喂料制备工艺对等离子喷涂ZnO/Al_2O_3涂层介电性能的影响

采用等离子喷涂方法,以ZnO为吸收剂,铝溶胶热分解所得Al2O3为填料,聚乙烯醇(PVA)为粘结剂制备ZnO/Al2O3复合吸波涂层。研究了喂料制备工艺对复合涂层相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。背散射电子(BSE)扫描电镜结果表明,ZnO均匀的分布在喷涂后所得的涂层中。X射线衍射(XRD)分析结果表明,喷涂后所得涂层中有ZnAl2O4相,复合涂层的相组成和孔隙率与喂料制备工艺有关。X波段(8.2~12.4 GHz)复介电常数测试表明,通过控制喂料制备工艺能调节复合涂层的复介电常数。     

镍离子掺杂TiO2涂层的制备及亲水性研究

目的 研究不同含量的镍离子掺杂对TiO2纳米涂层亲水性能的影响.方法 采用溶胶-凝胶法制备不同含量Ni2+掺杂TiO2纳米复合溶胶,通过浸渍提拉法在载玻片上成膜,经过热处理后,得到不同含量Ni2+掺杂TiO2复合涂层.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和表面接触角仪,对掺杂不同浓度Ni2+后TiO2的晶型、涂层微观形貌、光吸收性能、结构组成和涂层亲水性等进行表征分析,从而确定最佳Ni2+浓度的复合涂层材料配方.结果 制备的TiO2主要由锐钛矿相和少量金红石相组成,Ni掺杂抑制了锐钛矿相向金红石相的转变.随着Ni含量的增加,TiO2晶粒尺寸逐渐降低.适量掺杂Ni2+制备的TiO2纳米涂层表面形貌光滑,粒子分布致密均匀.掺杂使吸收波长阈值向长波方向偏移,禁带宽度减小,在一定程度上提高了TiO2涂层的亲水性.当Ni2+掺杂质量分数为1.5％时,TiO2涂层亲水性最佳.结论 采用溶胶-凝胶法实现了镍离子掺杂TiO2的改性,掺杂Ni2+后,Ni2+/TiO2复合涂层的亲水性能明显提高.     

溶胶-凝胶法CeO2涂覆钨纤维工艺

以硝酸铈作为原料,采用溶胶凝胶法对预处理后的钨纤维进行CeO2涂覆改性,探讨Ce溶胶的制备工艺,研究溶胶特性、煅烧温度、升温速度以及涂覆层数对涂覆效果的影响。采用红外光谱(FT-IR)分析Ce溶胶的特征基团,X射线衍射(XRD)分析Ce凝胶煅烧后的物相组成,扫描电镜(SEM)分析CeO2涂层纤维的微观形貌,电子能谱仪(EDS)分析涂层纤维的物质组成。结果表明:溶胶制备中加入二甲基乙酰胺(DMAC)可提高溶胶稳定性,有利于钨纤维的涂覆改性;在真空气氛中,采用1℃/min的升温速度并在600℃煅烧2 h的一次涂覆工艺,制备了均匀、致密、完整的CeO2涂层。     

工艺参数对原位生成TiN/Ti3Al复合涂层微观组织的影响

采用等离子喷涂与激光渗氮技术相结合的工艺方法,在Ti6Al4V合金表面实现了TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的快速制备.首先在Ti6Al4V基体表面利用等离子喷涂的方法预置一层纯铝涂层;然后在纯氮环境下,利用激光渗氮化技术对试样表面进行合金化处理.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等试验手段,研究了氮气流量以及激光扫描速度两个激光渗氮工艺参数对TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的微观组织的影响.结果表明,复合涂层中TiN相的含量随着氮气流量的增加与激光扫描速度的减小而增加.工艺参数对涂层中TiN增强相的形貌有着重要影响.在高氮气流量、低激光扫描速度条件下制备出的涂层中,TiN相呈颗粒状.对于低氮气流量、高激光扫描速度条件下,TiN增强相呈树枝状.     

微弧氧化法制备氧化钛基多孔复合生物陶瓷涂层

采用新颖的微弧氧化法(Microarc oxidation,MAO)在钛合金表面制备氧化钛基含钙磷的多孔复合生物陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDAX)和X射线衍射(XRD)表征涂层的微观形貌、元素与相组成.采用纳米压痕仪(Nano Indenter)测试涂层的力学性能,并通过在模拟体液(Simulated body fluid,SBF)中培养对陶瓷涂层的生物活性进行了初步研究.结果表明,微弧氧化时间、电解液配比与电参数是影响涂层结构与Ca/P比值的关键工艺参数.涂层主要由锐钛矿和金红石相TiO2及钙磷化合物组成.涂层内层为致密的氧化钛层,并与钛合金基底成微冶金结合.涂层外层主要为含钙磷的化合物层,且涂层表面呈多微孔结构,有利于骨组织的长入并改善骨与植入体的结合.涂层的硬度为5.9GPa,弹性模量为102.5GPa.优化工艺参数下(氧化时间5min,占空比8%)制备的涂层,在模拟体液中培养8周有明显的羟基磷灰石沉积.羟基磷灰石在微孔内或孔边缘位置首先形核并长大,并逐渐向周边扩展生成羟基磷灰石层,体现了多孔含钙磷生物陶瓷涂层良好的诱骨生长特性.     

等离子体增强磁控溅射制备TiAlVSiCN涂层的抗冲蚀性能

目的 提高不锈钢基体的抗固体颗粒冲蚀性能.方法 在不锈钢基体表面,通过等离子体增强磁控溅射系统(PEMS),采用不同偏压工艺制备TiAlVSiCN纳米复合涂层.通过SEM、HRTEM观察涂层的微观形貌与组织,利用XRD、SAD分析涂层的物相组成与晶体结构,并通过划痕仪、纳米硬度计以及冲蚀试验机探究不同工艺涂层的结合强度、纳米硬度以及抗冲蚀性能差异.结果 采用PEMS制备出一系列不同偏压条件下的TiAlVSiCN涂层,涂层组织致密,呈柱状,主要包括纳米晶Ti(Al,V)(C,N)相和非晶相.偏压显著影响涂层的晶粒尺寸和非晶相分布,高偏压下的涂层主要由20～50 nm的Ti(Al,V)(C,N)纳米晶及其周围弥散分布的非晶相组成,而低偏压下的涂层主要由100 nm的Ti(Al,V)(C,N)纳米晶和连续分布的非晶相组成.高偏压下制备的涂层厚度超过20μm,纳米硬度可达(34.6±14.1)GPa,具有优良的结合强度(>65 N)和抗冲蚀性能,其抗冲蚀性能相比不锈钢基体提高近8倍.结论 通过与偏压参数的匹配控制,PEMS可有效调控纳米复合涂层的组织结构,实现硬度与弹性模量的良好匹配,制备出具有优良抗冲蚀性能、厚度达到20μm以上的TiAlVSiCN纳米晶-非晶复合涂层.     

镁合金表面铈氧化物陶瓷涂层的腐蚀特性及机理研究

采用溶胶-凝胶法在AZ91D镁合金表面制备无毒、无污染的CeO2陶瓷涂层.探讨了CeO2耐蚀涂层的制备工艺过程,通过正交实验确定了最佳工艺参数;腐蚀实验结果表明,CeO2陶瓷涂层可以显著提高镁合金基体的耐蚀性.采用SEM对膜层形貌进行了观察,发现薄膜对基体的覆盖度较高,膜层完整,与基体的结合力较强;用XRD,XPS对表面层物相和元素组成进行了测定,结合其它实验结果提出并讨论了镁合金表面CeO2陶瓷膜的形成机制以及膜层对基体耐蚀性影响的机理.     

复合溶胶-凝胶法制备TiAl合金表面防护涂层

采用复合溶胶-凝胶法在γ-TiAl合金表面制备一种致密均匀的新型复合陶瓷涂层.通过1 000 ℃等温氧化和循环氧化实验研究涂层对γ-TiAl基体高温氧化行为的影响,并初步探讨涂层的抗氧化机制,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层氧化产物的表面形貌、组织结构及相组成.结果表明:涂层对TiAl基体具有良好的高温防护作用,能显著降低TiAl合金的高温氧化速率;涂层氧化产物Y3Al5O12和Y2(Ti2O7)的热膨胀系数与TiAl基体的非常接近,提高涂层和基体之间的相容性,从而避免涂层在氧化过程中的剥落.BSE和EDS分析表明,在涂层与基体界面处形成一层致密的Al2O3保护膜,有效地防止合金基体的高温氧化.     

(Ni-P)/（TiO2/ZnO）复合涂层的制备及其在天然海水中的耐蚀性

采用化学镀和溶胶-凝胶技术在碳钢表面制备了(Ni-P)/(TiO2/ZnO)复合涂层。采用光学显微镜、扫面电镜观察涂层表面形貌;采用能谱及X射线衍射技术分析涂层的成分和相组成;采用电化学极化曲线及阻抗谱评价涂层在天然海水中的耐蚀性。结果表明,(Ni-P)/(TiO2/ZnO)复合涂层较之Ni-P涂层具有更好的耐海水腐蚀性能;在Ni-P涂层表面直接制备TiO2/ZnO复合薄膜并进行350℃热处理所获得的复合涂层具有最优的耐天然海水腐蚀性能。     

激光熔覆工艺参数对生物陶瓷涂层组织性能的影响

采用激光熔覆技术,在Ti-6Al-4V合金表面制备了生物陶瓷复合涂层,并对激光熔覆工艺参数与涂层组织及性能的关系进行了对比分析.结果表明,激光熔覆生物陶瓷复合涂层的优化工艺参数为:输出功率2.5kW,扫描速度140mm/min,光斑尺寸15mm×1mm.在优化工艺参数下获得了表观质量完好且与基体形成冶金结合的生物陶瓷复合涂层,涂层中最高显微硬度值达到1474HV0.3,物相组成主要为CaTiO3、 HA(Ca10(PO4)6(OH)2)、α-TCP(α-Ca3(PO4)2)、β-TCP(β-Ca3(PO4)2)等.