当前所在位置:首页 > 研究方向
材料防护研究
材料是工业的基础,随着科学技术和装备的发展,对材料的性能提出更广泛和苛刻的要求,许多材料都需要进行防护处理才能应用。而进行材料防护处理也是在不需改变原定型材料的基础上,对材料综合性能进行提升有效而经济的手段,因此其发展空间、社会和经济效益均相当可观。本研究方向主要采用化学和物理的方法对各种材料进行防护处理,同时对金属材料本体也进行了较深入的研究,根据材料的组织结构特征,设计、开发和选用更适宜的表面处理技术。

•电镀和化学镀用于材料防护研究
本研究方向采用电镀和化学镀对材料进行防护处理,以提高材料的耐腐蚀和抗磨损等性能。目前主要的研究工作是针对钕铁硼材料进行电镀和化学镀研究。主要研究内容包括电沉积及化学沉积过程中磁体吸氢腐蚀对镀层结合力的影响。 目前,提高镀层结合力的工作已取得较大进展,显著提高了电镀镀层的结合力。磁体吸氢腐蚀方面的研究正在进展中。
钕铁硼在潮湿环境中吸氢腐蚀是导致钕铁硼磁性能下降以及粉化的关键因素,磁体在潮湿环境中富钕相与表面的水分会发生反映如下反应:
Nd + 3H2O→Nd(OH)3+3H,
反应生成的氢原子一部分结合成氢气溢出,剩下的氢以原子的形式扩散进入钕铁硼并形成氢化物Nd2Fe14BHx,由此引起钕铁硼主相晶格的膨胀,并最终导致钕铁硼的粉化。所以钕铁硼的吸氢腐蚀是研究钕铁硼腐蚀的关键性问题。本方向系统的研究钕铁硼的吸氢腐蚀,采用电化学离子还原法使氢离子还原并扩散进入钕铁硼内部,分析在不同的氢含量下所引起的腐蚀性变化和磁体结构变化。
课题组也开展了稀土永磁材料表面化学沉积非晶薄膜的研究工作。
•物理气相沉积用于材料防护规模化工艺及设备开发
物理气相沉积是一种干法镀膜技术,该方法制备的薄膜不仅具有高的膜基结合力和致密度,而且可以避免湿法镀酸性或碱性溶液残留对成膜质量的影响。该技术扩展能力很强,容易实现多元、多层和梯度多功能薄膜的合成,可显著提高材料防腐蚀等性能指标,从而提升机械、电子零部件的质量和使用寿命。同时,薄膜的制备过程中不存在污染问题,是一种很有前景的绿色防护技术。
目前,表面事业部材料防护组科研人员采用物理气相沉积技术用于NdFeB防护已经做了大量的工作。自行设计了半工业化的磁控溅射系统,可批量处理零部件,有效地解决了磁控溅射沉积过程中的阴影效应,实现了磁体所有外表面均匀无挂点镀膜,通过磁控靶设计,显著提高了沉积薄膜速率。沉积的金属薄膜及多层梯度薄膜防护薄膜具有优异的耐侯性能,一定的耐磨性能,并且沉积的防护薄膜不降低磁体的各项磁性能指标。开发的该设备和工艺易于移植到其他材料的防护应用,并可在短期内推广至产业化。
•变形锌合金表面处理技术研究
变形锌合金可用于代替铜合金,节约成本,减少环境污染。本研究方向致力于开发具有自主知识产权的变形锌合金产品表面处理工艺技术,满足其在电子、通讯、卫浴等领域的应用,提升我国锌合金工业的整体技术水平和工业附加值。
针对不同牌号变形锌合金开发出高耐蚀的钝化、电镀等处理技术研究。锌合金在大多数环境中均容易发生腐蚀。电镀是比较普遍使用的防腐技术,但电镀技术应用于锌合金防护还存在一些列问题。由于锌比较活泼,大多电镀的主液配方多易于与锌合金发生化学反应,导致镀层质量下降。另外,由于异质元素,主要是锌离子和铝离子污染电镀液,影响电镀质量稳定性。通过调整电镀液配方和电镀工艺,减少锌在镀液中的反应,提高镀层质量和工艺稳定性是锌合金电镀防护的技术关键。同时,研究包括钝化、真空沉积等在内的变形锌合金的表面处理方法,建立变形锌合金表面防护产业化技术和设备,拓展变形锌合金的应用范围。
不同牌号变形锌合金在各种条件下的化学腐蚀机理研究。从应用需求出发,通过研究变形锌合金在不同环境中的腐蚀状况,建立变形锌合金的腐蚀数据库。研究的腐蚀环境包括通常的酸、碱、盐,模拟海水、模拟酸雨等,具有现实参考价值。此外,研究不同锌合金组成与结构也是本方向的关注点之一。

•AlNiCo永磁合金的制备工艺与相变研究
铝镍钴磁体自20世纪30年代问世以来曾在众多的领域中得到广泛的应用,并一度成为磁性材料的代名词。但随着新兴磁性材料的开发,在激烈的竞争中AlNiCo磁体的份额比例在下降,被有关人士称之为“夕阳产业”。然而,由于AlNiCo磁体具有其它永磁材料无法比拟的优异的温度稳定性、时间稳定性、易磁化性、良好的可加工性以及高温下使用的特性,仍然应用于仪器仪表、生命医疗器械等领域,并在磁性材料领域内起着不可替代的作用。
本研究方向主要通过对磁体微观结构和性能进行表征,从而得出样品的织构峰、相变温度规律、各向异性程度、磁畴结构参数(包括分布、纵横比)以及剩磁、矫顽力、磁能积等主要磁性能参数。通过调节样品的制备工艺从而达到样品磁性能的最优化。

• 金属材料研究
本方向主要研究金属材料的组织、结构,评价其性能指标。根据零件的工况条件和使用行为,选用合适的材料,并结合材料的组织结构,设计后续的表面处理和热处理工艺;解剖分析金属零件所用材质,确定材料所经过的各种处理工艺及工序;分析金属零部件失效模式和机理,形成完整的反馈信息,从而在材料选用、表面处理及热处理工艺进行改进,构造完整的材料应用研究全过程。
 表面工程事业部 © 2008-2009 版权所有
浙江省宁波市镇海工业区庄市大道519号 邮编:315201,邮箱:surface126@126.com