基于激光重熔的纳米陶瓷颗粒改性喷涂层的耐磨性研究

介绍了基于激光重熔技术的纳米陶瓷颗粒改性热喷涂耐磨涂层复合加工方法.以SiC纳米颗粒和WC-Co及Al2O3-TiO2热喷涂涂层为研究对象,进行了涂层改性加工试验.使用扫描电镜分析了纳米颗粒改性重熔涂层微观组织结构,并分别对热喷涂涂层、激光重熔喷涂涂层和纳米颗粒改性涂层进行了耐磨性测试.结果表明:SiC纳米颗粒能有效改善热喷涂涂层组织,并能显著提高涂层耐磨损性能.     

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.     

陶瓷基体热喷涂涂层的研究进展

由于表面改性的需要,陶瓷基体对热喷涂涂层方案的需求也在日益增加.根据基体结构和性能的不同,需要开发特殊的基体相关的制备概念.本文展示一些在烧结氮化硅和AlN陶瓷上沉积涂层的概念.使用传统的喷砂工艺处理的基体近表面区域粗糙度低并会带来损害.作为替代方法,激光刻蚀被用来改变陶瓷基体的热喷涂表面特性.通过选择适当的激光刻蚀参数和喷涂方法,成功地制备了与陶瓷基体具有良好结合性能的大气等离子喷涂（APS）和悬浮液超音速火焰喷涂（suspension-HVOF A12O3）涂层.     

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。      

热喷涂工业与应用趋势(英文)

本文综述了热喷涂工业的技术趋势和应用趋势。为提高涂层的性能,高速热喷涂技术的发展得到了较多的重视。混合喷涂技术及新型热喷涂材料如高纯和超细及纳米材料在制备功能涂层方面也得到了研究。为提高电厂及航空发动机燃机效率,新型TBC和高温可磨耗涂层正在得到研究。在环保问题方面,新的改进型涂层如HVOF喷涂细碳化物涂层正在得到研究,以替代镀铬技术。     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的研究现状

综述了超音速火焰喷涂(HVOF),等离子喷涂(PS)技术的性能特征,以及运用热喷涂技术制备Fe基非晶涂层的发展历史与现状。从非晶合金涂层的高硬度、耐磨性及腐蚀性能等方面阐述了非晶合金涂层的优越性,对新型Fe基非晶涂层的形成机理进行研究,探讨采用超音速火焰喷涂技术制备高质量非晶合金涂层的关键因素。并展望了采用热喷涂技术制备非晶合金涂层的未来发展趋势。     

热喷涂法制备钼系涂层的研究进展

本文介绍了常用热喷涂方法的原理及特点,包括火焰喷涂、电弧喷涂、大气等离子喷涂、真空等离子喷涂、超音速火焰喷涂和爆炸喷涂。从耐磨、减摩、抗高温氧化、耐蚀、强化等几个方面重点叙述了利用热喷涂法制备Mo-O系、Mo-S系、Mo-Si系、Mo-C系以及钼系非晶-纳米晶5类钼系涂层的特点,并针对不同涂层性能要求选取合适的工艺方法进行了简要概括。     

锌及锌铝合金热喷涂涂层的腐蚀防护研究

锌及锌铝合金热喷涂涂层可以最大限度地为钢结构件和混凝土中的钢筋提供腐蚀防护。锌及锌铝合金热喷涂涂层主要的加工方式为电弧喷涂和火焰喷涂,可以在基体表面形成密封层,这就产生了一个最佳的被动与主动相结合的腐蚀防护体系,使得工件的使用寿命延长到20年。本文研究了锌及锌铝合金热喷涂涂层的微观属性和接近实际工况时的腐蚀防护特点。     

热喷涂技术及其应用的发展动向

介绍了等离子喷涂、ＨＶＯＦ喷涂、ＣＣＶＤ涂层等技术的特点和热喷涂技术及喷涂材料在各领域的应用。     

再制造工程中的热喷涂技术

再制造是废旧产品高科技维修的产业化,热喷涂技术是再制造的关键支撑技术之一。从基础及应用基础的角度研究了高速电弧喷涂金属间化合物耐高温冲蚀涂层、铝基氧化铝增摩涂层、Zn-Al-Mg-RE耐海水腐蚀涂层及高效能超音速等离子喷涂12Co-WC耐砂粒磨损涂层、Al2O3/TiO2纳米结构耐磨涂层。结果表明,热喷涂技术制备的涂层可以满足再制造对于耐磨、耐蚀等各种要求。     

不同热喷涂技术对铁基非晶涂层的电化学腐蚀性能的影响

文章分别采用等离子喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂制备了铁基非晶涂层。研究了不同喷涂技术制备铁基非晶涂层的显微结构和电化学腐蚀性能,探讨了喷涂技术类型对电化学腐蚀机理的影响。结果显示,三种热喷涂技术制备铁基非晶涂层的非晶含量分别为78.23%、85.41%、89.58%。其中,爆炸喷涂制备的铁基非晶涂层拥有最优的抗腐蚀性能。不同喷涂技术所制备的涂层孔隙率和非晶含量存在较大差异,进而影响了电化学腐蚀机理和抗腐蚀性能。     

热喷涂技术在水工钢结构防护上的应用

简述了热喷涂技术的喷涂原理、涂层结构以及形成机理,热喷涂技术的主要特点;综述了水工钢结构耐蚀性涂层的研究情况及其在钢闸门、水轮机、启闭机柱塞杆等方面的应用.     

高效能超音速等离子喷涂射流与涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术发展的重要方向之一。通过简化模型计算,比较了常见热喷涂技术的粒子飞行时间、等离子喷嘴喉口的能量密度,探讨了高效能超音速等离子喷涂典型陶瓷、易氧化纯金属、金属陶瓷复合材料、非晶材料等粒子飞行特征和涂层主要性能。结果表明:高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)所具有的高温、高速双高特点,使其能够对各种熔点、易氧化、易失碳材料实现低成本、高效率、高质量的涂层制备,是一种非常具有应用潜力的热喷涂技术。     

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。     

爆炸喷涂技术的现状和应用

详细地介绍了爆炸喷涂技术的现状，设备特性和技术应用领域，爆炸喷涂涂层与基体的结合强度，涂层的硬度和表观孔隙率都是等离子热喷涂所无法达到的。     

利用热喷涂技术制备二氧化钛光催化涂层研究现状与展望

纳米二氧化钛(TiO_2)因稳定、廉价、无毒等优势,成为研究与应用最广泛的光催化剂。为了解决颗粒状催化剂难以回收、易于造成二次污染等缺点,制备TiO_2涂层是较为理想的选择。热喷涂技术具有成本低、效率高、容易实现大面积制备等优势,在Ti O2涂层制备研究中得到广泛关注。基于此,本文综述了等离子喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂技术在制备纳米TiO_2涂层方面的研究现状,并分析了影响TiO_2涂层光催化性能的关键制备因素,讨论了多种热喷涂技术在涂层微观结构控制与性能调控方面的研究现状,并对未来发展做了展望。     

HVOF喷涂超细WC-12Co耐磨涂层微观组织结构及性能研究

采用超细碳化钨和草酸钴为原料通过喷雾干燥造粒、氮气保护烧结、氢气还原等工艺得到WC-12Co超细热喷涂粉末材料.通过超音速火焰喷涂(HVOF)制备超细WC-12Co耐磨涂层.通过扫描电子显微镜对制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料及超细结构耐磨涂层的微观组织结构进行分析.对制备的超细结构耐磨涂层的结合强度、硬度进行表征.结果表明制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料适合于超音速火焰喷涂制备超细WC-12Co耐磨涂层,制备的超细WC-12Co耐磨涂层性能优异.     

YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备机理及模型研究

采用纳米颗粒浆料进行喷雾干燥、热处理的方法制备适合于热等离子体喷涂纳米结构涂层的YP-SZ纳米结构粉末原料,等离子体喷涂制备涂层。利用扫描电子显微镜、X-ray衍射分析仪、热重—差热分析对YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备过程机理进行分析研究。阐明了YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料的制备原理,得出了此过程的机理模型。     

北京航天振邦精密机械有限公司

北京航天振邦精密机械有限公司隶属于中国运载火箭技术研究院,从上世纪五十年代末即开始从事热喷涂技术的研究和应用,是国内最早从事该项技术的单位之一。五十余年来,振邦公司开发研制出多种功能性涂层,并成功应用于我国运载火箭和宇宙飞船上,为我国航天事业和热喷涂技术的发展做出了突出贡献。在从事涂层研究和应用的同时,振邦公司还致力于热喷涂设备的研制开发,从1961年研制成功我国第一代等离子喷涂设备开始,至今所研制的等离子喷涂设备和高速火焰喷涂设备均已形成系列化产品。     

大气等离子喷涂氧化铝涂层制备和介电性能研究

采用大气等离子喷涂方法,在不同喷涂功率和喷涂距离下制备氧化铝涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、气孔率以及介电常数的影响。用SprayWatch 2I热喷涂在线监测系统测量等离子体射流中熔融氧化铝粉末的表面温度和飞行速度;用扫描电镜观察涂层的显微结构;对涂层剖面照片用莱卡QWIN图像软件分析计算了涂层的气孔率;用精密阻抗分析仪测量计算氧化铝涂层的介电常数。结果表明,喷涂功率和喷涂距离的改变可影响氧化铝涂层的气孔率。合适的功率和喷涂距离能使粉末获得良好的熔融和较快的飞行速度,形成致密的涂层。较致密的氧化铝涂层介电常数亦较大。