Microstructure and Wear Behaviour of Laser-Induced Thermite Reaction Al2O3 Ceramic Coatings on Pure Aluminum and AA7075 Aluminum Alloy

Wear-resistant laser-induced thermite reaction Al_2O_3 ceramic coatings can be fabricated on pure Al and AA7075 aluminum alloy by laser cladding(one-step method)and laser cladding followed by laser re-melting(two-step method)using mixed powders CuO-Al-SiO_2 in order to improve the wear properties of aluminum and aluminum alloy,respectively.The microstructure of the coatings was characterized by scanning electron microscopy(SEM)and X-ray diffraction(XRD).The wear resistance of the coatings was evaluated under dry sliding wear test condition at room temperature.Owing to the presence of hardα-Al_2O_3 andγ-Al_2O_3 phases,the coatings exhibited excellent wear resistance.In addition,the wear resistance of the coatings fabricated by two-step method is superior to that of the coatings fabricated by one-step method.     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

激光熔覆纳米La2O3/Ni基合金涂层

采用横流5kWCO2激光在低碳钢基体表面制备纳米La2O3/Ni基激光熔覆涂层。采用光学显微镜（OP）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分别对熔覆涂层进行显微组织和相组成的观察。用显微硬度计和滑动磨损试验机对熔覆涂层的硬度和耐磨性进行测试。试验结果表明：熔覆层主要由γ-（Ni,Fe）,Cr23C6,LaNi10.5Si2.5等相组成,随离结合面距离增大,熔覆层的组织逐渐变细。随着纳米La2O3加入量及扫描速度增加,熔覆层组织变细。加入纳米La2O3后,平均硬度由未加时500HV0.5提高到约700HV0.5,耐磨性也得到不同程度的提高。在本试验条件下,添加质量分数为1.0%纳米La2O3熔覆层的耐磨性明显高于质量分数为1.5%纳米La2O3熔覆层的耐磨性。扫描速率采用250mm/min的熔覆层,其综合性能最佳。     

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     

等离子喷涂复合陶瓷涂层及其耐磨性能

用等离子喷涂技术制取了ＭＯ＋Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２、ＭＯＳ２＋Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２＋Ｃｒ３Ｃ２ＮｉＣｒ和ＭｏＳ２＋Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ复合涂层．利用ＳＥＭ、ＸＲＤ、和ＸＰＳ等技术．观察和分析了涂层的显微结构和喷涂过程中的物相变化及添加成分对涂层耐磨性能的影响．在ＭＭ－２００型磨损试验机上测定了涂层的滑动摩擦系数和磨损率．结果表明；Ｍｏ、ＭｏＳ２与Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２的结合性能较好，ＴｉＯ２、ＭｏＳ２在Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层的气孔和裂纹处偏聚；添加ＭｏＳ２对Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２涂层的物相组成有明显的影响；适量的ＭＯ、ＭＯＳ２加入Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２中，可以降低涂层的摩擦系数和磨损率；而ＴｉＯ２、ＭｏＳ２加入Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ中，对涂层的摩擦磨损性能影响不大     

MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3的制备及加氢脱芳性能研究

采用溶胶—凝胶法及共浸渍法制备了TiO2-SiO2-Al2O3复合载体,并用共浸渍法制备负载型MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂。XRD结果表明,TiO2的晶相衍射峰呈锐钛矿,SiO2则大多以无定型态分散于γ-Al2O3晶体表面。通过原位还原技术对催化剂进行还原处理,在连续固定床反应器上进行活性评价,结果表明,钛硅铝物质的量比对催化剂的活性有很大的影响,在温度为360℃,压力为3MPa,液时空速为1h-1,氢油体积比为500∶1的反应条件下,n（Ti）∶n（Si）∶n（Al）为1∶1∶4,Mo负载量为20%时,MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂的加氢脱芳活性最高,达到65.6%。并且TiO2-SiO2-Al2O3三元复合载体比传统的γ-Al2O3和SiO2-Al2O3二元复合载体的活性分别提高了19.6%和13.6%。     

Al_2O_3陶瓷涂层抗高温热冲击性能的研究

本文对Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层的高温热冲击性进行了研究，结果表明，在工作层与基体间增加过渡层能提高涂层的热冲击性，而具有更多孔隙的涂层将降低涂层的强度，降低涂层与基体的粘结强度，降低涂层对基体的保护作用，加速基底层的氧化，使涂层的抗高温热冲击性降低．     

Al2O3/(W, Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

采用纳米和亚微米级的α-Al₂O₃,以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料,制备了Al₂O₃/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al₂O₃含有体积分数为11%的纳米Al₂O₃时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840MPa,6.55MPa·m^1/2和20.1GPa.TEM实验表明,纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大,形成了典型的骨架结构,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.     

铝合金微弧氧化陶瓷膜研究

在硅酸盐电解液中采用微弧氧化法在2024铝合金表面形成氧化物陶瓷膜．分别用扫描电镜、X射线衍射仪研究了陶瓷膜的组织形貌和相组成．相对致密均匀的膜层主要由α—Al2O3,γ-Al2O3和少量的非晶相物质组成．陶瓷层纳米硬度从内部到外部呈下降趋势．     

AZ91D镁合金表面等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的微观组织及防护性能

采用大气等离子喷涂技术在AZ91D镁合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层。对涂层的显微组织、化学成分、相组成及显微硬度进行表征,并对涂层的耐磨损和耐电化学腐蚀防护性能进行研究。结果表明,Al2O3-TiO2陶瓷涂层的组织呈现层状结构,主要组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和金红石TiO2。涂层平均硬度654.2HV,涂层具有良好的抗磨损和抗电化学腐蚀防护性能。     

爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的摩擦磨损性能

爆炸喷涂是提高材料表面性能的表面喷涂技术之一.本文旨在通过表面喷涂提高45钢基体表面的耐磨性、耐冲击性等性能.采用爆炸喷涂方法在45钢基体材料上喷涂Al2O3陶瓷和团聚陶瓷涂层,在摩擦磨损试验机上进行Al2O3陶瓷涂层的磨损试验,X衍射仪测试涂层表面结构,JB/T7509—94铁试剂方法测试涂层的孔隙率.通过分析和比较45钢基材与爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的摩擦磨损性能,实验结果表明,喷涂Al2O3陶瓷涂层可以改善基材45钢的耐磨损性能,延长其使用寿命.此外,研究发现,团聚Al2O3陶瓷涂层比Al2O3陶瓷涂层要更耐磨;而爆炸喷涂Al2O3涂层的质量要好于等离子喷涂和火焰喷涂Al2O3陶瓷涂层.     

In situ prepared Al-Si alloy matrix composites reinforced by γ-Al2O3p

A γ-Al2O3 particles reinforced Al-Si alloy matrix composite was fabricated by adding NH4Al(SO4)2 to molten aluminum alloy. TEM observation shows that in-situ γ-Al2O3 particles are generally spherical and uniformly distributed in the matrix. The results of dry sliding wear tests show that the wear resistance of the composites increases with increasing mass fraction, and the volume loss is considerably lesser than that of the matrix and is lesser than that of the composites by adding γ-Al2O3 particles directly.     

Ni/纳米Al2O3微粒复合电镀工艺的试验研究

采用复合电镀的方法在45#钢表面制备获得Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层.利用正交试验法研究了电流密度、镀液pH值和镀液温度对Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层性能和沉积过程的影响.结果发现,它们对镀层沉积过程及其性能都有影响,但影响的程度和规律不同.最后综合考虑各因素,制订出Ni和纳米Al2O3微粒在45#钢表面发生共沉积的较理想工艺.     

La对CH_4-CO_2重整反应催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/γ-Al2O3和Ni/La2O3-γ-Al2O3系列催化剂,通过固定床反应、热重分析等方法,考察了催化剂的性能。结果表明：Ni质量分数为10%的Ni/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性;稀土元素La的加入,提高了催化剂的抗积炭性能;在相同的反应条件下,10%Ni/3%La2O3-γ-Al2O3催化剂的积炭量比10%Ni/γ-Al2O3催化剂积炭量降低了40%,稳定性大大提高。以Ni/La2O3-γ-Al2O3催化剂中Ni质量分数10%,并且La质量分数3%为最佳,实验条件下制得的合成气CO/H2接近1/1。     

Study on the isothermal oxidation behavior in air of Ti_3AlC_2 sintered by hot pressing

The isothermal oxidation behavior at 900―1300℃ for 20 h in air of bulk Ti3AlC2 with 2.8 wt% TiC sintered by means of hot pressing was investigated in the work. The isothermal oxidation behavior generally followed a parabolic rate law. The parabolic rate constants increased from 1.39×10-10 kg2·m-4·s-1 at 900℃ to 5.56×10-9 kg2·m-4·s-1 at 1300℃. The calculated activation energy was 136.45 kJ/mol. It was demonstrated that Ti3AlC2 had excellent oxidation resistance due to the continuous, dense and adhesive protect scales consisted of a mass of α-Al2O3 and a little of TiO2 and/or Al2TiO5. In principle, the oxide scale was grown by the inward diffusion of O2- and the outward diffusion of Ti4 and Al3 . The rapid outward diffusion of cations usually resulted in the formation of cracks, gaps, and holes.     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

氧化钛含量对氧化铝基涂层磨损性能和机制的影响

研究了TiO2含量对大气等离子喷涂Al2O3基涂层的晶体结构组成相、显微硬度、摩擦磨损性能和磨损机制的影响.选用重量百分比为0,13%,40%这3种TiO2含量参量,即纯A12O3,AI2O3-13%(wt)TiO2和AI2O3-40%(wt)TiO2陶瓷涂层.采用XRD分析涂层的晶体结构组成相,Vickers显微硬度计评价显微硬度.采用SRV摩擦磨损试验机,通过AISI52100钢球和A12O3陶瓷球2种材料本质差异甚大的对摩副,在干摩擦条件下评价涂层的摩擦磨损性能,并通过扫描电镜观察涂层磨损机制.结果表明,Al2O3基涂层的显微硬度随TiO2含量增加而降低;A12O3基涂层皆显示出抗磨性能随TiO2含量增加而降低,而与对摩副材质无关.涂层中含有TiO2无益于提高Al2O3基涂层的摩擦磨损性能.     

Al/Y_2W_3O_(12)复合材料的制备、热膨胀及电性能研究

采用固相法制备Al/Y_2W_3O_(12)复合材料,研究了Al与Y_2W_3O_(12)以不同质量比合成样品的特性。X射线衍射表明:样品只含有Al和Y_2W_3O_(12),不存在Al对Y的取代。SEM和EDS分析表明:小颗粒Y_2W_3O_(12)嵌入在块状Al基底中,为嵌入式复合结构。热膨胀性能和电导率测试分析表明:当Al与Y_2W_3O_(12)的质量比7∶3时,Al/Y_2W_3O_(12)样品的线膨胀系数14.76×10-6/K(RT~600℃)约为Al的一半,呈现良好的导电性,其导电率为18.2 S/m可达Al的电导率的1/2,且Al/Y_2W_3O_(12)样品几乎不表现出吸水性。研究认为,该复合材料具有低膨胀和较高导电性是由于其特有的嵌入式结构所致。     

相变对ZrO2／SiO2多层膜激光损伤阈值的影响

摘要：用电子束蒸发法制备出ZrO2／SiO2和YSZ／SiO2多层膜,分别测定了薄膜结构特性和激光损伤阈值. 实验结果表明：Y2O3稳定的ZrO2镀膜材料在电子束蒸发过程中不会发生相变,而未稳定的ZrO2则必然发生相变产生喷溅,使缺陷增加,从而使损伤阈值降低. 通过分析认为相变引起的缺陷是YSZ／SiO2和ZrO2／SiO2高反膜损伤阈值差别的主要原因.     

烧结温度和成分对Al_2O_3-TiC复合材料力学性能影响

以α-Al2O3粉、TiC粉为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3-TiC复合材料,系统研究了烧结温度以及成分对Al2O3-TiC复合材料的组织结构和力学性能的影响规律.结果表明:α-Al2O3与TiC间没有发生化学反应,两相间具有很好的化学相容性.TiC的引入有利于提高Al2O3-TiC复合材料的力学性能.1 600℃热压烧结的Al2O3-20%TiC复合材料具有最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到509.45 MPa和5.27 MPa·m1/2,复合材料的断裂方式主要是沿晶断裂,同时伴有穿晶断裂.