用直接金属激光沉积法制备镍合金
电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀性的研究
电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀
性的研究
电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究是对金属材料表面抗腐蚀性能的研究，它依赖于电沉积制备的Zn-Ni 合金的特性。
电沉积是一种常用的表面覆盖工艺，用于在金属表面形成一层保护层，以提高金属表面的耐蚀性能。
Zn-Ni合金是一种有机镀膜材料，具有优良的抗腐蚀性能，可用于改善金属表面的耐蚀性能。
Zn-Ni合金电沉积制备过程主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表面检测和性能测试。
金属表面清洗前准备时，需要将金属表面处理干净，然后用溶液清洗，以去除金属表面的污垢和油污。
电沉积涂层是制备Zn-Ni合金的关键步骤，通常采用阴极溅射或激光电沉积技术，在金属表面形成一层Zn-Ni合金保护层。
涂层烘烤时，采用气体热处理方式，使涂层得到固化，提高涂层的耐蚀性能。
表面检测和性能测试是评估Zn-Ni合金抗腐蚀性能的重要环节，一般采用扫描电子显微镜和腐蚀试验等方法，测试涂层的厚度、表面形貌以及耐蚀性能。
总之，电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表
面检测和性能测试等步骤，旨在改善金属表面的耐蚀性能，以达到抗腐蚀的目的。
镍合金材料制备工艺研究与优化
镍合金材料制备工艺研究与优化镍合金是一类具有优异性能的金属材料，被广泛应用于航空航天、化工、能源等领域。
为了进一步提高镍合金材料的性能和可靠性，制备工艺的研究与优化显得尤为重要。
本文将从镍合金材料的制备过程、常见工艺方法以及优化方面展开讨论。
一、镍合金材料的制备过程镍合金材料的制备过程主要包括合金熔炼、坯料制备、加工成形和热处理等环节。
1. 合金熔炼：镍合金的制备首先需要进行合金熔炼，将合适比例的镍基和其他合金元素进行熔融混合。
这个过程中需要控制合金成分的准确性和均匀性，确保合金的化学成分达到要求。
2. 坯料制备：熔炼得到的合金需要进一步加工为坯料，通常包括铸造、锻造、热轧等工艺。
这些工艺的选择将直接影响到合金的组织结构和性能。
3. 加工成形：将坯料加工成所需的形状，常见的加工方法有锻造、铸造、粉末冶金等。
在加工过程中需要严格控制温度、应变速率等参数，以保证合金的力学性能。
4. 热处理：热处理是镍合金材料制备过程中的重要环节，通过调控合金的组织结构和相变行为，可以显著改善材料的性能。
常见的热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。
二、常见的镍合金制备工艺方法1. 真空熔炼法：真空熔炼是制备高纯度镍合金的常用方法之一。
该方法通过在真空条件下熔炼合金，能够有效去除气体和杂质，从而提高合金的纯度和均匀性。
2. 粉末冶金法：粉末冶金法是一种制备镍合金形状复杂零件的有效方法。
通过将金属粉末与其他添加剂混合、压制成型、烧结等步骤，可以制备出具有良好性能的镍合金制品。
3. 电化学制备法：电化学制备法是通过电化学反应在电解液中沉积金属离子，制备出镍合金材料。
该方法具有工艺简单、成本低廉等优点，适用于大面积镍合金薄膜的制备。
三、镍合金材料制备工艺的优化镍合金材料的制备工艺优化可以从以下几个方面进行考虑：1. 材料设计与优化：根据应用需求，合理选择镍合金的成分和比例。
通过调整合金配料，可以改变合金的力学性能、耐腐蚀性等特性。
激光直接能量沉积实验现象
激光直接能量沉积实验现象激光直接能量沉积（Laser-Directed Energy Deposition，简称LDED）是一种增材制造技术，通过高能激光束将金属粉末熔化并逐层沉积来制造三维零件。
在实验中，可以观察到以下实验现象：1.激光与金属粉末相互作用：当高能激光束照射到金属粉末上时，金属粉末迅速熔化并形成一个熔池。
随着激光束的移动，熔池中的液态金属逐渐凝固形成沉积层。
2.粉末流动和融合：在激光的作用下，金属粉末沿着激光束的移动方向流动，并相互融合。
这个过程可以观察到金属粉末由颗粒状逐渐转变为连续的液态金属。
3.熔池的形成和演化：激光直接能量沉积过程中，激光束与金属粉末相互作用形成一个熔池。
随着沉积的进行，熔池的形状和大小会发生变化。
可以观察到熔池的流动、凝固和晶粒生长等过程。
4.温度分布和热影响区：激光直接能量沉积过程中，由于高能激光束的快速加热和冷却，可以在零件上观察到明显的温度分布和热影响区。
这些现象可以通过红外热像仪进行观察和测量。
5.沉积层的质量和表面粗糙度：激光直接能量沉积实验中，可以观察到沉积层的质量和表面粗糙度的变化。
通过调整工艺参数，如激光功率、扫描速度、粉末流量等，可以控制沉积层的质量和表面粗糙度。
6.气体逸出和氧化：在激光直接能量沉积实验中，高温下金属粉末容易与周围气体发生反应，产生气体逸出和氧化现象。
这些现象可以通过观察沉积层的表面和截面来发现。
以上是激光直接能量沉积实验中可能观察到的实验现象。
通过对这些现象的观察和分析，可以深入了解LDED技术的原理和工艺特点，进一步优化工艺参数和提高零件质量。
制取金属单质的方法
制取金属单质的方法制取金属单质的方法金属单质是指由同一种金属元素组成的纯净物质。
制取金属单质的方法主要有以下几种：化学法、电解法、热还原法和物理气相沉积法等。
一、化学法化学法是通过化学反应将金属元素与其他物质反应生成金属单质的方法。
常用的化学制取方法有氢氧化物还原法、盐酸还原法和硫酸还原法等。
1. 氢氧化物还原法该方法利用碱性溶液中的氢氧根离子（OH-）还原金属离子，生成对应的金属氢氧化物，再通过高温加热分解得到纯净的金属单质。
例如，将铝粉加入浓NaOH溶液中反应，生成铝氢氧化物（Al(OH)3），然后在高温下煅烧分解得到纯净的铝单质。
2. 盐酸还原法该方法利用盐酸作为还原剂将金属离子还原成对应的金属单质。
例如，将锌粉加入稀盐酸中反应，生成二价锌离子（Zn2+），然后在高温下升华得到纯净的锌单质。
3. 硫酸还原法该方法利用硫酸作为还原剂将金属离子还原成对应的金属单质。
例如，将铜粉加入浓硫酸中反应，生成二价铜离子（Cu2+），然后在高温下升华得到纯净的铜单质。
二、电解法电解法是通过电化学反应将金属离子还原成金属单质的方法。
常用的电解制取方法有熔融盐电解法和水溶液电解法等。
1. 熔融盐电解法该方法利用熔融状态下的盐类作为电解质，在高温下通以直流电流，使金属离子被还原成对应的金属单质。
例如，利用氯化钠熔融状态下进行电解可以得到纯净的钠单质。
2. 水溶液电解法该方法利用水溶液中的金属离子进行电解，在一定条件下通以直流电流，使金属离子被还原成对应的金属单质。
例如，将含有铜离子的CuSO4溶液进行电解可以得到纯净的铜单质。
三、热还原法热还原法是通过高温下将金属氧化物还原成金属单质的方法。
常用的热还原制取方法有焙烧法和合成气还原法等。
1. 焙烧法该方法利用高温下氧化物与还原剂反应，使金属离子被还原成对应的金属单质。
例如，将铁矿石在高温下与焦炭反应可以得到纯净的铁单质。
2. 合成气还原法该方法利用合成气（一氧化碳和氢气）作为还原剂，在高温下将金属氧化物还原成对应的金属单质。
激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形（LMD）是一种先进的金属加工技术，其原理是使用高
能激光束将同步送入的金属粉末直接熔融，并通过逐层沉积的方式进行成型。
在LMD过程中，激光束首先将金属粉末熔化，然后通过控制激光束的移动
和粉末的送入，逐层堆积金属材料，最终形成三维零件。
每一层的厚度由激光束的扫描速度和粉末的送入量决定。
LMD技术的优点包括：
1. 高精度：由于激光束的精确控制和粉末的精确送入，可以实现高精度的加工和制造。
2. 高速度：由于采用逐层堆积的方式进行加工，成型速度较快，能够大幅度提高生产效率。
3. 可加工复杂零件：通过控制激光束的移动和粉末的送入，可以加工具有复杂形状和结构的零件。
4. 材料范围广：LMD技术可以用于加工各种金属粉末，如不锈钢、镍基合金、钛合金等。
总的来说，激光熔化沉积成形是一种高效、高精度、可加工复杂零件的金属加工技术，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
激光熔化沉积技术
激光熔化沉积技术
激光熔化沉积技术是一种先进的加工技术，它利用高能量激光束
将金属粉末熔化并沉积于工件表面，形成具有可控性的金属部件。
这
种技术在航空航天、汽车、医疗等领域都有广泛应用，下面我们来详
细了解一下激光熔化沉积技术的步骤。
步骤一：选材和设计CAD模型
在进行激光熔化沉积技术前，需要先选定适合的金属材料并设计相应
的CAD模型。
目前，常见的金属材料包括钛合金、镍合金、不锈钢等，而CAD模型则可以由计算机辅助设计软件完成。
步骤二：制备金属粉末
为了进行激光熔化沉积技术，还需要制备出适合的金属粉末。
这些金
属粉末在激光束下会被加热并熔化，最终沉积于工件表面形成所需形
状的零件。
金属粉末的制备方式通常有喷射制备、机械制备等多种方法。
步骤三：激光熔化沉积
在进行激光熔化沉积的过程中，激光束在金属粉末和工件表面之间移动，将金属粉末加热至熔点并熔化，最终将热熔态的金属粉末沉积在
工件表面，形成所需几何形状的结构部件。
激光熔化沉积技术的最大
特点就是可以实现精密的三维打印加工，能够制造出非常复杂的形状。
步骤四：后处理
激光熔化沉积技术的后处理通常包括研磨、抛光、清洗等多个步骤。
这些步骤可以提高工件表面质量，消除残留应力等不良现象，从而进
一步提高制件的强度和精度，以满足实际应用需求。
总之，激光熔化沉积技术在实际生产和制造中有着广泛的应用。
随着技术的不断提高，激光熔化沉积技术将越来越成为未来制造领域
的重要趋势。
激光沉积制造金属零件工艺流程
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2.金属零件激光增材制造技术的发展及应用_李怀学
1897~2976kg，最终机械加工后零件 用。美国 Sandia、
重量仅为 83.7~143.8kg，材料利用率 Los Alomos 国 家
达到 2.92%~4.90%，单件零件机械切 实验室和密西根 削加工时间长达 6 个月以上。与锻 大学 J. Mazumder
（a）内壁修复
压 - 机械加工传统制造技术相比，激 教授研究组分别
李怀学 博士，中航工业北京航空制造工程
研究所高能束流加工技术实验室高级工 程师。主要从事激光快速成形和修复方 面的研究工作，目前承担及完成课题近 10 项，已发表论文 20 余篇，申请专利 3 项。
随着制造业全球化及市场的激 烈竞争，产品快速开发已成为竞争 的重要手段之一。为满足制造业日 益变化的客户需求，制造技术必须具 有高柔性，能够以小批量甚至单件生 产迎合市场。传统金属零件去材或 受迫成形制造方法往往工序多、工模
有 序 的 二 维 层 片；根 据
每 层 轮 廓 信 息，进 行 工
艺 规 划，选 择 加 工 参 数，
自 动 生 成 数 控 代 码；成
形机制造一系列层片并
自 动 将 它 们 联 接 起 来，
得到三维物理实体 。 [5-6]
这样将一个物理实体的
（b）侧向 图1 激光熔覆同步送粉方式
复杂三维加工离散成一 系 列 层 片 的 加 工，大 大
150~200mm29
52
251~300mm
的 成 形 过 程；成 形 全 过 程 的 快 速 响 应，适 合 现 代激烈的产品市场。快 速原型技术有 20 多种，
201~250mm
样品中出现裂纹 其典型技术包括立体印
图2 激光熔覆制备Fe-Co-Al合金的耐磨性
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研究中心的 目标将集 中在为广阔的应用市场 （ 包括风能、油和气、飞机、汽车、机械 、 基础结构、体育运动和海运）开发热塑复合材料技术。 签定协议的各方认为使用热塑复合材料来制造和组装设备的工艺成本低，而且利于环
１ ６
质合金刀片上， ｉ 或其他材料作为粘合剂。 ＴＮ 敷有这种涂层的工具可用来车削加工淬火钢 （ ＞
４Ｈ Ｃ ５ Ｒ ）和顶硬 钢 （８ ３ＨＣ 。 ２￣ ２Ｒ ）
（ 黄文梅
摘译）ห้องสมุดไป่ตู้
用直接金属激光沉积法制备镍合金
据说直接金属激光沉积 （ ｉｅｔｍ ｔ ｌｌｓｒ ｄｐ ｓｔｏ ，ＤＬ ）是具有吸引力的、 Ｄｒ ｃ ｅａ ａｅ ｅｏ ｉｉｎ ＭＤ 优 于其他工 艺 （ 氩弧焊工艺 ）的如制备／ 补方法 。 一篇在航天材料 国际会议 （ Ｓ 如 修 ＡＭ Ｉｔｒ ａｉｎ ｌ ＳＡｒ Ｍ ｔ２ ０ ｏ ｆｒｎ ｅ ｕ ｅ７ １，Ｄ ｙｏ ，Ｏ ｉ）发表的文章中指 ｎ ｅｎ ｔｏ ａ’ ｅｏａ ０ ９ｃ ｎｅ ｅｃ，Ｊｎ － １ ａ ｔｎ ｈｏ 出：“ 在整个工艺过程 中输入的热量小而平稳，复杂的系统精密地控制热量的变化 ，从而在 工件表面上形成具有超适应性的沉积层。 对于镍基超级合金来说， 工艺过程中输入的热量小 能防止在使用面产生液化裂纹，延长了经常更换的部件的使用寿命。 在航天材料国际会议上，英 国Ｔ Ｉ Ｍ 公司以及Ｔ Ｉ Ｍ 技术中心的研究人员发表 了 “ １合金 在７８ 上制备和修补涂层的直接金属激光沉积工艺的优化” 的论文。 只有当工艺参数与产生的微结构和涂层性质之 间的联系建立起来时，ＤＬ Ｍ Ｄ才能发挥它 的全部潜力和优势。 （ 黄文梅 摘译）
２１ 年 第 ２ ００ 期
工艺。Ｍ ｔｌｓ ｓ ｅａ ｙ ｉ公司已经 向其合作方提供了小量冶金级的粉末产品。 （ 黄文梅 摘译 ）
阿肯色州拥有 第一 台制备纳米材料 的设备
西北阿肯色 （ ｏｔｗ ｓ ｒ ａ ｓｓ Ｎ ｒｈ ｅｔＡ ｋ ｎａ ）很快将会拥 有全州唯一 的制备纳米材料的设备。 Ｄｒ ｌｒＬＣ ｕ ａｏ Ｌ 是一家高性能涂料的生产商，也是切削工具和耐磨损工具涂层涂覆工艺的研发 单位，已于 ２０ ０９年 ５ ２ 月 ９日在 Ｓｒ ｎｄ ｌ ｅｈ ｏ ｏｙＰ ｒ 投产并开始对设备的研发 。 ｐ ｉｇａ ｅＴ ｃｎ ｌｇ ａ ｋ Ｄｒ ｌｒ是 ＮｎＭ ｃ Ｌ ｕａｏ ａｏ ｅｈＬ Ｃ的一个子公司，从事设计和制造具有特殊用途的纳米颗粒添 加剂 、涂料以及涂料沉积系统。新设备将安置在 Ｎ ｎＭ ｃ ａ ｏ ｅｈ的总部，用来进行子公司之间的 联合项 目研究 。 Ｄｒ ｌｒ说： 公司的主要产 品是 Ｔ ｆＴｋ ｕ ａｏ “ ｕｆｅ ，这是一种耐磨损 的立方氮化硼 （Ｂ ） ｃＮ 。与其 他一层层叠合起来的多层涂层不同， ｕｆｅ 是采用专利工 艺沉积把超硬 Ｃ Ｎ Ｔ ｆＴ ｋ Ｂ 颗粒沉积在硬
荷兰研 究中心 的研 究 目 是热塑 复合材料 标
位 于 荷 兰恩 赫 德 的 屯特 大 学 、波 音 公 司 以及 两 家 荷 兰 公 司 （ ｅＣ ｔ ｄａ ｃｄ Ｔｎ ａｅ Ａ ｖｎ ｅ Ｃｍ ｏ ｉｅ Ｖ Ｓｏｋ Ｆｋ ｅ ＥＰ ｏｐ ｓ ｔｓＢ 和 ｔｒ ｏ ｋｒＡ Ｓ ）联合签定 了关于在Ｔｅ ｔ大学建立热塑复合材料研 ｗｎ ｅ 究中心 （ ＲＣ Ｔ Ｐ ）的协议。 ，