超音速冷喷涂Cu-Al_2O_3复合涂层特性

采用冷喷涂技术在铝基板上制备了Cu-Al2O3复合涂层,以复合涂层为催化荆进行了甲醇水蒸气重整制氢实验,并利用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对实验前后的涂层进行了表征.结果表明,涂层之间和涂层与基板问的结合主要为机械咬合,孔隙率较高,与喷涂颗粒相比,涂层没有相的变化;喷涂后Al2O3颗粒发生了破碎,而Cu颗粒变形不充分,Cu颗粒特性导致涂层中铜含量比粉末中的低;甲醇水蒸气重整制氢实验表明,Cu-Al2O3复合涂层由于含氧高而具有比纯铜涂层更好的稳定性.     

45钢表面超音速电弧喷涂Ti-Al涂层的组织与性能研究

采用自行开发研制的超音速电弧喷设备，在45钢表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针，对涂层的成分、相结构、显微组织及其结合强度、显微硬度进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在45钢表面形成 度高、孔隙率低，结合强度较好和硬度高的Ti-Al合金涂层。     

激光辅助冷喷涂制备高硬度材料涂层的研究进展

冷喷涂是一种新型的低温固态涂层制备技术,在制备温度敏感、相变敏感、氧化敏感材料涂层方面表现出突出的优势。但单纯冷喷涂技术无法沉积高硬度材料,这极大地限制了冷喷涂的应用范围,为了解决该问题,激光技术被引入冷喷涂沉积过程中同步软化喷涂颗粒与基板,这不仅能使高硬度材料实现有效沉积,还能提高冷喷涂涂层的沉积效率、致密度和结合强度等,拓宽冷喷涂沉积材料的选择范围。阐述了激光辅助冷喷涂技术的原理、特点和优势,综述了该技术在沉积制备高硬度金属及金属基耐磨复合涂层的国内外研究现状。     

空气超音速火焰喷涂、冷喷涂与电镀制备电触头银层的组织结构与摩擦磨损性能对比

电触头是电力输送系统中的关键元器件,其失效方式与触头表面涂层的磨损密切相关。采用空气超音速火焰喷涂工艺(HVAF)和冷喷涂工艺(CS)分别制备了银涂层;采用往复摩擦试验研究了涂层在不同载荷、频率条件下的摩擦磨损性能,并与电镀银镀层的性能进行了对比;采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了涂层磨痕的表面形貌和成分,并对涂层的摩擦磨损机理进行了分析和讨论。结果表明：空气超音速火焰喷涂和冷喷涂工艺均可制备较厚的致密银涂层;冷喷涂制备的银涂层硬度较高,在高频、高载荷条件下具有较小的摩擦系数和较低的磨损量;空气超音速火焰喷涂和冷喷涂制备的银涂层的磨损机制主要为疲劳磨损。     

超音速等离子体喷涂MoSi2涂层工艺研究

涂层技术是C/C复合材料高温抗氧化与抗烧蚀的有效手段,单一的SiC涂层很难为C/C复合材料提供有效的长寿命保护。金属间化合物MoSi2高温时会形成一层致密的SiO2保护膜,具有特别优异的高温抗氧化性能,常作为C/C复合材料的高温抗氧化涂层。本文采用超音速等离子喷涂法在带SiC涂层的C/C复合材料表面制备了MoSi2涂层,主要研究了喷涂功率、主气(Ar)流量对粉料表面温度、飞行速度、沉积率以及对涂层表面微观结构和结合强度的影响。结果表明:喷涂功率在47.5~52.5 kW之间,既能使粒子有较高的速度和温度,还能保证粉末不过熔,在喷涂功率为50 kW时,粉料的沉积率最高,氧化不高,涂层表面致密性好,截面结合紧密,结合强度高;Ar流量为65 L/min时,能够保证MoSi2粉末有较高的表面温度与较快飞行速度,沉积率最高,氧化不高,涂层表面致密,几乎没有孔隙与裂纹。因此,调控超音速等离子体喷涂工艺参数能够在带SiC涂层的C/C复合材料表面得到致密且结合良好的MoSiO2涂层。     

等离子喷涂溶胶制备纳米ZrO2涂层工艺及涂层结构表征

采用等离子喷涂溶胶工艺制备了氧化锆纳米涂层.并用x射线衍射仪、扫描电镜观察了溶胶干燥粉末和涂层的物相组成及显微结构.结果表明,溶胶自然干燥后为非晶态,通过加热可以得到晶体结构,等离子喷涂形成的涂层为单斜相与立方相的混合晶体结构.制备的涂层由熔化较好的颗粒形成的致密块体和微裂纹组成.本方法能够得到晶粒很细的纳米结构涂层.     

硬质相对冷喷涂FeAl金属间化合物涂层性能的影响

FeAl金属间化合物具有优良的物理性能和力学性能,但其室温塑性和断裂韧性低,限制了其工程应用.利用机械合金化制备了Fe(Al)固溶体合金粉末及Al2O3,WC硬质相增强的复合合金粉末,通过冷喷涂沉积涂层并结合后热处理原位反应制备了FeAl金属间化合物涂层及其复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等研究了硬质相对球磨粉末组织结构、冷喷涂FeAl金属间化合物涂层组织结构及性能的影响.结果表明.硬质相可显著加速球磨粉末内部层状结构的细化程度,喷涂态涂层具有不同于传统热喷涂涂层的层状组织结构,热处理可实现喷涂态涂层中Fe(Al)固溶体向FeAl金属间化合物的原位转变,致使层状结构消失,获得无粒子界面的FeAl金属间化合物涂层,弥散分布的硬质相可显著提高冷喷涂FeAl金属间化合物涂层的强化稳定性.     

局部晶序分析方法研究团簇沉积后的晶格结构

在冷喷涂过程中,喷涂粒子被超音速气流加热到较高速度,在低于喷涂材料熔点的温度下撞击基体发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层.通过径向分布函数和局部晶序方法研完了粒子沉积后形成涂层的晶格结构,发现粒子沉积后形成了类似于基体的fcc晶格结构.     

冷喷涂锌镍合金层的组织结构及耐蚀性

为了探讨冷喷涂制备锌镍合金的可行性及其制成的涂层的耐蚀性,采用机械合金化制备了不同镍含量的锌镍合金粉末,将其冷喷涂于Q235钢表面制成锌镍合金层,通过动电位极化测试、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等研究了其在海水中的腐蚀行为。结果表明:机械合金化能使部分锌镍粉末合金化,冷喷涂过程使合金化程度进一步提高;锌镍合金冷喷涂层在海水中浸泡时,锌首先被溶解生成致密产物,产物膜下形成镍的富集层,延缓了涂层的腐蚀速率;镍的加入可以提高涂层的稳定电位,降低涂层腐蚀速率,但镍含量过高会使涂层发生腐蚀微电池作用,含镍15%的冷喷涂锌镍合金层的耐蚀性最佳;镍可以稳定Zn(OH)2,抑制其向ZnO转化,使得冷喷涂层腐蚀形貌均匀致密。     

非金属材料表面冷喷涂金属化的研究现状及展望

冷喷涂是一种快速发展的固态粉末沉积技术,具有喷涂温度低、沉积效率高、制造速度快等特点,在金属涂层制备、受损零部件修复、增材制造等方面已有广泛的研究与应用。传统冷喷涂工艺的基体材料一般是金属材料,其沉积过程的机理研究也较为成熟。近年来,随着众多工业领域对复合材料的需求进一步提升,通过冷喷涂技术在非金属材料表面制备金属涂层(表面金属化)受到了不同领域众多研究者的关注。总结了目前已报道的使用冷喷涂工艺在高分子和陶瓷等非金属材料表面制备金属涂层的相关结果,围绕几种常用的高分子和陶瓷基体材料,分析了非金属基体材料上冷喷涂沉积金属涂层的结合机理,并在此基础上讨论了冷喷涂工艺参数和材料参数对非金属材料表面冷喷涂金属化的影响。     

冷喷涂304不锈钢涂层的弯曲力学行为研究

采用冷喷涂(CGDS)技术在IF钢基体上制备304不锈钢涂层.用SHIMADZU液压伺服疲劳试验机对304不锈钢涂层样品进行三点弯曲实验,用扫描电子显微镜来研究冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为.结果表明:冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为为脆性断裂;裂纹萌生于涂层表面,随着载荷和力矩的增加,裂纹向涂层内部扩展,裂纹在涂层...     

冷气动力喷涂技术研究进展

作为一种新的涂层方法－冷气动力喷涂因能在较低的温度下喷涂金属、合金以及复合涂层而受到人们的关注。综述了国内外冷气动力喷涂技术领域的最新研究进展，主要包括冷气动力喷涂技术研究、冷喷涂涂层的结构性能和涂层特点及其应用。     

机械镀锌中强化时间对锌镀层性能的影响

为了掌握机械镀锌中强化时间对镀锌层的影响,分别设置了4种机械镀锌的强化时间(0,5,15,60 min),制备了4种镀层.采用体视显微镜、表面洛氏硬度计研究了强化时间对锌镀层平整度、硬度的影响,采用重量法和铁试剂法分析了强化时间对锌镀层致密度和孔隙率的影响,采用XRD技术研究了强化时间对锌镀层物相组成的影响,采用中性盐雾试验研究了强化时间对锌镀层耐腐蚀性的影响.结果表明:在机械镀锌中随着强化时间的增加,锌镀层的平整度、致密度有所提高,硬度有所增加;强化时间对锌镀层的孔隙率、物相组成和耐蚀性没有影响.     

黑铬镀层的红外辐射性能及镀液废水处理

镍钴镀层上沉积的黑铬镀层对可见光具有很高的辐射率,可用作光学器材,而其对红外光的辐射率目前未见报道.在硬铝合金基体表面依次电镀镍钴合金及黑铬,用红外辐射率测量仪测量了不同H-1添加剂和氟硅酸含量的镀液所得黑铬镀层的红外辐射率,通过高低温冲击试验定性检测了黑铬镀层与镍钴镀层的结合强度,并采用还原沉淀法对电镀废液进行了处理.结果表明:添加剂H-1含量为25 g/L时,黑铬镀层的红外辐射率最高;H-1含量为20 g/L和25 g/L时,黑铬镀层的红外辐射率均在氟化硅含量为0.16 mL/L时获得最大值;黑铬镀层与镍钴镀层结合牢固;电镀废液经2次处理后可达到国家排放标准.     

感应等离子体技术制备球形铸造碳化钨粉体及其性能表征

球形碳化钨增强金属基复合涂层具有高硬度、高韧性和优异的耐磨、耐蚀性等特点,可以对材料表面起到有效保护作用。传统铸造碳化钨粉体多呈不规则的片状或多角状,流动性差且硬度低,难以满足高性能涂层材料的要求。本文以多角状铸造碳化钨粉体为原料,采用感应等离子体技术制备球形碳化钨粉体,研究感应等离子体技术工艺参数对碳化钨粉体球化效果的影响规律。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、霍尔流速计、激光粒度分析仪等对球化处理前后碳化钨粉体的形貌、物相、松装密度、粒度分布进行表征。结果表明:送粉率为110 g/min、载气流量为5.0 L/min时,采用感应等离子体技术可制备颗粒饱满、表面光滑、分散性良好,球化率高达99%以上,且球形度较好的球形碳化钨粉体。球化后碳化钨粉体无孔洞等缺陷,内部组织为典型的细针状WC和W₂C的共晶,组织结构均匀细密。球化后碳化钨粉体的硬度高达3 258HV,提高了408HV;球化后碳化钨粉体的松装密度由8.01 g/cm³提高到9.75 g/cm³,霍尔流速由10.30 s/50 g降低到6.80 s/50 g,粉体的流动性提高。     

化学气相沉积陶瓷复膜抗腐蚀试验研究

油气田开发过程中的井下腐蚀严重,由于腐蚀失效引起的损失极大地增加了油气田开发的成本。金属陶瓷具有很好的抗腐蚀性能,因此选择化学气相沉积(CVD)陶瓷复膜技术对井下工具进行表面处理以提高其抗腐蚀性能。选择油气田井下工具常用的钢作为实验对象,采用CVD法生成陶瓷复膜,通过抗应力腐蚀试验和电化学试验分析陶瓷复膜抗腐蚀性能,同时利用扫描电镜进一步分析陶瓷复膜抗腐蚀机理。实验结果表明:通过CVD陶瓷复膜的35CrMo具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。     

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.     

Role of surface properties of MoO3-doped SnO2 thin films on NO2 gas sensing

The role of surface morphology of MoO₃-doped SnO₂ thin film on the gas sensing properties is analyzed. SnO₂ thin films doped with 1, 3, 5 and 10 wt% MoO₃ are prepared by sol-gel spin coating process. Structural and morphological properties are studied using glancing angle X-ray diffractometer, atomic force microscopy, transmission electron microscopy and high resolution transmission electron microscopy. Energy dispersive X-ray analysis and X-ray photoelectron spectroscopy studies are used for chemical analysis. A good correlation is found between the characteristics of the surface and gas sensing properties of these films. MoO₃ addition is found responsible for increase in acidic nature of films which in turn increases their sensitivity and selectivity towards NO₂ gas.     

Effects of bias voltage and gas pressure on orientation and microstructure of iridium coating by double glow plasma

Iridium coating was produced on various substrates using a double glow plasma. The effects of bias voltage and gas pressure on orientation and microstructure of the coating were studied. The orientation, microstructure and composition of the coating were evaluated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results showed that iridium coatings on various substrates all exhibited the preferred (220) orientation under the same deposition conditions. The microstructure of the coating was affected by bias voltage, gas pressure and substrate effects. The bias voltages had a significant impact on the crystal orientation of the coating. The increase of bias voltage resulted in high substrate temperature and large deposition rate. An increase in the coating thickness can affect the microstructure and orientation of the coating.     

Effects of bias voltage and gas pressure on orientation and microstructure of iridium coating by double glow plasma

Iridium coating was produced on various substrates using a double glow plasma. The effects of bias voltage and gas pressure on orientation and microstructure of the coating were studied. The orientation, microstructure and composition of the coating were evaluated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results showed that iridium coatings on various substrates all exhibited the preferred (220) orientation under the same deposition conditions. The microstructure of the coating was affected by bias voltage, gas pressure and substrate effects. The bias voltages had a significant impact on the crystal orientation of the coating. The increase of bias voltage resulted in high substrate temperature and large deposition rate. An increase in the coating thickness can affect the microstructure and orientation of the coating.