激光制备陶瓷热障涂层的研究和发展

论述了激光制备陶瓷热障涂层的研究和发展状况 .激光制备陶瓷热障涂层包括激光重熔和激光熔覆两种方法 .激光重熔等离子喷涂热障涂层可获得等离子喷涂涂层所不具备的外延生长致密的柱状晶组织 ,提高涂层应变容限及热震性能 .激光熔覆可获得自动分层的梯度热障涂层成分及柱状晶组织 ,改善涂层的高温氧化及热震性能 .通过激光工艺参数的优化及涂层体系成分及性能的合理设计 ,可获得优于等离子喷涂 ,接近电子束物理气相沉积的热障涂层性能     

钢表面ZrO2陶瓷纳米等离子喷涂

采用等离子喷涂技术在20Cr钢表面等离子喷涂纳米ZrO2涂层,并用1Cr18Ni9作中间梯度涂层,用以制造特殊管状绝热体.利用SEM方法研究了梯度涂层的结构和显微组织,通过摩擦磨损试验对涂层的耐磨性能进行了分析,用热震法研究了涂层和基体的结合力,并用有无热障涂层的箱体进行实际模拟对比试验,测试了涂层的隔热性能.研究结果表明,ZrO2纳米陶瓷层和1Cr18Ni9梯度层可以形成良好的机械结合;喷涂后的试样表面显微硬度显著提高,耐磨性比GCr15轴承钢提高2.84倍;纳米陶瓷梯度涂层使20Cr钢的隔热性能和抗高温氧化性能显著提高.     

等离子喷涂莫来石涂层相变研究

对氮化硅结合碳化硅耐火材料(SNBSC)表面等离子喷涂莫来石涂层的热震性能和相变过程进行了研究,结果表明仅一次高温热震(＞1000℃)莫来石涂层中就产生微细裂纹。物相分析表明等离子喷涂莫来石涂层由玻璃相、γ－Al     

基体表面状态对Fe3Al／Al2O3复合涂层性能的影响

利用等离子喷涂方法在相同喷涂工艺条件下，分别在不同表面状态的Q235钢基体上制备了Fe3Al/Al2O3陶瓷复合涂层。通过对涂层的结合强度、抗热震性能等试验，分析研究了基体表面状态对涂层性能的影响。结果表明，对基体进行有效的表面处理，使其获得高的表面粗糙度和表面活性，有利于涂层结构强度和抗热震性能的提高，基体表面预处理是保证涂层质量的重要环节。Fe3Al是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料。     

基体表面状态对 Fe3Al/Al2O3复合涂层性能的影响

利用等离子喷涂方法在相同喷涂工艺条件下 ,分别在不同表面状态的Q2 35钢基体上制备了Fe3Al/Al2 O3陶瓷复合涂层 .通过对涂层的结合强度、抗热震性能等试验 ,分析研究了基体表面状态对涂层性能的影响 .结果表明 ,对基体进行有效的表面处理 ,使其获得高的表面粗糙度和表面活性 ,有利于涂层结合强度和抗热震性能的提高 ,基体表面预处理是保证涂层质量的重要环节 .Fe3Al是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料     

激光熔覆Al2O3陶瓷涂层组织结构

研究了45钢表面激光熔覆等离子Al2O3陶瓷喷涂层的组织结构、硬度及滑动磨损特性。结果表明，等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层呈层片状，涂层疏松，由α－Al2O3,ZrO2和γ－Al2O3组成。激光熔覆Al2O3陶瓷涂层致密，由α－Al2O3及ZrO2组成。激光熔覆Al2O3涂层硬度较高，滑动磨损时其耐磨性也明显优于等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层。     

ZrO2＋CeO2涂层显微组织和抗热震性能

为了改善等离子喷涂ZrO2涂层的抗热震性能,利用热震试验、SEM和EPMA等技术,研究了CeO2添加剂对其显微组织和抗热震性能的影响。研究结果表明：当CeO2添加剂的质量分数小于9．0％时,涂层的抗热震性能随CeO2添加剂质量分数的增加而提高,当CeO2质量分数大于9．0％时,涂层的抗热震性能随其质量分数的增加而降低;ZrO2涂层的抗热震次数为46次,而ZrO2 9．0％CeO2涂层的抗热震次数为105次;ZrO2 9．0CeO2涂层在热循环中形成网状微裂纹,不仅可以降低涂层中的应力,而且可以提高涂层开裂的临界温差,从而改善其抗热震性能。     

激光重熔等离子喷涂涂层研究现状与展望

综述了等离子喷涂涂层的激光重熔表面技术的研究现状,从激光重熔机理和等离子喷涂涂层的特征,分析了激光重熔后涂层的组织结构和性能变化,介绍了激光重熔的数值模拟,探讨了激光重熔等离子喷涂层工艺过程中存在的一些问题和解决途径以及今后的发展方向.     

工艺参数对在A3钢上火焰喷涂不锈钢结合强度的影响

本工作采用正交试验设计,系统研究了工艺参数在对A3钢上火焰喷涂马氏体不锈钢2Cr13、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti和1Cr25Ni20结合强度的影响,试验数据的方差分析是在微型计算机上进行的,方差分析表直接由微型计算机打印输出。对火焰喷涂三种不锈钢结合强度试样的断口形貌、热喷涂层的显微组织和显微硬度、光学金相、电子扫描金相和结合机理,进行了分析和讨论。两轮试验共75个试样的平均结合强度为2.58kgf/mm~2,与国外火焰喷涂目前达到的结合强度水平相当。     

枪速对热障涂层组织性能及残余应力的影响

为了研究等离子喷涂制备热障涂层(TBCs)时不同枪速对陶瓷面层组织性能和残余应力的影响,在GH4169高温合金基体上采用超音速火焰喷涂(HVOF)Ni Co Cr Al Y粘结层(BC层)和大气等离子喷涂(APS)8YSZ陶瓷层(TC层).通过对比不同参数样品的微观组织以及显微硬度、残余应力和热震性能差异,研究了枪速对热障涂层的影响.结果表明:枪速过低或过高时,涂层表面残余应力较大,热震性能较低;随着枪速的增大,涂层表面粗糙度逐渐增大,而孔隙率和显微硬度逐渐减小;枪速过低时,涂层出现纵向裂纹,热震失效方式为整体剥落;而枪速较大时,涂层从边缘向中心不断剥落,涂层表面出现白点.     

镁合金表面热喷涂Al-Al2O3/TiO2梯度涂层研究

采用氧乙炔火焰喷涂法，在AZ91D镁合金表面制备Al-Al2O3/TiO2梯度涂层。利用扫描电镜和电子探针对涂层的组织形貌、成分进行了分析。采用热震法测试了涂层结合强度，并对涂层耐磨性进行了测试。实验结果表明：Al梯度层与基体及陶瓷涂层结合良好。涂层具有较高的硬度、耐磨性及抗热震性。     

等离子喷涂热障涂层抗氧化性能研究

热障涂层在航空发动机热端部件上有着越来越广泛的应用 ,由于热端部件工作温度很高 ,它的抗高温氧化性显得十分重要。通过 90 0℃恒温静态氧化试验和循环氧化试验 ,对用空气等离子喷涂方法制备的热障涂层试样进行了抗氧性能测试 ,并对其结果进行了详细的分析。结果表明 ,此热障涂层系统在 90 0℃的抗氧化性能良好 ;为保持良好的抗氧化性能 ,防止涂层剥落 ,热循环次数不能超过 90次 ;静态氧化曲线基本遵循抛物线规律。此外 ,影响热障涂层的因素有热应力、残余应力、ZrO2 相变以及热腐蚀等     

TC4基体等离子喷涂WC-Co涂层的工艺研究

采用不同的工艺参数对TC4合金试样进行等离子喷涂WC．Co涂层,对所喷涂的试样进行金相分析和孔隙率测定试验,根据涂层金相照片的氧化物、致密均匀程度以及涂层的孔隙率数值等确定合适的工艺参数．在对此参数下所喷涂的涂层进行结合强度、硬度等性能检验,测得结合强度最低值为38．45MPa,硬度最小值为83,均超过实际要求值．对涂层进行耐磨损比较实验,实验结果表明,此参数下所喷涂的涂层能够很好的满足实际需要．     

等离子喷涂ZrO2纳米热障涂层及热导率

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米ZrO2热障涂层,采用XRD和SEM方法分析了涂层的相结构和微观组织,并采用激光脉冲法测量了纳米涂层的热导率．结果表明,喷涂前后涂层与粉末的相成分没有发生变化,涂层具有典型的等离子涂层微观组织结构,孔隙率约为12．33％．纳米涂层热导率的平均值约为传统微米ZrO2涂层的86％,涂层中大量的纳米晶是纳米涂层隔热性能改善的主要原因．     

激光熔覆纳米涂层在纺机设备中的应用研究

对激光熔覆技术和等离子喷涂技术在纺机设备上的模拟耐磨实验,观察其微观组织,并通过耐磨性能对比分析,结果表明:激光熔覆涂层比等离子喷涂涂层显微硬度高,且耐磨性能提高50%。     

冲蚀条件下等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下 ,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响 ,并在不同条件下与 2 0钢进行了对比试验 ,分析了等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理 ,提出等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性 ,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件     

陶瓷/金属复合耐磨涂层的性能评价

应用大气等离子喷涂（APS）技术制备陶瓷／金属复合耐磨涂层试样，并对其硬度，结合强度，微观结构和耐磨性等性能进行评估，结果表明Al2O3-TiO复合涂层在耐磨性方面好于WC－NiCrAl复合涂层，而WC－NiCrAl复合涂层在结合强度性能上好于Al2O3-TiO2复合涂层。     

PLC控制等离子喷涂设备的研制

简述了等离子喷涂设备的基本组成和技术要求，以西门子公司的S7－200可编程控制器为中心元件，用其高速输出端控制送粉机械的送粉量，采用CF2B－1精确调节等离子喷涂电流，优化设计了等离子喷涂的控制原理图。设计并制造出等离子喷涂设备的自动控制系统，调试效果良好。     

等离子喷涂SiO2＋ZrO2涂层的抗热震性能

为了改善等离子喷涂ZrO2涂层的抗热震性能,利用热震试验、SEM和EPMA等技术,研究了SiO2添加剂对其显微组织和抗热震性能的影响。当SiO2添加剂质量分数小于3．0％时,涂层的抗热震性能随SiO2添加剂的质量分数的增加而提高;当其质量分数大于3．0％时,涂层的抗热震性能随其质量分数的增加而降低,3．0％SiO2 ZrO2涂层的抗热震起裂次数和抗热震换效次数达到最大值,分别由不添加SiO2涂层时的32次和46次提高到83次和112次。在ZrO2涂层中添加SiO2会促使涂层中形成气孔,并且气孔率和气孔直径随SiO2添加量的增加而增加。3．0％SiO2 ZrO2涂层中形成分布均匀、直径约为1μm的气孔,其气孔率约为10％,此时,涂层的弹性模量和所受到的应力最小,因而涂层的抗热振性最好。     

反应热喷涂法制备陶瓷涂层的研究

首先通过差热-失重分析和XRD测试手段对反应热喷涂Al＋TiO2＋H3BO3混合粉体以制备Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层的可行性进行了分析.然后对喷涂后试样涂层的耐磨性进行了研究.结果表明：Al＋TiO2＋H3BO3混合粉体差热-失重分析和在1200℃烧结后XRD测试分析均表明完全可以反应生成所需的Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层.所制备陶瓷涂层的耐磨性要比基体提高1倍左右.