超音速火焰喷涂MCrAlY粘结层对热障涂层热震性能的影响

分别采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)和等离子喷涂技术(APS)在高温合金GH99上制备MCrAIY粘结层(BC),对比研究了HVOF和APS喷涂BC对热障涂层(TBC)热震性能的影响.结果表明:APS喷涂BC界面不平整,起伏较大,而HVOF喷涂BC界面较为平整.经200次热循环后,APS喷涂TBC部分陶瓷层(TC)出现剥落,而HVOF喷涂TBC仅出现细小的微裂纹,生成的热生长氧化物(TGO)比较厚.APS喷涂TBC经过350次热循环后,涂层出现大面积剥离现象.而HVOF热障涂层直到热震430次后,才出现涂层剥落现象.拉曼光谱(RFS)残余应力分析表明,HVOF热障涂层残余应力随热循环次数的增加而增大,热震350次后APS热障涂层残余应力为650MPa,而HVOF热障涂层热震400次后其应力值仅为571 MPa.可知,HVOF显著地提高了TBC的热震性能.     

真空热处理双粘结层热障涂层抗氧化性能

传统单层结构粘结层热障涂层抗氧化性能不足寿命短,采用超音速火焰喷涂(high velocity oXy-fuel,HVOF)和大气等离子喷涂(atmosphere plasma spray,APS)制备双层结构粘结层,对粘结层进行真空热处理,研究热障涂层的抗氧化性能.结果 显示,经过1050℃×3 h真空热处理,粘结层...     

纳米ZrO2-Y2O3-La2O3热障涂层的结构与性能研究

采用喷雾造粒工艺在纳米ZrO2-8wt％Y2O3(8YSZ)基体中添加了纳米La2O3,并进行团聚、热处理,作为喷涂喂料.NiCrAlY(Ni-25Cr-5Al-0.5Y,wt％)作为粘结层材料,采用等离子喷涂技术制备热障涂层.对涂层的组织结构和性能进行了表征与分析.结果表明:喷涂后涂层相组成只有稳定的t相;涂层具有典型的等离子喷涂结构;添加纳米LaO3能够降低涂层的热导率,且涂层的结合强度随掺杂量的增多而提高.     

DD90单晶高温合金热障涂层抗氧化及热循环性能

在第3代单晶高温合金DD90上制备热障涂层,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备NiCrAlY+NiCoCrAlTaY双层结构的粘结层,大气等离子喷涂(APS)制备YSZ和MSZ/YSZ结构的陶瓷层。在1150℃抗氧化试验中,YSZ涂层增重量明显高于MSZ涂层。在1200℃热循环250次后,2种涂层没有发生明显相变,MSZ涂层抗烧结性更优异。2种涂层TGO主要由Al₂O₃及少量尖晶石结构的混合氧化物组成。双层粘结层减少了Al元素向基材的扩散,而Cr元素由于浓度梯度扩散导致拓扑密堆(tcp)相的析出及二次反应区(SRZ)深度的增加。     

Cr_3C_2-NiCr涂层的工程化应用研究

从工程化应用的角度出发,比较了超音速火焰喷涂工艺(HVOF)和等离子喷涂工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层性能差别,发现HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层质量明显优于等离子喷工艺,从而采用HVOF工艺作为Cr3C2-NiCr涂层优选的喷涂方法。HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr陶瓷涂层具有硬度高(HV300>9800MPa)、孔隙率低(<0.9%)、与基体结合强度高(>70MPa)等特点,满足柴油机关键部件缸套涂层的使用要求。     

HVOF喷涂的MoSi2涂层的高温氧化行为

MoSi2可在各种基材上作涂层，以用作抗高温腐蚀的保护层。MoSi2涂层一般用等离子喷射法制备。真空下等离子喷涂(VPS)的涂层孔隙率和氧含量较低，但涂层表面没有形成保护性SiO2层。这层SiO2可避免整块MoSi2的粉化。大气下等离子喷涂(APS)的涂层孔隙率和氧含量都较高。两种技术制备的涂层中都发现了Mo5Si3。高速氧燃料热喷涂(HVOF)是制备MoSi2涂层的另一种热喷涂方法。德国研究人员在不同温度下用HVOF喷涂了未强化和SiC或Al2O3强化的MoSi2涂层并检验了他们的氧化行为。由于块状MoSi2在300℃~600℃之间易于粉化，为了评估涂层抗…     

Properties of Thermal Barrier Coatings Made of Different Shapes of ZrO2-7wt%Y2O3 Powders

大气等离子喷涂ZrO2-7%Y2O3 (7YSZ, Y2O3为质量分数)热障涂层广泛用于航空发动机热端部件以提高金属基体的抗腐蚀、耐高温、抗冲蚀等性能。采用超音速火焰喷涂(HVOF)以NiCoCrAlYTa粉为原料在高温合金K4169基体上制备了粘结层,通过大气等离子喷涂(APS)分别以团聚、空心7YSZ粉为原料在粘结层上制备了陶瓷面层。使用扫描电镜(SEM)和工业电子计算机X射线断层扫描技术 (ICT)对团聚、空心粉热障涂层的微观结构进行观察分析,然后再对以上 2 种热障涂层的抗氧化、热震、结合、隔热等热物性能进行对比分析。研究结果表明：空心粉热障涂层陶瓷层中存在大量的微孔和裂纹;热障涂层陶瓷层中不同孔隙率对粘结层高温抗氧化性能没有明显的影响,但它有助于提高热障涂层的热震性能和隔热性能;此外,高的涂层孔隙率会导致空心粉热障涂层的结合强度低于团聚粉热障涂层     

热障涂层孔隙率的控制研究

以Ni基合金涂层打底、ZrO_2-Y_2O_3涂层作工作层,采用等离子喷涂技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢板上制备了热障涂层。研究了喷涂用粉末的制作方法及其粒度分布和喷涂工艺参数对涂层孔隙率的影响。研究表明,只要将涂层的孔隙率控制在一合适的范围内,热障涂层将具有良好的综合性能,如隔热性能、硬度、粘附强度、抗冲击性能和抗热震性能等。     

激光合金化掺杂TiC对等离子喷涂8YSZ热障涂层热腐蚀行为的影响*

传统的等离子喷涂热障涂层在高温环境下服役易受熔融腐蚀盐渗透而过早剥落失效，研究激光合金化掺杂自愈合材料 TiC 对热障涂层热腐蚀行为的影响具有重要意义。采用大气等离子喷涂技术（Atmospheric plasma spray，APS）在 Inconel 718 镍基高温合金表面制备 NiCrAlY 粘结层，采用大气等离子喷涂技术在 NiCrAlY 粘结层上制备 8 wt.%氧化钇部分稳定的氧化锆（8 wt.% yttria partially stabilized zirconia，8YSZ）陶瓷层，构建典型双层结构热障涂层体系。采用 1 kW 光纤耦合激光器将自愈合材料 TiC 熔于 8YSZ 热障涂表层，并考察其在 900 ℃下 25%NaCl+75%Na₂SO₄混合熔盐中保温 4 h 的热腐蚀行为。结果表明，与等离子喷涂涂层相比，激光合金化改性热障涂层表面更加光滑，分布有网状裂纹，且结构致密。等离子喷涂涂层的热腐蚀产物主要是针状颗粒 Y₂(SO₄)₃ 和 m-ZrO₂，但仅有较少的热腐蚀盐渗透至激光合金化改性热障涂层内部，其热腐蚀产物为 Y₂(SO₄)₃ 和少量的 TiO₂。激光合金化改性热障涂层的抗热腐蚀性能较等离子喷涂态热障涂层提升 55.5%，一方面激光合金化改性层组织致密，可阻止热腐蚀盐渗透至涂层内部，另一方面，激光合金化改性热障涂层表面粗糙度更低，能减少与热腐蚀盐的接触面积。此外，自愈合材料 TiC 在高温下发生氧化反应引起体积膨胀，实现裂纹的部分自愈合效应，进一步阻止了热腐蚀反应的发生。采用激光表面改性技术将自愈合材料 TiC 引入热障涂层，激光合金化改性热障涂层不仅具有光滑的表面形貌，还具有致密的微观组织结构；同时自愈合材料 TiC 在高温环境下的裂纹自愈合效应有助于抑制热腐蚀盐的渗透， 最终提高热障涂层的抗热腐蚀性能。     

团聚及空心ZrO_2-7%Y_2O_3热障涂层性能（英文）

大气等离子喷涂ZrO2-7%Y2O3(7YSZ,Y2O3为质量分数)热障涂层广泛用于航空发动机热端部件以提高金属基体的抗腐蚀、耐高温、抗冲蚀等性能。采用超音速火焰喷涂(HVOF)以NiCoCrAlYTa粉为原料在高温合金K4169基体上制备了粘结层,通过大气等离子喷涂(APS)分别以团聚、空心7YSZ粉为原料在粘结层上制备了陶瓷面层。使用扫描电镜(SEM)和工业电子计算机X射线断层扫描技术(ICT)对团聚、空心粉热障涂层的微观结构进行观察分析,然后再对以上2种热障涂层的抗氧化、热震、结合、隔热等热物性能进行对比分析。研究结果表明:空心粉热障涂层陶瓷层中存在大量的微孔和裂纹;热障涂层陶瓷层中不同孔隙率对粘结层高温抗氧化性能没有明显的影响,但它有助于提高热障涂层的热震性能和隔热性能;此外,高的涂层孔隙率会导致空心粉热障涂层的结合强度低于团聚粉热障涂层。     

Mechanical properties of cold-sprayed and thermally sprayed copper coatings

The present investigation compares the mechanical properties of cold-sprayed and thermally sprayed copper coatings. The mechanical properties of the Cu-coatings are determined by in plane tensile test using micro-flat tensile specimen technique. A deeper view into the type of obtained defects, their stability and their influence on coating performance, is supplied by subsequent failure analyses and the comparison to annealed copper coatings. The results demonstrate that cold-sprayed coatings, processed with helium as propellant gas, show similar performance as highly deformed bulk copper sheets and respective changes in properties after annealing. In the as-sprayed condition, cold-sprayed coatings processed with nitrogen and thermally sprayed coatings show rather brittle behavior. Whereas subsequent annealing can improve the properties of the cold-sprayed coating, processed with nitrogen, such heat treatments have only minor influence on the tensile properties of thermally sprayed copper coatings. The investigation of failure modes for the as-sprayed states and after different heat treatments provided further information concerning particle–particle bonding and the effect of oxides on mechanical properties.     

热喷涂技术及其设备应用

阐述了热喷涂潦方法和技术特性；比较了几种常用的热喷涂技术的优缺点．如火焰喷涂、电弧丝喷涂、等离子喷涂等．介绍了相应的设备系统的组成、应用领域及其发展的新趋势。指出合理使用热喷涂技术，不仅可以有效利用材料。还能扩展零部件的用途和延长使用寿命，从而创造出巨大的经济效益和社会效益。     

Alumina coatings obtained by thermal spraying and plasma anodising — A comparison

Thermally sprayed alumina coatings are widely used in a range of industrial applications to improve wear and erosion resistance, corrosion protection and thermal insulation of metallic surfaces. These properties are required for many components to be used for production processes in the paper and printing industry.Another appropriate method to produce ceramic coatings is the plasma electrolytic oxidation (PEO). However PEO can only be applied on self-passivating metals like aluminium, titanium, magnesium and their alloys. The present paper concerns a combination of cost-efficient arc spraying and flame spraying of Al coatings (Al99.5, AlCu4Mg1) on steel substrates and post-treatment by plasma-electrolytic oxidation (PEO). The microstructure and phase composition of generated oxide coatings are examined and discussed. The created Al₂O₃ layers show outstanding hardness up to 1600 HV0.1, good bonding strength and excellent abrasion resistance compared to atmospheric plasma-sprayed Al₂O₃-coatings. The results show the superior performance of PEO-coatings and demonstrate their applicability for technical components in extreme operating conditions.     

热喷涂制备非晶合金涂层的研究状况

非晶合金是一种极具发展潜力的新兴金属材料.用热喷涂方法制备非晶合金涂层是将非晶推向工程应用的有效方法.从分析非晶合金及其制备特性入手,阐述了非晶合金热喷涂涂层的特性及目前制备非晶合金涂层的两类热喷涂技术路线,展望了热喷涂制备非晶合金涂层未来的发展趋势.     

Characteristics and corrosion performance of 80Ni-20Cr coating deposited by on-site thermal spraying

New controlled atmosphere on-site spraying systems were developed to deposit a high-quality coating with superior resistance to wet corrosion. Characteristics and corrosion resistance of coatings deposited by arc and flame spraying of wire in argon gas were compared with those of coatings deposited by conventional and low-pressure plasma techniques. It was found that the coating deposited by the arc spraying of wire in argon gas is free of oxides and possesses excellent corrosion resistance in chloride and acid solutions. The coating suffers slight pitting and crevice corrosion associated with the isolated pores and electric potential paths. Corrosion resistance was improved by using a modified spraying system.     

超音速电弧喷涂粒子速度的测定

在电弧喷涂中,喷涂粒子的速度是影响涂层质量的重要因素,超音速电弧喷涂系统利用超音速气体雾化,加速喷涂粒子,增加喷涂粒子的速度,从而改善了涂层质量,采用Ｋｏｄａｋ１０１２型高速运动分析仪对喷涂粒子的速度进行了测定,结果表明,喷涂φ２．２ｍｍＴ８钢丝时,喷涂粒子的平均速度可达到２９１ｍ／ｓ。     

扇形喷嘴的雾化特性研究

在实验室利用Helos KF颗粒度测试仪进行了扇形喷嘴的喷雾颗粒度与喷射角度、喷雾压力和等效孔径之间关系的研究, 结果表明扇形喷嘴随着喷雾角度和喷雾压力的增大,喷雾颗粒度减小;等效孔径的增大,喷雾颗粒度增大,为连铸喷嘴的选型提供依据。     

WC粉末爆炸喷涂BT-20钛合金的涂层性能研究

通过对爆炸喷涂工艺原理的分析,指出喷枪结构、喷涂距离和各气流量等重要工艺参数对涂层质量的影响,确定最佳的工艺参数.采用爆炸喷涂与等离子喷涂2种工艺在BT-20钛合金基体上制备WC涂层.经过对2种涂层的性能对比分析,发现与等离子喷涂相比,爆炸喷涂涂层的硬度大、结合强度高并且爆炸喷涂涂层的金相组织均匀、致密、孔隙率低,在涂层基体界面上无明显的宏观和微观缺陷,抗氧化能力强.     

喷涂方式在膜电极制备中的应用

为了找到适合质子交换膜燃料电池膜电极的喷涂制备方法,主要论述了高压无气喷涂、压缩空气喷涂、混气喷涂、静电喷涂和超声波辅助雾化喷涂几种常用喷涂方式的喷涂原理和特点,以及在燃料电池膜电极制备中的应用可行性.通过对几种喷涂方法的优缺点进行对比,初步选择了高压无气喷涂和混气喷涂为拟采用的方式,而后经过试验测试比较,找到了比较适合膜电极超薄涂层的制备方法--混气喷涂方法,对今后燃料电池膜电极的制备方法研究具有一定的指导意义.     

电弧喷涂粉芯丝材的研究与应用

简述了电弧喷涂技术的特点和发展。将电弧喷涂与其他热喷涂技术在涂层性能等方面做了对比。概述了电弧喷涂用粉芯丝材的研究和发展现状。展望了这种粉芯丝材在制备金属/陶瓷复合涂层、纳米结构涂层和非晶涂层等方面的应用前景。