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蔡杰: 作品数：32 被引量：105H指数：6; 供职机构：江苏大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>; 相关领域：金属学及工艺理学一般工业技术化学工程更多>>

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皮秒激光加工的微织构对碳化硅润湿性的影响: 2023年; 为改善碳化硅的表面润湿性能,本研究利用脉冲激光加工表面处理和化学改性分别改善了碳化硅的表面形貌和表面能。实验选用皮秒激光加工方式构造表面微织构,利用激光共聚焦显微镜分析了微织构的微观形貌,并进一步分析了烧蚀形态与激光自身特性和加工参数之间的联系。研究发现,激光加工效果以烧蚀为主,重熔为辅,而由于碳化硅烧蚀阈值和激光能量在光斑中的高斯分布特性,形成的微织构的烧蚀凹槽呈倒三角形。此外,选用的氟硅烷修饰剂使碳化硅表面从亲水表面转变为疏水表面;通过改变加工参数获得不同微织构并进行氟硅烷修饰后,碳化硅表面接触角最大提高到157°,达到了超疏水效果。为了进一步探讨微织构对疏水性的影响原理,提出了一个基于实际形貌参数的固液接触角模型。该模型阐释了接触角随微织构特征参数变化的机制,固、气、液两两之间的接触面积影响了表面润湿性,这为寻找具有最佳疏水性能的微织构提供了新的理论指导。; 徐昊钱伟花银群花银群叶云霞戴峰泽; 关键词：碳化硅微织构疏水性

强流脉冲电子束作用下镍基高温合金GH4169的微观结构及腐蚀性能被引量：9: 2015年; 利用强流脉冲电子束（High current pulsed electron beam,HCPEB）技术对镍基高温合金GH4169进行表面处理,利用X射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）和透射电子显微镜（Transmission electron microscopy,TEM）对HCPEB诱发的微观结构进行详细的表征,并考察HCPEB辐照处理后样品表面的腐蚀性能。试验结果表明,HCPEB辐照后GH4169合金表面发生熔化并形成熔坑,熔坑密度随辐照次数的增加而降低,尺寸较大的第二相颗粒等可随着熔坑的喷发而清除,进而实现表面净化。HCPEB辐照后GH4169合金表面形成3~5μm厚的重熔层,重熔层内部以尺寸在100 nm左右的纳米晶为主,HCPEB辐照还可在表层诱发强烈的塑性变形,形成高密度的位错及变形孪晶等变形结构。HCPEB辐照显著地改善了GH4169合金的耐蚀性能,腐蚀性能的改善主要归因于表面净化效应以及表层纳米重熔层和高密度的晶体缺陷的形成,这些微观结构促进了表层钝化膜的形成,起到保护基体的作用。; 杨盛志王晓彤李艳蔡杰侯秀丽关庆丰; 关键词：强流脉冲电子束纳米晶

强流脉冲电子束辐照对低压等离子喷涂 MCrAlY涂层组织与性能的影响: 2024年; 为提高热障涂层黏结层高温抗氧化性能,本工作利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对低压等离子喷涂(LPPS)制备的NiCrAlY黏结层表面进行辐照改性处理,并揭示辐照改性效应对涂层抗氧化行为的影响。对比研究了HCPEB改性前后NiCrAlY涂层微观组织演变行为、1150℃静态氧化性能以及热生长氧化物(TGO)残余应力分布。微观分析结果表明,LPPS喷涂态涂层表面粗糙、存在较多未熔大颗粒;HCPEB改性态涂层表面平整光滑,形成厚约12μm的致密重熔层,其内部形成丰富的变形结构以及Y-Al富集纳米分散颗粒。1150℃静态氧化实验及TGO残余应力测试结果表明,喷涂态涂层氧化150 h后氧化膜出现脱落、内氧化严重,应力陡然下降。相比之下,HCPEB改性态涂层在整个氧化周期内表面氧化膜均能稳态生长,未出现剥落迹象,其TGO应力以稳定且缓慢的趋势增加。结果表明,HCPEB辐照改性技术可以有效提高MCrAlY涂层的抗高温氧化性能。; 蔡杰高杰高杰高杰花银群叶云霞; 关键词：NICRALY涂层抗高温氧化性能

激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响被引量：5: 2021年; 为探究激光熔覆过程中能量密度对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响,在304不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了NiCoCrAlY涂层的相组成和微观组织。通过显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了NiCoCrAlY涂层的硬度和耐磨性能。结果表明:NiCoCrAlY涂层气孔数量随激光能量密度增大而减少,熔深和熔高随激光能量密度增大而增大,当激光能量密度为3.8 kJ/cm^(2)时涂层稀释率最低,同时气孔数量较少。NiCoCrAlY涂层中包含γ/γ′相和β相,微观结构以柱状晶为主,随着激光能量密度的增大,β相含量升高,柱状晶变大。不同激光能量密度下NiCoCrAlY涂层硬度均高于基体,当激光能量密度为3.8 kJ/cm^(2)时涂层硬度最高,为301 HV0.2.在往复摩擦磨损实验中,当激光能量密度为3.8 kJ/cm^(2)时NiCoCrAlY涂层摩擦系数最小为0.46,磨损体积最少为0.2359 mm^(3),磨损机理主要为磨粒磨损,耐磨性能最好。; 聂金浩杨宜鑫李玉新张宏建魏守征蔡杰关庆丰; 关键词：激光熔覆 NICOCRALY涂层耐磨性

强流脉冲电子束作用下CrFeCoNiMo0.2高熵合金微观结构变化与耐蚀性能研究被引量：4: 2020年; 目的提高CrFeCoNiMo0.2高熵合金的耐腐蚀性能。方法采用强流脉冲电子束(HCPEB)辐照非等原子比CrFeCoNiMo0.2高熵合金(HEA)表面。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了辐照表面的微观结构和腐蚀形貌。利用CHI760C电化学工作站,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,研究HCPEB辐照处理前后合金的抗腐蚀性能。结果XRD分析表明,辐照样品表面发生了明显的取向变化,在(200)晶面上表现出择优取向。微观结构观察表明,在HCPEB辐照后,合金表面发生重熔,形成熔坑和厚度约为3~5μm的致密重熔层。随着脉冲数量的增加,凹坑的密度和尺寸明显减小。此外,HCPEB处理消除了烧结合金中的孔隙和成分偏析,实现了组织和成分的均匀化。动电位极化曲线表明,与烧结样品相比,辐照样品在3.5%(质量分数)的NaCl溶液中具有更正的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度。Nyquist和Bode图的结果表明,在HCPEB辐照后,样品表面具有良好的电容行为和耐腐蚀性,其中辐照次数为30次时,样品的耐腐蚀性能最好。结论HCPEB消除了烧结合金表面的组织缺陷,促使表面的元素分布更加均匀,进而提高了CrFeCoNiMo0.2高熵合金的耐腐蚀性能。; 陈亚楠吕鹏张舒窈张从林蔡杰李玉新关庆丰; 关键词：物相组成耐蚀性

强流脉冲电子束诱发纯钛表面的微观结构及应力状态被引量：10: 2012年; 利用强流脉冲电子束(HCPEB)装置对金属纯钛进行轰击,采用X射线衍射,扫描电子显微镜及透射电子显微镜技术详细分析了轰击样品表层的结构和缺陷.X射线衍射分析表明,HCPEB能够在材料表层诱发幅值为GPa量级的压应力,并在(100),(102)和(103)晶面出现择优取向.表层微观结构的观察表明:HCPEB轰击后材料表层发生了马氏体相变,形成了大量的片状马氏体组织;此外,HCPEB轰击还在辐照表面诱发了强烈的塑性变形,一次轰击后,晶粒内部的塑性变形以(100)晶面的位错滑移为主,位错密度显著提高;多次轰击后,样品变形结构发生变化,变形孪晶的数量明显增多.这些变形微结构不仅影响表层的织构演化行为,而且还能细化晶粒,进而提高材料表面硬度,为HCPEB技术进行纯钛表面强化提供了一条有效的途径.; 李艳蔡杰吕鹏邹阳万明珍彭冬晋顾倩倩关庆丰; 关键词：强流脉冲电子束纯钛微观结构应力状态

高速弹丸冲击诱发TC4中绝热剪切带的微观结构被引量：3: 2016年; 利用弹丸高速冲击TC4钛合金靶板,采用透射电子显微镜(TEM)研究诱发的绝热剪切带(ASBs)附近及内部微观结构。ASBs附近区域微观结构的观察表明,ASBs边界容易成为诱发裂纹萌生的核心;ASBs附近积聚了很大的内应力,容易形成高密度的缠结位错、条带状位错胞等位错组态和应力诱发马氏体结构。ASBs内部微观结构的观察表明,ASBs为应力诱发结构,沿垂直ASBs的方向,越接近ASBs的中心部位,晶粒碎化越严重;在ASBs中没有观察到典型的动态再结晶(DRX)晶粒特征,观察结果不支持ASBs中发生DRX以及ASBs的发源与传播都和DRX有关这一传统观点;同时在ASBs中心区域出现了玻璃态的非晶结构。; 杨珅张从林黄尉蔡杰关庆丰; 关键词：TC4钛合金微观结构

表面状态对强流脉冲电子束辐照诱发金属表面熔坑的影响被引量：2: 2013年; 为了考察材料晶体学特性对表面熔坑形成机制的影响,利用强流脉冲电子束(HCPEB)对喷丸前、后的304奥氏体不锈钢进行表面辐照处理,对HCPEB诱发的表面熔坑形貌进行了详细的表征。实验结果表明,HCPEB辐照后样品表面形成了大量的火山状熔坑,熔坑数密度和熔坑尺寸随电子束能量的增加而减小,材料表面的杂质或夹杂物容易成为熔坑的核心,并在熔坑形成的喷发过程中被清除,起到净化表面的作用。此外,喷丸前、后样品表面熔坑数密度遵循相似的分布规律,喷丸处理使熔坑数密度显著增大,表明材料的晶体学特性对表面熔坑形成有重要的影响,晶界、位错等结构缺陷是熔坑形核的择优位置。; 王晓彤彭冬晋邹阳万明珍蔡杰关庆丰; 关键词：强流脉冲电子束

钛酸铋系光催化剂研究进展被引量：1: 2013年; 钛酸铋系光催化剂在降解水环境中有机污染物方面具有良好的可见光催化活性,本文介绍了Bi4Ti3O12、Bi12TiO20、Bi20TiO32、Bi2Ti2O7光催化剂的研究动态和主要成果,并对钛酸铋系光催化剂的发展趋势进行了展望.; 关庆丰林雪吕鹏刘洋蔡杰张在强; 关键词：钛酸铋光催化剂光催化氧化

激光冲击金属黏结层高温热循环应力演化规律的有限元模拟: 2024年; 目的探索激光冲击(LSP)对高温热循环(反复升温、保温和降温)过程中热障涂层中的热生长氧化物(TGO)表面及TGO/黏结层(BC)界面应力分布的影响规律。方法基于真实TGO形貌,建立有限元模型,从应力演化角度分析LSP改性(LSPed)与未改性(Non-LSPed)试样危险区域的失效形式;使用拉曼光谱法(RFS)对氧化后的金属黏结层进行残余应力测试。结果 TGO应力分布随着形貌的起伏呈现相应的起伏变化。TGO表面压应力最大值出现在波峰位置,经10次热循环后LSPed试样TGO表面S11(平行于涂层表面的正应力)压应力最大值大于Non-LSPed试样,经50次热循环后LSPed试样TGO表面压应力最大值远小于Non-LSPed试样;随着热循环次数的增加,2类试样TGO/BC界面S11应力的差别变小。LSPed试样TGO表面S22(垂直于涂层表面的应力)应力随着热循环次数的增加逐渐增大,但S22拉应力小于250 MPa,应力总体偏低。TGO/BC界面S22、S12(平行于涂层表面的剪切应力)应力随循环次数的变化规律基本一致,经10次热循环后,LSPed试样的S22、S12应力均大于Non-LSPed试样;经50次热循环后,2类试样界面的S22、S12应力相差不大。结论文中构建的TGO应力有限元仿真模型,模拟结果与测试结果吻合。LSP通过调控TGO生长速度,可以有效缓解TGO生长过程中应力的剧烈变化,大幅降低TGO表面S11和S12应力最大值,进而降低TGO表面产生垂直于表面贯穿裂纹和剪切破坏的风险,LSP对TGO表面(TGO/BC界面)应力状态的影响较小。; 王瑞涵花银群叶云霞蔡杰蔡杰; 关键词：激光冲击热循环有限元仿真

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