张敏
- 作品数：12 被引量：49H指数：4
- 供职机构：西南技术工程研究所更多>>
- 发文基金：中国人民解放军总装备部预研基金国防科技工业技术基础科研项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺理学航空宇航科学技术兵器科学与技术更多>>
- 锆钛酸铅压电陶瓷元件高温老化行为及其微观机制
- 2023年
- 长时高温作用会显著加速压电陶瓷元件电学性能的退化,极大地影响压电元件使用寿命。本工作在85、125和150℃下对PZT压电陶瓷元件进行长时老化处理,研究并分析了高温老化过程中PZT陶瓷元件电学性能退化规律及其微观机制。压电常数与介电常数随老化周期延长均退化明显,初期退化速率较慢,后期退化加快并逐渐趋于稳定,介电常数和压电常数退化均符合Boltzmann变化规律。85℃和125℃下老化49 d时,元件介电常数退化率达到最大,分别为31.01%和36.48%;压电常数退化率达到最大,分别为11.57%和19.02%。PZT压电元件介电性能退化主要由表面Ag电极内结构退化、Ag/PZT界面弱化及PZT陶瓷退极化三方面所贡献,其中界面弱化和陶瓷退极化占主导。长时高温作用促使Ag电极逐渐缓慢氧化生成Ag2S,晶粒收缩产生大量孔洞,导致Ag电极致密度下降和Ag/PZT界面分层,降低了Ag/PZT的电容率;此外,长时高温作用加速了PZT陶瓷电畴转向无序状态,促进氧空位位移钉扎电畴壁,导致了PZT压电元件介电性能退化。
- 王旋宋凯强张敏丛大龙彭冬丁星星白懿心黄安畏李忠盛
- 关键词：PZT陶瓷退极化
- AlN覆铜板盐雾环境下的退化行为研究
- 2023年
- 目的研究AlN覆铜板在盐雾环境下的性能退化及其微观机制。方法采用交替喷雾和干燥方法对AlN覆铜板进行15周期的中性盐雾试验,并在第1、3、6、10、15周期时检测其相关性能。主要通过击穿电压测试、介电性能测试和导热性能测试等方法,分别评价AlN覆铜板的电绝缘特性、介电损耗及导热系数,并通过扫描电镜和能谱测试对试样表面/截面微观形貌和元素变化进行分析。结果AlN覆铜板导热系数和击穿电压随盐雾试验周期的增长而逐渐退化,最大退化率分别为13.2%和73.8%。介电损耗明显增加,盐雾试验15周期后,在低频区域的最大值约为1.3。Cu电极发生明显腐蚀,生成大量绿色腐蚀产物,导致表面Ni-P镀层脱落失效。H2O分子扩散进入AlN陶瓷内部,在局部区域造成陶瓷水解,逐渐形成微裂纹。结论盐雾试验过程中,Ni-P镀层逐渐开裂剥落,Cu电极表面最终形成大面积疏松多孔的腐蚀产物层。H2O、Cl–、Na+等逐渐溶解扩散进入AlN陶瓷,导致陶瓷中空位、裂纹、杂质缺陷浓度增加,二者都会增强导热过程中的声子-缺陷散射,进而导致AlN覆铜板导热系数退化。
- 王旋吴护林李忠盛宋凯强丛大龙黄安畏张敏丁星星彭冬白懿心魏子翔
- 关键词：盐雾导热系数击穿电压
- 电火花沉积钨涂层的温度场和残余应力有限元模拟被引量：1
- 2022年
- 目的通过模拟钢基体表面电火花沉积钨涂层过程中的熔池区域温度场变化及其残余应力分布,以便更好地理解电火花沉积钨涂层的工艺过程,得到钨涂层成膜过程中的温度场分布和残余应力形成机制。方法采用电极低速旋转与上下点动相结合的电火花沉积工艺,由点到线、再到面的沉积顺序,在钢基体表面均匀制备抗烧蚀钨涂层。同时,采用ANSYS仿真软件对该工艺制备的钨涂层的温度场和残余应力进行模拟与仿真。结果采用高斯热源模型较好地模拟出了电火花沉积钨涂层过程中熔池区域的温度场分布,并在此基础上,将温度场分布数据作为应力分析的载荷,导入到力学分析模型中,实现了温度场与应力场的耦合计算,得到了钨涂层沉积过程中熔池区域的应力变化状态和凝固后的残余应力大小。结论随着电火花沉积功率的增大,熔池直径和深度均会增加,熔池峰值温度增高,电火花沉积钨涂层的残余应力增大。单排钨涂层沉积过程中,除第一个熔池外,其余熔池都会受到前一个熔池的影响,相对于单点钨涂层,残余应力明显减小。多排熔池群形成的钨涂层残余应力大小主要与沉积速率有关,沉积速率越快,钨涂层的残余应力越大。
- 陈海涛张晶丛大龙张敏宋凯强李忠盛谢兰川
- 关键词：电火花沉积钨涂层温度场残余应力有限元模拟
- Al_(2)O_(3)/Ni-P-SiC复合涂层组织与性能的研究
- 2023年
- 目的 采用化学复合镀技术对微弧氧化进行封孔,进而得到抗烧蚀性能优良的 Al_(2)O_(3)/Ni-P-Si C 复合涂层。方法 通过采用扫描电镜(SEM)、光学金相显微镜(OM)、显微硬度仪(Microhardness Tester)、X 射线衍射仪(XRD)、氧–乙炔烧蚀试验(Oxy-Acetylene Ablation Test)等方法,对复合涂层的表面形貌、截面形貌、厚度、显微硬度、物相和抗烧蚀性能等进行分析。结果 陶瓷层原始表面完全被化学镀层覆盖,所制得的复合涂层厚度均匀,化学镀层与陶瓷层紧密嵌合。镀液中的 SiC 浓度对镀覆的速度、镀层中 SiC 粒子的共沉积量有着较大的影响。当粒子质量浓度为 16~20 g/L 时,颗粒的共沉积量较大。化学复合镀 60 min可以得到厚度 20 μm 左右的 Ni-P-SiC 镀层,SiC 颗粒分布均匀。当镀液中 SiC 质量浓度为 16 g/L 时,镀层具有最高的硬度。对比未处理、仅微弧氧化和Al_(2)O_(3)/Ni-P-SiC 复合涂层试样,Al_(2)O_(3)/Ni-P-SiC 复合涂层试样具有最佳的抗烧蚀性能。结论 Al_(2)O_(3)/Ni-P-SiC 复合涂层均匀、致密,具有良好的抗烧蚀。
- 李立李忠盛丛大龙张敏杨九州陈汉宾
- 关键词：铝合金微弧氧化化学复合镀烧蚀
- 物理气相沉积硬质耐腐蚀磨损防护涂层研究进展被引量：2
- 2022年
- 叙述了用物理气相沉积技术制备的硬质耐腐蚀磨损防护涂层的研究进展。重点介绍了腐蚀磨损耦合工况特性和作用机理,单元、多元掺杂氮化物涂层,高熵氮化物涂层,多层、纳米多层、纳米复合、梯度氮化物涂层耐腐蚀磨损性能研究,非金属元素/金属元素掺杂DLC涂层、多层复合DLC涂层耐腐蚀磨损性能研究,并对涂层改性、强化机理和腐蚀磨损失效机制进行了总结。最后,提出了未来物理气相沉积硬质耐腐蚀磨损防护涂层重点发展的方向,应重点发展涂层组元/结构设计、力–电耦合损伤机理研究、高效率研发设计、涂层先进制备装备与评估体系等方面的能力。
- 何光进丛大龙王旋宋凯强张敏何庆兵
- 关键词：物理气相沉积掺杂多层结构
- 高性能陶瓷涂层及其制备工艺发展趋势被引量：12
- 2017年
- 从功能、用途方面分类综述了耐磨、耐蚀以及热障三大类高性能陶瓷涂层,在此基础上,介绍了高性能陶瓷涂层常用的制备工艺,重点探讨了不同制备方法的特点和适用场合,指出了制备方法的发展方向。物理气相沉积技术(PVD)制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,并且与基体结合牢固,但其生产成本高,生产效率低,因此物理气相沉积技术向着高效率、低成本的方向发展。化学气相沉积技术(CVD)制备的陶瓷涂层涂覆率高、致密性好,但其反应温度高,并且伴随着有毒有害气体产生,因此化学气相沉积技术向着低温、环保的方向发展。等离子喷涂技术(PS)制备陶瓷涂层成本低、效率高、适应性强,但涂层孔隙率高,并且涂层与基体的结合强度低,因此等离子喷涂技术向着高致密、高结合强度的方向发展。激光熔覆技术制备的陶瓷涂层组织细小、力学性能优良,但其操作工艺复杂,产品质量很难控制,因此激光覆熔技术向着工艺简单、质量可控的方向发展。最后,展望了高性能陶瓷涂层及其制备工艺的发展方向和可能的研究内容。
- 张继豪宋凯强张敏赵子鹏何庆兵李忠盛
- 关键词：陶瓷涂层耐蚀热障物理气相沉积等离子喷涂激光熔覆
- 卤氧化铋光催化剂改性的研究进展及应用被引量：2
- 2020年
- 随着全球环境问题与能源问题的不断加剧,人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋(BiOX,X=Cl、Br、I)因其独特的层状结构,优异的光学、电学性能,在光催化领域受到了越来越多的关注。虽然BiOX光催化剂在光催化反应中展现出了优异性能,但其光催化效率仍有待提高。简要叙述了BiOX的结构与性能以及当前主流的制备方法,主要概述了最近几年卤氧化铋光催化剂改性的研究进展。改性方法主要有微结构调控、晶面与缺陷调控、掺杂、构造异质结等,这些方法主要是通过提高卤氧化铋或卤氧化铋复合物的光吸收能力、光生载流子的分离和运输效率、以及活性位点的暴露量来实现改性。介绍了其在环境、能源和生物等领域的应用,同时对BiOX的发展提出了问题和展望。
- 李晓晖彭冬袁小亚张敏丛大龙何庆兵
- 关键词：光催化改性光生载流子
- 离子液体电沉积铝添加剂的研究进展
- 2021年
- 离子液体作为一种新型绿色室温电解质,具有蒸气压低、挥发性小、电化学窗口宽等优点,是电沉积Al的理想选择。但是采用离子液体电沉积Al,当沉积时间较长、电流密度较大时,沉积层的晶粒粗大,表面较为粗糙,甚至会出现树枝状沉积,容易剥落,严重影响到Al沉积层的质量与性能。离子液体添加剂可显著改善Al沉积层光亮度、平整度、致密度以及耐腐蚀性能。综述了添加剂对离子液体电沉积Al的影响,重点介绍了添加剂对Al沉积层微观结构、离子液体物理性质、Al沉积层耐腐蚀性能的影响,以及添加剂在离子液体电沉积Al中的作用机理。添加剂通过优化离子液体电导率、黏度等电化学性能与离子放电条件,来控制Al晶粒的形核与生长,从而调整晶粒的形核位置、细化晶粒尺寸、择优晶粒取向,甚至一些无机氯化物添加剂可与Al形成合金,最终获得光亮、平整、致密且耐蚀性能优异的Al沉积层。添加剂在离子液体电沉积Al中主要起整平剂与光亮剂的作用。最后,分析展望了添加剂在离子液体电沉积Al中的应用前景及未来的研究重点。
- 彭冬张晶张敏丛大龙陈海涛宋凯强李忠盛
- 关键词：电沉积离子液体添加剂耐腐蚀性
- 钢表面电火花沉积合成W-Mo高熔点复合涂层
- 2023年
- 目的 采用ZY-10型电火花堆焊/涂层沉积设备,分别以钼和钨棒料为电极,以超纯氩气为保护气体,在PCrNi3MoVA钢基体表面沉积合成W-Mo高熔点复合涂层。方法 在PCrNi3MoVA钢基体表面先沉积出一定厚度的钼涂层作为打底层,在此基础上,采用更高的电参数沉积硬度和熔点都较高的钨涂层。作为同族元素的钼和钨,在高温电弧作用下能较好地合成W-Mo高熔点复合涂层。通过对复合涂层的成分、微观形貌等进行观察和分析,用等离子烧蚀实验检测复合涂层的抗烧蚀性能,并计算复合涂层的质量烧蚀率和线烧蚀率。结果 采用电火花沉积工艺在PCrNi3MoVA钢基体表面成功制备了W-Mo高熔点复合涂层,其厚度达到100μm以上,该复合涂层主要由W、Mo、Fe等成分组成,且越靠近涂层表面,W和Mo元素的含量越高,复合涂层主要有Mo、MoC、Fe_(2)Mo_(3)、Fe_(2)W等物相,复合涂层的耐烧蚀性能较好,在前10 s内其线烧蚀率仅为0.090~0.267 mm/s。结论 W-Mo高熔点复合涂层的厚度随着沉积次数和沉积电压的增加而增加;复合涂层与基体相互熔融,具有较好的冶金结合特征;复合涂层能够承受等离子火焰的短时高温冲击与冲刷,增加复合涂层的厚度可以有效抑制涂层试样烧蚀率的增加。
- 李忠盛吴护林陈海涛丛大龙张敏何庆兵彭冬
- 关键词：电火花沉积钨钼
- 海洋大气环境下装备材料的腐蚀与防护研究进展被引量：15
- 2020年
- 叙述了海洋大气环境下装备典型金属材料的腐蚀与防护研究进展。介绍了高强钢、不锈钢和铝合金等装备材料在高温、高湿、高盐雾和强辐射等海洋大气环境下的腐蚀特征和主要腐蚀形式,总结了海洋大气腐蚀防护技术的研究进展。最后,提出了海洋大气环境下装备防护需从装备选材与结构环境适应性设计、有效表面防护、环境控制、加强维护保养等方面着手,在充分利用现有防腐技术的基础上,加强金属涂/镀层与有机涂层的技术组合;大力开发研制海洋环境下长期有效、绿色环保的表面处理技术和涂层技术;针对铝合金等易腐蚀材料,开展腐蚀结构修复技术研究。采用系统工程方法来解决海洋大气环境中装备的腐蚀问题,进而提高舰载武器、船舶、海岸工程、近海工程等服役装备的安全性、寿命和可靠性。
- 沈剑丁星星宋凯强张敏丛大龙
- 关键词：海洋大气环境铝合金不锈钢
