金屬納米梯度材料涂層

1、仿生在金屬材料表面的應(yīng)用仿生梯度納米復(fù)合涂層的研究冶金1303李玉 康宇萌金屬材料 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)良的減振性、較高的耐磨性、極好的鑄造工藝性和切削加工性 缺點(diǎn)：形成內(nèi)部疏松、氣孔灰鑄鐵 優(yōu)點(diǎn)：可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品 缺點(diǎn)：內(nèi)部孔隙度較大，表面性能較差粉末冶金材料如何解決這種內(nèi)部疏松、孔徑大、如何解決這種內(nèi)部疏松、孔徑大、氣孔的問題？氣孔的問題？天然生物梯度材料及仿生材料 天然生物材料的梯度結(jié)構(gòu)是生物分級、有序特征的一種表現(xiàn)形式，這種分級結(jié)構(gòu)使生物材料顯示出了良好的機(jī)械性能，在保持較高的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，材料的韌性得到改善。選擇使用兩種具有不同性能的材料，通過連續(xù)地改變兩種材料的組成和

2、結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部界面消失，從而得到功能相應(yīng)于組成和結(jié)構(gòu)的變化而漸變的非均質(zhì)材料，以減小和克服結(jié)合部位的性能不匹配因素 竹材的拉伸強(qiáng)度和密度曲線、楊氏模量、彎曲強(qiáng)度和壓縮曲線的變化趨勢和拉伸強(qiáng)度類似。這些性能都是在竹干的竹青部分有最高值，然后沿著厚度方向逐漸降低。纖維管束在竹材表面分布密集，而到竹材里層則漸漸稀疏，竹材纖維管束的梯度分布使竹材表面具有良好的耐磨性，縱向具有較好的韌性，整體呈現(xiàn)較好的強(qiáng)韌性。 微纖維給木材以拉伸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，木質(zhì)素給木材以剛性根據(jù)梯度結(jié)構(gòu)仿生的材料1.連續(xù)電鍍法在碳纖維上鍍 Fe、Ni 制備了鍍 Cu-Fe,Cu-Ni 的雙層碳纖維2.竹長纖維環(huán)氧復(fù)合材料3.三種天

3、然的木材例如松樹、白樺和竹材作為原材料碳加熱后，與硅進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)行 SiC陶瓷材料的制備。金屬基納米梯度復(fù)合涂層 從仿生學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)天然生物復(fù)合材料，增強(qiáng)相含量在基體中呈現(xiàn)梯度變化的規(guī)律設(shè)計(jì)并制備了新型的仿生梯度納米復(fù)合涂層。 涂層成分從基體到涂層表面呈梯度分布，涂層與基體結(jié)合良好，梯度涂層外層使涂層具有較高硬度和較好的耐磨性。 采用激光熔覆技術(shù)和電沉積技術(shù)，表面涂層增強(qiáng)體為納米 Al2O3，基體為灰鑄鐵與粉末冶金材料的耐磨仿生梯度納米復(fù)合涂層的新型材料。 制備 n-Al2O3/Fe 仿生梯度復(fù)合涂層 激光熔覆法 復(fù)合電沉積法 工藝易于控制、成本低、沉積速度快、復(fù)合鍍層多樣化性能改變由納米粒子通過復(fù)合鍍技術(shù)制備而成的納米復(fù)合鍍層，與具有相同組成、微粒粒徑在微米尺度的普通復(fù)合鍍層相比，很多性能都能得到大幅度提高，而且性能提高的幅度往往隨納米粒子粒徑的減小而增大。這些性能包括：硬度、耐磨性能、抗高溫氧化性能、電催化性能、光催化性能等。仿生梯度 n-Al2O3/Ni-Co 納米復(fù)合涂層的性能 復(fù)合涂層中顯微硬度呈現(xiàn)梯度分布 耐磨性能增大，加強(qiáng)了鍍層的抗粘著磨損的能力 復(fù)合涂