热喷涂技术在农机工程材料延寿中的应用现状

采用热喷涂工艺可以在农机关键零件表面制备耐磨、耐腐蚀涂层,也可以在磨损、磨蚀零件表面制备尺寸恢复涂层对失效零件进行再制造,成为农机工程材料延寿的技术途径之一.本文综述了热喷涂技术在农机工程材料延寿中的应用现状,最后针对我国农机行业应用中存在的问题及不足,提出了希望与建议.     

热喷涂法制备热电发电机技术

热喷涂技术可以应用于热电发电机(TEG)的制备,是一项非常有前景的节能技术,能加强热电发动机大表面和高温服役下的废热回收,但目前受到材料和制备技术方面的限制。制备TEG至少需要四种材料,以热喷涂方法制备成复合涂层。涂层包括电绝缘体层、导电层、p型/n型半导体热电活性材料层。本文应用APS,HVOF和HVAF三种热喷涂方法探讨了TEG的制备技术。技术难点在于达到涂层之间的有效结合,其中以陶瓷涂层上喷涂金属涂层的难度最大。应用热喷涂技术制备TEG时,应保证复合涂层的某些涂层位于同一高度水平,例如n型和p型半导体层。因此,可以通过优化复合涂层中各种材料服役性能,制备适当的模具,以满足TEG制备的各项技术要求。     

热喷涂技术异军突起低碳节能材料驱动未来

热喷涂技术是材料科学领域内表面工程学的重要组成部分。它是一种表面强化和表面改性的技术,约占表面工程技术的三分之一。针对热喷涂技术与涂层材料应用的开发前景,分析了热喷涂涂层材料的主要功能,介绍了常用的热喷涂涂层材料,研究了热喷涂粉末的制粉方法及质量控制,探讨了热喷涂技术与涂层材料的发展趋势,指出了涂层材料对推动热喷涂技术的发展起着非常重要的作用。     

纳米涂层的制备方法

论述了几种喷涂方法制备纳米涂层,包括热喷涂方法和冷喷涂方法.热喷涂方法中介绍了等离子喷涂、超音速火焰喷涂以及爆炸喷涂制备纳米涂层的技术.     

大力发展纳米表面工程

表面工程是当今材料科学与工程领域中一个特别重要、极具活力和备受关注的领域.纳米热喷涂开创了纳米表面工程新时代,并成为热喷涂技术新的发展方向.作者综述了纳米热喷涂涂层技术研究现状,指出未来我国应重点支持以下几个方面的研究:1.纳米热喷涂涂层成分结构设计和可控制备研究;2.有一定应用背景的或表现出优异性能的热喷涂涂层技术的...     

热喷涂技术应用及研究进展与挑战

热喷涂作为重要的表面工程技术之一,是通过在材料表面制备材料保护涂层与功能涂层,赋予基体材料没有,但服役环境所必须的表面性能的方法。由于热喷涂可以制备从超过50%孔隙缺陷含量到接近完全致密的任意材料的涂层,基于缺陷控制可满足从可磨耗、耐高温隔热、耐磨损与耐腐蚀等不同服役要求,经过100余年的发展已经形成了包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、普通火焰喷涂等一系列方法,已经成为在众多产业领域,包括航天航空、交通运输、石油化工、电力能源、冶金钢铁、纺织与造纸、机械制造等,提高产品寿命与竞争力不可或缺的技术。制备可以提供耐磨损、耐环境腐蚀防护、耐高温隔热防护等保护涂层是热喷涂尤为重要的应用方面,热喷涂作为可显著提升结构零件耐磨损的涂层制备方法应用非常广泛,但在动载如冲蚀、空蚀、疲劳磨损、或高应力磨料磨损条件下,涂层材料的耐磨性能尚不能完全发挥;由于涂层总是存在一定的孔隙,难以以制备态直接用作长效耐腐蚀防护涂层,适当的封孔处理成为其用作耐腐蚀涂层的必要条件;包括以燃气轮机热障涂层为代表的耐高温隔热涂层等在航空与地面重型燃机中的应用,在欧美热喷涂市场中约占比60%,随着我国燃气轮机技术的发展,该市场潜力有望逐步得到发掘。热喷涂耐磨损涂层性能的进一步提升不仅需要开发新型硬质耐磨材料以及宽温域自润滑材料,还需要结合材料开发,发展可使粒子间结合充分的涂层制备方法,其次,基于涂层结构特征与服役性能关系控制磨损服役条件,防止源于粒子间脱落的加速磨损是确保长效磨损保护的基础。如何制备在喷涂态即可满足腐蚀介质不浸渗的致密涂层依然是热喷涂耐腐蚀涂层制备需要攻克的挑战。冷喷涂、等离子喷涂、物理气相沉积、液料热喷涂等新方法近年来发展迅速,与这些方法相配套的材料制备技术的发展将是这些新方法得到广泛应用的基础。新能源、医疗、民生、半导体等对导电、催化、生物活性、绝缘、耐刻蚀等功能涂层的需求也将有力推动热喷涂技术的发展。本文将结合目前热喷涂技术在国内外的应用现状与存在的问题,展望热喷涂技术进一步发展过程中有待解决的主要挑战性技术问题,为本领域技术人员合理认识热喷涂技术的特点,直面挑战,深入开展开发与基础研究,推动技术提供参考。     

热喷涂制备高熵合金涂层的研究现状与展望

首先介绍了高熵合金的理论基础。然后从不同的热喷涂工艺出发,综述了等离子喷涂、超音速火焰喷涂、高速电弧喷涂、冷喷涂四种技术在制备高熵合金涂层上的研究发展现状,重点从原料选用、制备工艺优化、性能研究、后处理工艺等方面对以上四种热喷涂技术制备高熵合金涂层的研究进行系统地归纳与总结。最后提出现有制备高熵合金涂层的热喷涂技术较少、热喷涂材料受限、高熵合金设计盲目这三个问题,针对性地提出了在优化已有技术的基础上开发新技术;开发高熵陶瓷、高熵非晶合金、高熵复合材料等新型热喷涂材料;沿用材料基因组理念建立高熵合金数据库这三点热喷涂制备高熵合金涂层在未来的发展趋势。      

热喷涂制备非晶合金涂层性能的研究进展

首先介绍了非晶合金的理论基础,然后从耐磨性和耐蚀性两个方面入手,详细地阐述了国内外对于热喷涂非晶合金涂层性能研究进展情况,并系统地总结了非金合金涂层在耐磨性和耐蚀性上的本质联系和根本矛盾,最后指出热喷涂非晶合金涂层性能研究上的局限性,提出三点问题:对于非晶合金基础理论的研究还处在起步阶段、热喷涂制备非晶合金涂层的合金体系种类少、制备非晶合金涂层的热喷涂技术有待开发,并针对以上三点问题提出热喷涂制备非晶合金涂层性能研究的未来发展方向。      

海港工程钢筋混凝土结构热喷涂阳极防护涂层技术

介绍了一种海港工程钢筋混凝土结构采用热喷涂阳极防护涂层技术来进行腐蚀防护的方法,就热喷涂防护原理、阳极涂层材料、施工工艺和质量控制等方面进行了分析和总结,也同时介绍了钢筋混凝土表面上热喷涂阳极涂层的修补技术和国外的应用实例。     

热喷涂WC—Co复合涂层的研究现状及展望

热喷涂WC—Co涂层由于具有硬度高及耐磨性能优良的特性作为耐磨涂层已得到了迅速的发展及广泛的应用。本文综述了国内外在利用热喷涂技术制备WC—Co复合涂层方面的研究进展;介绍了WC—Co热喷涂复合粉末的制备、各种热喷涂方法的工艺特点,比较了不同工艺方法制备的各种WC—Co涂层的组织结构及性能。综合研究表明：HVOF工艺更适合制备多峰及纳米结构WC—Co涂层;与传统WC—Co涂层比较,多峰和纳米结构WC—Co涂层在机械性能以及耐磨性能方面均有较大提高。     

高压冷喷涂技术特点及应用概述

高压冷喷涂是一种高压气流加速微小颗粒形成超音速(300～1200m/s)气固双相流轰击金属或绝缘基体表面形成涂层的工艺。与传统热喷涂相比,该技术具有喷涂温度低、涂层对基体热影响小、送粉速度快、涂层孔隙率低等优点,这使得高压冷喷涂技术适用范围较广,且喷涂粉末可以回收利用,降低了喷涂成本。本文从高压冷喷涂技术原理出发,介绍了技术特点、影响因素,综述了高压冷喷涂技术的应用及相关领域,展望了高压冷喷涂技术的未来发展和要求。     

冷喷涂技术及涂层处理工艺的研究进展

相比于热喷涂工艺,近年发展起来的冷喷涂具有明显的优势,冷喷涂工艺可以实现低温状态下的金属涂层沉积,这种工艺过程对粉末粒子结构几乎无热影响．而对粒子的加速效果很好,金属材料沉积过程中的氧化可以忽略。本文介绍了冷喷涂技术的原理和特点,总结了冷喷涂技术在涂层沉积机制、工艺参数和涂层后期热处理三方面的最新研究进展。涂层与基体的界面结合以及涂层之间的粒子结合都是以机械结合为主．由此导致涂层与基体的结合强度不高。如何对冷喷涂涂层进行热处理,使其结合强度有所提高,已成为冷喷涂技术研究的一个新方向。     

超低压等离子喷涂技术及应用

超低压等离子喷涂技术是热喷涂领域出现的一项新技术。该技术融合了传统等离子喷涂技术以凝固为主形成涂层和气相沉积技术以气/固方式沉积薄膜的特征。该技术适合快速大面积薄涂层制备,可实现涂层微结构控制(层状结构、柱状结构及混合结构涂层)。本文主要介绍了超低压等离子喷涂技术的特点、分类、设备组成,重点介绍了该技术的潜在应用。     

厚热障涂层的失效分析研究

厚热障涂层因具有优异的隔热效果, 在航空发动机热端部件防护上获得应用。 在高温燃气冲蚀环境中服役 后, 致密厚热障涂层呈局部块状剥落而失效。 本文对涂层失效后的截面形貌、 元素分布、 相结构等进行分析。 结 果表明, 涂层失效的主要原因是表面附着物的渗入和焰流冲蚀下致密厚热障涂层内部应力的增加。 采用高能等离 子喷涂制备具有弥散分布裂纹的厚热障涂层有望提高涂层寿命。     

混凝土表面热喷涂陶瓷基涂层的制备与性能测试研究

表面涂层防护是混凝土耐久性提升的主要技术思路, 本文基于等离子喷涂技术, 采用拉拔法、 XRD、 SEM-EDS、 X-CT、 摩擦磨损等手段, 在混凝土表面喷涂陶瓷基涂层并进行性能测试评价。 试验结果表明, 试验 用莫来石粉是合适的陶瓷基涂层材料, 涂层与混凝土表面具有良好的界面结合能力, 二者结合部位呈现嵌合状态, 附着力达 3.82 MPa, 且表面具有持久的耐磨能力。 涂层内部具有多孔的结构特点, 仍需通过工艺参数优化、 材料 复合或粉末细化等途径, 提高结构致密性、 细化内部孔径, 提升喷涂质量。 研究旨在探索混凝土表面防护涂层新 材料与新技术, 拓宽热喷涂应用领域, 延长混凝土健康服役寿命。     

水冷壁高温腐蚀涂层技术研究与应用进展

当前大型燃煤锅炉由于进行了低氮燃烧改造以及掺烧高硫分煤种, 导致水冷壁管发生严重的高温腐蚀, 管 壁减薄, 容易发生爆管泄漏事故。 本文综述了燃煤锅炉常见的四种高温腐蚀类型, 对大型燃煤锅炉水冷壁进行表 面改性, 已成为解决水冷壁管高温腐蚀问题的重要手段。 从堆焊涂层、 渗铝涂层、 纳米陶瓷涂层、 热喷涂涂层四 种防护涂层技术角度介绍了材料及应用现状。 在当前技术相对成熟的高速电弧喷涂技术的基础上提出一种防护效 果良好的复合喷涂技术, 并在一台 640 MW 超临界机组上成功应用。     

高速燃气热喷涂技术的进展

热喷涂是表面工程和再制造工程的重要技术支撑,其中高速燃气喷涂技术因其优良的涂层性能而应用广泛。文中介绍了高速氧气助燃火焰喷涂技术(HVOF)、高速空气助燃火焰喷涂技术(HVAF)、活性燃烧高速燃气喷涂技术(AC-HVAF),以及高速燃气电弧复合喷涂技术(HVAF-ARC)的技术特点和应用进展,并提出了高速燃气喷涂在未来的重点发展方向。     

PS-PVD 热障涂层显微结构对耐侵蚀性能的影响研究

采用等离子喷涂物理气相沉积 ( PS-PVD ) 技术开展了热障涂层梯度结构调控研究，通过调整喷涂送粉速率， 在底部、中间和顶部沉积阶段制备了五种不同的热障涂层，对热障涂层的显微组织、粗糙度、孔隙率、耐熔盐腐 蚀和耐粒子冲蚀性能进行表征，阐明了显微结构变化对热障涂层耐侵蚀性能的影响。研究表明：送粉速率的变化 对PS-PVD热障涂层羽柱状结构的沉积有显著的影响，低送粉速率下，涂层底部结构比较致密，当送粉速率增大时， 由于粉末颗粒在喷涂过程气化不充分，未熔粒子增加，羽柱状顶部结构趋向致密结构转变，涂层顶部孔隙率下降， 表面粗糙度降低。送粉速率由底至顶梯度递增制备的涂层表现出较高的耐熔盐腐蚀性能和耐粒子冲蚀性能。