热喷涂纳米陶瓷涂层的制备及性能

热喷涂纳米陶瓷涂层的研究是目前陶瓷涂层领域研究热点之一.介绍了国内外热喷涂纳米陶瓷涂层的主要制备方法及涂层性能,重点介绍了可喷涂纳米结构喂料的主要制备方法和工艺路线.与传统微米级陶瓷涂层相比,纳米陶瓷涂层具有更为优异的性能和广阔的发展前景.     

Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2含纳米结构等离子喷涂层的显微硬度及韧性

为了提高传统Al_2O_3+40%TiO_2等离子喷涂层的力学性能,将纳米结构的ZrO_2粉末引入热喷涂层,采用液相喷雾造粒的方法将纳米ZrO_2-准微米级Al_2O_3/TiO_2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体,并用等离子喷涂技术制备出含有纳米结构的陶瓷涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等对涂层的微观结构和性能进行了检测.结果表明,最佳喷涂功率40 kW下制备的纳米陶瓷涂层的显微硬度和韧性比传统涂层有了明显提高.     

等离子喷涂纳米Al2O3/TiO2复合陶瓷涂层的显微组织与性能

采用液相喷雾造粒方法将纳米级Al2O3/TiO2团聚成微米级颗粒,制备了适用于等离子喷涂的陶瓷复合粉体,并利用等离子喷涂技术成功的制备出了含有纳米结构的陶瓷涂层.利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和显微硬度计等设备对涂层的微观结构和性能做了初步的检测.结果表明,涂层中含有适当比例的未熔或半熔的纳米颗粒,涂层的硬度、韧性和耐磨性等性能与普通涂层相比都有了较大提高.     

等离子喷涂纳米陶瓷涂层的研究进展

等离子喷涂纳米陶瓷涂层是目前纳米涂层领域的研究热点之一.综述了国内外等离子喷涂纳米陶瓷涂层的研究现状,指出了目前用等离子喷涂技术制备纳米陶瓷涂层所面临的难题,展望了等离子喷涂技术在制备纳米陶瓷涂层方面的发展前景.     

常规和纳米陶瓷等离子喷涂层抗冲蚀性能的对比

纳米陶瓷具有高韧性和超塑性等独特的性能,用于制备涂层可极大地提高其耐冲蚀性能.以常规和纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备了2种陶瓷涂层.比较了2种涂层的微观结构、结合强度和抗冲蚀性能,探讨了涂层的冲蚀破坏机理.结果表明:常规涂层呈典型的层状堆积特征,...     

等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层的研究现状

等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层具有耐磨、耐腐蚀、抗热氧化等优良性能,因而成为目前纳米涂层领域的研究热点之一。归纳了纳米结构Al2O3-TiO2喂料的制备方法,介绍了纳米结构涂层的显微结构和力学性能(断裂韧性、显微硬度、结合强度等),分析了纳米结构涂层的抗热氧化性和摩擦学性能,综述了等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层的研究现状,讨论并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

纳米掺杂对Al2O3＋13wt％TiO2等离子喷涂涂层组织结构及抗磨损性能的影响研究

采用纳米掺杂方法制备纳米包覆微米级粒子的AT-13等离子喷涂粉末，并利用大气等离子喷涂技术制备出含有纳米复相结构的陶瓷涂层。采用常温干摩擦试验评价纳米复相结构涂层的耐磨损性能，并利用扫描电镜（SEM）观察磨损后的磨痕形貌。结果表明，纳米复相涂层的耐磨损性能明显好于传统陶瓷涂层，且磨损载荷高于400N后，纳米复相涂层磨损机制和传统涂层的不同，传统涂层的磨损主要是涂层的微裂纹产生和颗粒的剥落，而相同条件下纳米复相涂层，主要表现为涂层的粘着磨损与局部剥落。     

热化学反应法制备陶瓷涂层及其耐蚀性能

为了提高Q235钢的耐腐蚀性能,采用热化学反应法在其表面制备了陶瓷涂层,并对涂层的组织结构和耐腐蚀性能进行了研究.结果表明:微米、纳米SiO_2基陶瓷涂层经600℃固化后,均生成了新物相,具有良好的致密性和结合强度;微米涂层的耐酸、耐碱、耐盐性能分别是基体的4.00,1.07,4.02倍,纳米陶瓷涂层的耐酸、耐碱、耐盐性能分别是基体的17.00,1.79,13.80倍.     

磨削加工对纳米结构陶瓷涂层耐磨性能的影响

对磨削加工后的纳米结构陶瓷涂层进行磨损性能试验.磨损试验首先对纳米结构陶瓷涂层Al2O3/13TiO2的圆柱形工件进行外圆磨削加工,然后将各种不同条件下磨削加工后的圆柱工件装夹到立式铣床的主轴上,进行定速、定载荷的磨损性能试验.磨损性能试验时,圆柱工件在旋转的同时与往复运动的长方形氮化硅陶瓷棒进行滑擦,在其圆柱表面形成磨损沟槽.使用扫描电子显微镜和表面轮廓仪对纳米陶瓷涂层的磨损沟槽进行观察与评定,并与传统陶瓷涂层的磨损沟槽进行对比与分析.为进一步揭示纳米陶瓷涂层的磨损机理,使用有限元法对接触区的应力场进行模拟,并分析纳米陶瓷涂层裂纹的形成与扩展.讨论了磨削工艺参数以及涂层晶粒大小对纳米结构陶瓷涂层耐磨损性能的影响.     

铜合金表面激光诱导原位反应制备颗粒增强Co基复合合金涂层

以含有定量纳米Al粉的Co基新型合金为涂层的原材料,在Cu-Cr合金表面利用Nd:YAG固体激光器诱导原位反应制备陶瓷相增强Co基复合涂层。采用金相显微镜、扫描电镜和显微硬度等分析技术,对所制备样品涂层的结构和形成机制进行了研究。结果表明:通过激光诱导原位反应,在铜合金表面制备出了组织细小、界面呈冶金结合的陶瓷相增强Co基涂层;涂层的显微硬度由基体表面显微硬度HV87提高到HV426;纳米Al粉的加入为激光诱导原位反应制备Co基涂层提供内部热源,弥补了铜合金基体因导热快而带来的能量损失,充分诱导涂层内的物质发生化学反应,有利于Co基复合涂层的形成;涂层中原位生成的陶瓷相直径小于2.0 μm,弥散分布在涂层中起到骨骼强化作用。      

纳米陶瓷涂层的性能及应用

纳米陶瓷涂层与微米级陶瓷涂层相比,晶粒更细化且分散均匀,晶界数量大幅度增加,其在硬度、韧性、耐磨性、结合强度、抗蚀性、致密度等方面有显著的提高,已在航空航天、船舶、化工等工业领域得到应用.本文针对纳米陶瓷涂层的性能及应用给予介绍.     

纳米陶瓷等离子喷涂层硬度的Weibull分布及与涂层组构的对应特性

等离子喷涂层的硬度是反映其耐磨性、强度、使用寿命的重要指标,它与涂层的组构有对应的关系,但其测定结果分散性较大。为了精确测量陶瓷等离子喷涂层的硬度,在NiCrAl合金表面等离子喷涂制备了Al2O3-13%TiO2(AT13)纳米陶瓷涂层(ncc)和对照用微米涂层(mcc),采用显微硬度测试仪测量了其显微硬度,研究了其Weibull分布特性,通过SEM、XRD等分析了ncc涂层显微硬度与微观组织结构的关系,并通过TEM对涂层的微区结构进行了表征。结果表明:ncc涂层的平均显微硬度显著高于mcc,且呈双态分布;两者硬度的Weibull分布呈分散性,但ncc涂层的分布较均匀,微裂纹细小且粒径小,以α-Al2O3和γ-Al2O3及少量金红石型TiO2为主要物相;ncc涂层具有优异的力学性能主要归因于其组织的晶粒细化、纳米TiO2颗粒镶嵌于Al2O3孔隙中、Al2O3微晶弥散分布、微裂纹韧化等。     

陶瓷薄膜制备技术研究进展

陶瓷薄膜具有耐磨、耐蚀、耐高温和抗微生物侵蚀等性能,在航天、化工机械、生物医学等行业获得了广泛的应用,从而推动着陶瓷薄膜的材质和制备工艺不断发展.综述了微弧氧化、溶胶凝胶和电泳沉积等制备陶瓷薄膜常用工艺的研究进展,分析了工艺参数对陶瓷膜组织结构和性能的影响.目前,制备工艺正向着电子束、离子束和激光束之间的组合和其工艺间复合的方向发展,陶瓷薄膜正向着多元膜、多层膜、梯度膜和纳米复合膜方向发展.     

Nanostructured ceramics for biomedical implants

Recent progress in the synthesis, characterization, and biological compatibility of nanostructured ceramics for biomedical implants is reviewed. A major goal is to develop ceramic coating technology that can reduce the friction and wear in mating total joint replacement components, thus contributing to their significantly improved function and longer life span. Particular attention is focused on the enhancement of mechanical properties such as hardness, toughness, and friction coefficient and on the bioactivity as they pertain to the nanostructure of the material. The development of three nanostructured implant coatings is discussed: diamond, hydroxyapatite, and functionally graded metalloceramics based on the Cr-Ti-N ternary system. Nanostructured diamond produced by chemical vapor deposition (CVD) techniques and composed of nano-size diamond grains have particular promise because of the combination of ultrahigh hardness, improved toughness over conventional microcrystalline diamond, low friction, and good adhesion to titanium alloys. Nanostructured processing applied to hydroxyapatite coatings is used to achieve the desired mechanical characteristics and enhanced surface reactivity and has been found to increase osteoblast adhesion, proliferation, and mineralization. Finally, nanostructured metalloceramic coatings provide continuous variation from a nanocrystalline metallic bond at the interface to the hard ceramic bond on the surface and have the ability to overcome adhesion problems associated with ceramic hard coatings on metallic substrates.     

热喷涂纳米结构涂层技术的研究进展

与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学和摩擦学等方面的性能有了一定的提高.作者综述了国内外在应用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展.介绍了纳米结构喂料的制备、热喷涂纳米结构涂层的构筑方法、涂层的特殊性能以及应用情况.从目前国内外的情况来看,热喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.随着技术、工艺的不断完善,其必将在很多领域取代传统的涂层.     

热喷涂纳米结构涂层的研究现状

介绍了国内外喷涂用纳米结构喂料的制备方法以及在应用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展.与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学、摩擦学以及耐磨防腐蚀性能方面有了较大的提高.