法是通过将铁原子溶解在合适的溶剂中，并控制溶剂的温度和浓度来制备铁基非晶材料。
通过调整溶液中的化学成分和浓度，可以实现非晶化的过程。
溶液法制备的铁基非晶材料具有较好的均一性和可控性。
气相沉积法是将金属源材料以气态形式进行加载，并通过控制沉积温度使其进行非晶化。
此方法可以制备出大面积、高质量的铁基非晶薄膜，具有广泛的应用前景。
二、铁基非晶材料的磁性能研究铁基非晶材料在磁性能方面具有很多优点。
首先，其具有较高的饱和磁化强度和良好的磁导率，可以用于制备高性能的磁性材料。
其次，铁基非晶材料具有较低的铁磁各向异性，可用于制备高频应用的变压器和电感器等。
在磁性能研究中，研究人员通常通过测量铁基非晶材料的磁滞回线、饱和磁化强度、矫顽力等参数来评估其性能。
此外，还可以通过磁温度测量、磁各向异性分析等方法来深入了解其磁性质。
近年来，研究人员还通过合金化和微观结构调控等手段来改善铁基非晶材料的磁性能。
例如，通过添加其他合金元素来调节其磁导率和饱和磁化强度。
此外，还可以通过改变冷却速度、热处理等工艺参数来优化其微观结构，进而改善其磁性能。
三、铁基非晶材料的应用前景铁基非晶材料具有广阔的应用前景。
首先，其在电子领域的应用潜力巨大。
例如，可以用于制备高性能的磁存储器、传感器和电子器件等。
其次，铁基非晶材料还可以用于制备高能量密度的磁纳米材料，用于储能和电动汽车等领域。
科技成果——非晶合金涂层的成套制备技术
科技成果——非晶合金涂层的成套制备技术
所属领域装备制造、新材料
适用范围
因非晶成形所需的高临界冷却速度的要求，非晶合金的成形尺寸常常被限制在毫米级。
本课题提出独特的成分设计方法，提出适于电弧喷涂、超音速喷涂、放电等离子烧结等表面技术的非晶合金涂层制备方法，以及重熔等后处理工艺，实现非晶合金涂层在各类零件表面的制备，大幅提升零部件的使役性能。
成果简介
非晶合金涂层喷涂态及重熔后照片
非晶合金是一种原子无序排布的金属，具有高强度、硬度和韧性，优异的磁性、耐磨性、耐蚀性，高电阻率和机电耦合性能等特殊的优异性能。
在涂层设计方法上，通过综合热力学与原子结构的成分设计方法（授权发明专利号：ZL201310740734.9）设计非晶合金，采用放电等离子烧结（SPS）技术制备非晶合金涂层（授权发明专利号：201610616457.4）。
该涂层非晶含量高、硬度高（HV可控制在500-1000），耐蚀性显著好于304不锈钢。
在30°冲击角度时，非晶合金的抗冲蚀性能比水轮机钢CA6NM约高2.6倍。
进一步通过激光重熔，非晶颗粒瞬时熔化成液态后再凝固形成涂层，消除了颗粒的聚集状态，极大地减少涂层中的孔洞，进而大幅提高涂层的综合性能。
将放电等离子烧结技术与激光重熔技术相结合，可以获得硬度强度更高及耐磨性更好的非晶涂层表面，从而提高工件的寿命，促进非晶涂层在耐磨耐腐等方面的应用。
冲蚀磨损诱导非晶合金表面发生结构演变。
通过合理调控成分，可以利用该结构演变机理，进一步增强合金的耐磨性。
因此如若在腐蚀环境下有抗冲蚀、耐磨损等需求，该非晶合金涂层是目前的一种理想材料。
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冷喷涂铁基非晶合金涂层的制备及组织性能研究
冷喷涂铁基非晶合金涂层的制备及组织性能研究
摘要:
冷喷涂技术作为一种新型的表面改性技术，具有高效、环保、高质量等优点。
铁基非晶合金作为一类具有优良性能的材料，在航空航天、电子信息和汽车工业等领域具有广阔的应用前景。
本文主要研究了冷喷涂铁基非晶合金涂层的制备方法和组织性能。
关键词: 冷喷涂; 铁基非晶合金; 制备方法; 组织性能
1. 引言
铁基非晶合金是由铁和非晶态形成元素（如铌、硼、钼等）混合合金化的材料。
铁基非晶合金具有高硬度、高韧性、优异的耐磨性和防腐性能。
在航空航天、电子信息和汽车工业等领域具有广泛的应用前景。
然而，由于其制备困难和成本高，铁基非晶合金的应用受到了限制。
冷喷涂技术是一种以粉末材料为原料，通过高速气流将其喷射到基体表面进行涂覆的技术。
冷喷涂具有很高的沉积效率、低温度、低热影响区和良好的涂层质量。
因此，冷喷涂技术具有很大的潜力来制备铁基非晶合金涂层。
2. 冷喷涂铁基非晶合金涂层的制备方法
冷喷涂铁基非晶合金涂层的制备方法通常分为粉末混合法和高能球磨法两种。
粉末混合法是将铁基非晶合金粉末与增粘剂等混合制备成喷涂材料，然后通过冷喷涂设备进行涂覆。
高能球磨法是将铁基非晶合金粉末与球磨介质一起放置在球磨罐中，通过高能球磨设备进行球磨混合，得到均匀的粉末混合物，然后进行冷喷涂。
3. 冷喷涂铁基非晶合金涂层的组织性能
3.1 显微组织
冷喷涂铁基非晶合金涂层的显微组织主要由非晶态和晶态相组成。
在制备过程中，冷喷涂设备产生的高速气流对粉末颗粒施加了很大的冲击力和剪切力，使得粉末颗粒发生了高度变形和塑性变形。
当颗粒冷却凝固时，原子扩散能力减弱，使得非晶态相得以保持。
3.2 硬度和粘结强度
冷喷涂铁基非晶合金涂层具有较高的硬度和粘结强度。
非晶态相的形成使得涂层具有较高的硬度。
同时，由于冷喷涂的涂层是通过粉末颗粒与基体表面的冲击和摩擦形成的，因此涂层与基体之间有较好的粘结强度。
3.3 耐磨性和耐腐蚀性
冷喷涂铁基非晶合金涂层具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
铁基非晶合金的高硬度和均匀组织使得涂层具有较好的耐磨性能。
同时，涂层中的非晶态相具有优异的抗腐蚀性能。
4. 结论
冷喷涂技术是制备铁基非晶合金涂层的一种有效方法。
通过粉末混合法和高能球磨法制备的涂层具有较高的硬度和粘结强度。
非晶态相的存在使得涂层具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
冷喷涂铁基非晶合金涂层具有广阔的应用前景，但还需进一步研究其制备方法和组织性能的调控机制。
总之，冷喷涂铁基非晶合金涂层具有显微组织中的非晶态和晶态相、高硬度和粘结强度、优异的耐磨性和耐腐蚀性等特点。
这种涂层通过粉末混合法和高能球磨法制备，具有广阔的
应用前景。
然而，进一步研究还需关注制备方法和组织性能的调控机制。