本发明公开了一种用滚压变形制备金属材料表面梯度纳米层的方法，该方法将金属材料样品夹持于 夹具上，并将夹具固定于旋转工作台上;采用液压系统驱动压头底座使镶嵌于压头底座上的滚针压入金 属材料样品表面并对滚针施加压力;采用动力设备驱动工作台旋转从而带动金属材料样品旋转，滚针在 金属材料样品表面滚压使金属材料样品表面产生强烈塑性变形，从而在金属材料样品表面形成梯度纳米 晶层。本发明操作简便，安全性高，无噪音污染，且生产效率高;处理后的金属材料变形均匀、表面光 滑;可通过改变施加于金属材料表面的压力、处理时间

北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种在金属表面铸渗金属陶瓷梯度材料的技术，其应用前景极其广阔。 本项目可在钢铁，铜，铝等金属的铸造过程中，充分利用铸造金属的热能，用燃烧合成，多孔材料和梯度材料的技术在铸件的表面形成一层毫米级厚度的含碳化物或硼化物等的金属陶瓷梯度材料层。此金属陶瓷梯度材料层与基体是冶金结合，结合牢固。本项目可根据耐磨，耐蚀的具体要求，在一定的范围内对表面铸渗金属陶瓷梯度材料的厚度，硬度，强度，韧性和耐蚀性进行设计。 本项目产品的基本工艺为铸造和燃烧合成等技术的结合。可在复杂形状和较大尺寸的铸件需要的表面进行铸渗。      本项目与大多数表面技术相比，具有表面层厚度大，结合牢固，能耗低，可在铸件任意表面进行等显著优点。      本项目可广泛用于水泥，矿山，冶金，机械，石油，化工等各个行业。

本发明公开了一种混合自组装分子层修饰的基底表面沉积纳米 金颗粒的方法，该方法包括:将将氧化物或无机基底的表面进行洁净 处理，去除硅表面的油脂、油污等有机物、无机物和氧化层，使基底 表面羟基化;随后采用分步法，在预处理过的硅基底浸入含有有机硅 烷自组装分子的溶液中，进行硅表面分子自组装修饰，得到不同的有 机链混合生长的自组装单分子层;最后在已生长有混合自组装单分子 层的基底表面采用柠檬酸盐法沉积金纳米颗粒。按照本发明使用的基 底清洗方法和改性方法可通过自组装分子的生长时间来实现对金纳米 颗粒均匀分布的

采用离子辅助沉积电弧离子镀设备复合强流脉冲电子束和离子束进行刀具的预处理，得到表面硬质膜和内表面的强化层，从而显著提高刀具在高速切削条件下的使用寿命。

所属领域 先进制造成果简介 据不完全统计，由腐蚀磨损引起的机械零部件失效占总体的1/3到1/2，很多机械零部件表面需要耐磨或者耐蚀耐磨，而基体仍要求高的强韧性，这需要在零部件表面制造一层耐蚀耐磨涂层，本项目提供了一种设备投资少、成本低的复合涂层综合解决方案。 对于已经成型的零部件复合一层耐磨涂层或者表面修复，我们采取表面涂覆涂层制造技术。将粉末加粘结剂进行

研发阶段/n一种花键轴表面功能梯度复合涂层，花键轴表面外依次涂覆有粘合剂、尼龙１１和／或尼龙１０１０薄膜，其特征在于：尼龙１１和／或尼龙１０１０薄膜外还涂覆有尼龙１１和／或尼龙１０１０与改性硫化钼或纳米氧化铝的均匀混合的梯度薄膜，梯度方向为从里向外改性硫化钼或纳米氧化铝在混合物中的含量从少到多，梯度薄膜的厚度为２５０－３５０微米。本发明与现有的花键轴涂层相比具有耐磨性能好、表面硬度高、自润滑能力强等优点。能广泛用于大、中、小型汽花键轴的表面涂覆。

表面涂层技术的可贵之处在于：可用极少量材料起到大量、昂贵的整体材料所难以达到的效果，提高材料的综合性能，并显著地降低产品的制造成本。由于电火花加工机床已经成为工模具车间的必备设备，因此如果能在普通电火花成型机床上，利用放电沉积原理对导电工件材料沉积陶瓷层，必将成为一种极具应用潜力和经济价值的方法。使用含有Ti、TiC、W、WC等粉末的压铸或烧结电极和普通的煤油基工作液，在普通电火花加工机床上，利用放电过程中粉末材料与工作液中的碳原子所产生的物理、化学反应，在工件表面沉积TiC、WC等陶瓷材料，通过

产品详细介绍1. 样品台，标准模块96×0.2ml+77×0.5ml模块；另可选384well模块和原位板模块；模块更换更加方便、快捷2. 温度范围：0~100℃3. 超高的升降温速率，升温速度：≥4.0℃/s，降温速率≥3.5℃/s4. 精确的温度准确性控制和均匀度控制；5. 超宽的温度梯度范围：30~100℃6. 温度梯度宽度：1~30℃7. 热盖温度可调，并带有压力调整及指示8. 程序存储量：200个9. 最大循环数：9910. 5.7寸大屏幕TFT彩屏中英文显示，带图形显示功能，更方便程序设定及过程观察11. 带USB2.0接口，支持多机联网运行，支持程序无限量下载及转移12. 支持U盘13. 带时间/温度递增/递减功能，适合长链基因扩增及支持TouchDown PCR实验14. 高品质的基因扩增仪产品，适合于科研用户高标准的PCR实验要求。

研发阶段/n本发明涉及一种铝合金表面复合高速钢耐磨层的制备方法，首先，在铝合金表面热喷涂０．２ｍｍ－１．５ｍｍ厚度的高速钢涂层，然后通过搅拌摩擦加工，使热喷涂的高速钢涂层均匀镶嵌、熔合在铝合金表面层中，形成一层良好的耐磨层，涂层和基体间产生冶金结合。本发明通过搅拌摩擦加工，使热喷涂涂层均匀镶嵌、熔合在铝合金表面层中，形成一层良好的耐磨层，涂层和基体间产生冶金结合。本发明获得的高速钢耐磨层硬度＞５２０ＨＶ，结合强度＞７０ＭＰａ。

强度和韧性的“倒置关系”是材料研究领域长期存在的难题。大量的实验表明，随着金属材料内部晶粒尺寸的降低，在强度获得提升的同时，韧性将大打折扣。目前，广泛采用的高强材料韧化策略有：（1）改变组分，通过引入和调整材料的多种主要元素，同时激活多种塑性变形机制，高熵合金材料就是采用这种思路；（2）改变微结构，在材料内部引入一种或多种梯度分布的微结构，避免由于特征长度突变带来的性能突变，有效克服金属材料强度和韧性的失配问题，这种材料被称为梯度纳米结构材料。 图1 梯度结构金属材料的类型（摘自：李毅，梯度结构金属材料研究进展，中国材料进展，2016, 35: 658-665）人工制备的梯度纳米金属结构主要包括以下几种：梯度晶粒，梯度位错，梯度孪晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含两种以上的梯度混合结构。在已经发展成熟的金属材料内部引入梯度纳米结构，可以进一步提高其强韧性匹配能力。例如，通过表面研磨处理（SMAT）在孪晶诱发塑性（TWIP）钢表面引入大量的塑性变形，使其表面晶粒细化，随着深度的增加，晶粒细化的程度逐渐降低，同时塑性变形也会导致位错演化和孪晶的产生，因此在TWIP钢内部形成了包含梯度晶粒，梯度位错和梯度孪晶的梯度混合结构。这种梯度纳米结构TWIP钢的强度可以提升50%，断裂应变仅从60%下降到52%，具有更高的强韧性匹配能力。目前，关于梯度纳米结构TWIP钢的研究集中于实验，反映物理机制的本构模型研究还鲜见报道。西南交通大学力学与工程学院张旭教授与德国马普钢铁所、中国钢铁研究总院等机构开展合作，指导博士生陆晓翀发展出考虑位错滑移和变形孪晶等物理机制的微结构尺寸相关晶体塑性本构模型。依托DAMASK平台将该模型移植有限元，并对梯度纳米结构TWIP钢的单轴拉伸变形行为展开模拟，揭示了其微结构演化与宏观性能之间的关系，量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。相关研究工作已在金属材料与固体力学交叉领域顶级期刊《International Journal of Plasticity》上在线发表，论文题目为Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 论文链接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP钢的单拉实验数据验证该模型的合理性，结果表明该模型对不同尺寸下的应力应变响应和应变强化行为都可以较好地描述，特别是细晶TWIP钢硬化率曲线中的up-turn效应。通过对内变量演化的分析及对比性模拟，作者发现这种up-turn效应源自于细晶中显著的背应力。 图2 对比不同晶粒尺寸TWIP钢的单拉实验和模拟结果由于梯度纳米结构TWIP钢的微结构十分复杂，晶粒数目众多，通过采用三维均匀化方法，建立了宏观试样尺寸的有限元模型。通过对每层单元赋予不同的晶粒尺寸，初始位错密度和孪晶体积分数，离散地描述材料内部微结构的梯度分布，并通过梯度网格划分方法进一步减少单元数目。对于材料表层微结构变化剧烈的区域，采用密度较高的网格，以保证更加精确地描述微结构的梯度变化。 图3三维均匀化方法示意图作者利用发展的晶体塑性模型，对均匀和梯度纳米结构的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP钢的单拉变形行为进行模拟。结果表明，在合理描述均匀结构TWIP钢应力-应变响应的基础上，通过引入微结构的梯度分布，无需修改任何参数就可以较好地描述梯度纳米结构TWIP钢的单拉力学行为。通过对比变形云图，作者发现均匀和梯度纳米结构TWIP钢的表面都会变的粗糙不平，但梯度纳米结构的表面粗糙度更加明显，产生的应变局域化形成了两个凹陷区，且凹陷区在垂直于平面方向也会发生收缩。随着深度的增加，收缩程度逐渐降低。通过对比性模拟，作者发现表面凹陷区的出现就是梯度纳米结构TWIP钢韧性略微下降的原因。而应变局域化的产生与表面纳米层晶粒的应变强化能力有关，提高表面纳米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷区的出现和韧性的下降。此外，作者通过分析不同层位错密度的演化，进一步证实了上述观点。作者还通过对比性模拟量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。结果表明：强度的提升源于梯度位错结构，梯度晶粒和梯度孪晶结构有助于保持材料的应变强化能力。 图4 均匀结构和梯度纳米结构TWIP钢的模拟结果对比分析。