冷喷涂Cu-Cu2O涂层微观结构与沉积特性

本实验通过冷喷涂技术制备了Cu2O的质量含量分别为0％,10％,20％和30％的四种Cu-Cu2O涂层.通过环境扫描电镜、金相显微镜对涂层孔隙率和颗粒变形率等微观结构进行了分析,同时对涂层进行了显微硬度检测,讨论了涂层微观结构、显微硬度和涂层沉积效果之间的关系.各组分涂层均具有较低的孔隙率,能有效起到阻止海水等腐蚀性介质渗入,具有较好的耐蚀性.涂层孔隙率随Cu2O含量的增加而降低.涂层中颗粒变形较充分,涂层致密度较好.铜颗粒的平均变形程度与涂层显微硬度均随涂层中Cu2O含量的增加而增大.     

冷喷涂Cu-Cu2O涂层在海水中的电化学行为

用冷喷涂技术制备Cu-Cu2O涂层,研究了其在不同海水环境下的极化行为,并建立了涂层的腐蚀过程数学模型。结果表明:在浸泡的初期Cu2O促进了涂层的局部腐蚀;随着浸泡时间的增加局部腐蚀产物进一步促进了表面氧化膜的形成;在非搅拌的静态环境下,涂层的腐蚀受CuCl2-扩散的控制;Cl-促进了涂层的腐蚀,阻碍氧化膜的形成,且Cl-对CuCl的络合是Cl-浓度的一级反应;在CuCl向Cu2O转变的过程中产生H+,使电极表面附近溶液的pH值降低,阻碍氧化膜的形成和降低耐久性,而在溶液中加入Na2B4O7-H3BO4缓冲体系,能有效地提高氧化膜的击破电位。根据本文提出的反应过程数学模型进行计算的结果,与实验结果具有很好的相符性。     

铝合金表面冷喷涂铜涂层研究

目的 进一步提高铝合金构件的散热能力。方法 采用冷喷涂技术在铝合金试件表面上制备了纯铜涂层。借助光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验、三点弯曲试验和激光闪射法等试验,研究铝合金表面铜涂层微观组织和性能,并探究热处理铜涂层组织形貌、抗弯强度以及导热系数的影响。结果 铜涂层与铝合金基体形成了良好的结合,纯铜涂层导热系数能达到纯铜块材50%的水平。结论 经过热处理,铜涂层内颗粒发生静态再结晶,部分晶粒细化。涂层的抗弯曲强度下降,导热系数上升。     

低压冷喷涂铝涂层微观结构与沉积特性研究

低压冷喷涂技术是一种不同于高压冷喷涂技术的新型喷涂工艺。本文以体积比为3:7的氧化铝粉末和铝粉的混合粉末为原料,以压缩空气为工作气体,利用低压冷喷涂设备在Q235钢基体上制备Al涂层,研究了温度、喷距、送粉速率和喷嘴横向移动速度等工艺参数对涂层沉积效率的影响。采用光学显微镜、扫描电镜,研究了涂层的微观结构和沉积特性。实验结果表明:在工作气体压力保持0.6 MPa不变的情况下,温度400℃、喷距25 mm、送粉速率为30—40 g/min、喷嘴横向移动速度4.0 m/min时,铝涂层沉积效率最佳;同时Al2O3陶瓷相的加入有利于涂层的沉积。     

冷喷涂铜涂层研究进展

冷喷涂技术自其发现,就在制备致密金属涂层方面表现出突出的优势,但有时候涂层性能并不能满足工业需要。鉴于此,以被广泛关注的纯铜为例,主要综述了近年来国内外冷喷涂铜涂层的工艺与性能特征,讨论了4种后处理工艺对冷喷涂铜涂层组织及性能的影响,并给出了冷喷涂铜涂层在主要领域的应用,最后对冷喷涂制备纯铜仍然存在的难题与解决策略进行了分析展望。     

超音速冷喷涂Cu-Al_2O_3复合涂层特性

采用冷喷涂技术在铝基板上制备了Cu-Al2O3复合涂层,以复合涂层为催化荆进行了甲醇水蒸气重整制氢实验,并利用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对实验前后的涂层进行了表征.结果表明,涂层之间和涂层与基板问的结合主要为机械咬合,孔隙率较高,与喷涂颗粒相比,涂层没有相的变化;喷涂后Al2O3颗粒发生了破碎,而Cu颗粒变形不充分,Cu颗粒特性导致涂层中铜含量比粉末中的低;甲醇水蒸气重整制氢实验表明,Cu-Al2O3复合涂层由于含氧高而具有比纯铜涂层更好的稳定性.     

低压冷喷涂热处理复合处理制备Ni2Al3金属间化合物涂层及其滑动磨损特性研究

为制备出以Ni₂Al₃为主相的金属间化合物涂层,将Ni粉、Al粉和Al₂O₃粉按质量比20∶6∶5混合均匀,利用低压冷喷涂方法将混合粉体喷涂到45钢基体表面,制备Ni-Al预涂层,再将预涂层在520℃氩气环境下保温12 h,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对涂层组织和物相进行了分析与表征,测试了涂层的结合力和滑动摩擦磨损特性。结果表明：预涂层经热处理转变为Ni₂Al₃金属间化合物涂层后,表现出良好的减摩、耐磨性能。涂层中Ni和Al固相转变为金属间化合物的驱动力是热处理提供的热能和粉体强烈塑性变形后的形变能的共同作用。     

冷喷涂铜基陶瓷复合涂层沉积机理与结构性能优化研究进展

陶瓷颗粒与铜颗粒的热膨胀系数差异较大,故热喷涂的高温制备易导致涂层分层、开裂和失效。冷喷涂具有热输入低、不易氧化、沉积率高等特点,可以降低甚至避免高温冷却造成的相关缺陷,因此在制备高质量的铜基陶瓷复合涂层时的优势明显。本文首先对三种经典冷喷涂金属及金属合金涂层界面结合的基本概念和原理进行了概括,在此基础上对金属基陶瓷复合涂层的沉积机理进行了归纳总结;其次,从喷涂粉末制备工艺、喷涂前期基体状态和沉积过程工艺参数三个方面对铜基陶瓷复合涂层的组织结构和性能优化方法进行了梳理;最后,对冷喷涂铜基陶瓷复合涂层沉积技术和机理研究的发展方向进行了展望。     

冷喷涂涂层的结合机理

冷喷涂技术在我国和一些发达国家得到了高度重视和发展,研究工作已经在多个方面展开.总结了有关涂层结合机理的研究方法;讨论了绝热剪切失稳现象以及由此可能导致的几种结合方式;分析了粒子临界沉积速度、冲蚀速度与有效结合的关系;介绍了影响涂层质量的因素以及结合强度、显微硬度等力学性能的测试结果.     

不同载气温度条件下低压冷喷涂Al-Al2O3复合涂层的沉积特性

目前,对低压冷喷涂Al-Al₂O₃复合涂层的研究主要集中在工艺和性能方面,对颗粒的沉积特性和机理的研究较少。为此,利用低压冷喷涂技术沉积Al-Al₂O₃复合涂层,研究了不同载气温度对复合涂层沉积特性的影响规律,采用扫描电镜(SEM)、三维轮廓仪对复合涂层的厚度、表面形貌、显微组织进行了分析。结果表明:不同载气温度(300,400,500,600℃)制备的Al-Al₂O₃复合涂层厚度依次为213.34,321.62,920.64,986.97μm,复合涂层厚度随载气温度升高而增加,尤其当冷喷涂载气温度由400℃变为500℃时,沉积层厚度增幅达186.25%;复合涂层表面最大高度差H_max和粗糙度R_a随载气温度升高呈增加趋势,载气温度为400℃时复合涂层表面质量最优,当载气温度由400℃变为500℃时H_max和R_a增幅最大,分别为72.68%和52.22%,随载气温度的升高复合涂层表面质量下降;复合涂层中形变Al颗粒的扁平率随载气温度升高呈下降趋势,复合涂层中Al颗粒由塑性变形量较大的扁平状(300℃)逐渐变为塑性变形量较小的椭球形(600℃),随载气温度升高Al-Al₂O₃涂层的沉积率突增和颗粒扁平率下降归因于Al颗粒的热软化效应。     

Behavior of Cold Spray Coating in Real Incineration Environment

In the present research work, efforts are made to study the performance of the uncoated and cold spray NiCrAlY-coated superalloy in medical waste incinerator environment. The study was conducted in the secondary chamber of medical waste incinerator. The high-temperature performance of uncoated and coated superalloy was assessed by measuring the penetration of corrosion species and drop off scale thickness. The development of Al₂O₃ in the top oxide scale and dense structure of the coating is found to be responsible for the better performance of coated superalloy against erosion–corrosion. Cold spray NiCrAlY-coated heat exchanger tubes were estimated to have degradation rate about 35 mils/year.     

Al_2O_3-H_2O纳米流体相变蓄冷特性研究

在水介质中悬浮少量的纳米氧化铝颗粒(粒径20nm),通过添加分散剂和超声波振荡,制备成均匀分散的Al2O3-H2O纳米流体。对水和Al2O3-H2O纳米流体的相变蓄冷特性进行了实验比较。结果表明,加入纳米Al2O3可降低水的过冷度,缩短结冰时间;在相同的时间内,纳米流体的蓄冷量要大于纯水。     

喷雾沉积含硅ZA27合金的阻尼性能

本文报道了喷雾沉积含硅ＺＡ２７合金的阻尼性能，它比常规铸造相同成分合金的阻尼性能提高约５０％。     

冷喷涂中颗粒形状和温度对其沉积过程的影响

为提高镁合金的抗腐蚀性能,以冷喷涂方法在其表面喷涂铝颗粒并采用有限元ALE网格方法对该过程进行了数值计算。考察了颗粒和基板的变形特性、温度分布;研究了颗粒形状、颗粒和基板初始温度对其沉积过程、颗粒反弹特性等的影响。结果表明,颗粒形状对系统局部变形影响较大;颗粒形状及速度对其反弹能、基板表面坑深、最大接触面积等也有较大影响。对系统预热有利于颗粒和基板的结合。当椭球形颗粒沿着其长轴碰撞以及球形颗粒碰撞时,温度和塑性变形都对称分布。结果可初步用于冷喷涂实验参数的选择和优化。     

建筑用Q295B冷喷涂Al2O3-Al-xY涂层的耐海水腐蚀性能

为了提高建筑用Q295B在海水中的腐蚀性能,通过在粉末中掺入微量稀土元素Y的方式,使冷喷涂Al2O3-Al涂层获得更强耐蚀能力;并测试分析了加入不同含量(0～0.50％,质量分数)Y下Al2O3-Al涂层显微组织结构、耐蚀性能的变化.研究结果表明:Al2O3-Al涂层内形成了许多外形差异较大的颗粒物,Al2O3-A涂层...     

电泳沉积HA -Ti -Y2 O3/ZrO2复合涂层的研究

为了制备均匀致密的HA -Ti -Y2 O3/ZrO2陶瓷涂层,在正丁醇介质中,以三乙醇胺为添加剂,将羟基磷灰石(HA)与Ti,Y2 O3/ZrO2按一定比例混合电泳沉积在钛基底上,得到了形貌稳定的HA -Ti -Y2 O3/ZrO2生物陶瓷涂层.研究了电场强度,电泳时间,添加剂用量对涂层品质的影响.用扫描电镜(SEM)对热处理后的涂层进行了观察,采用红外光谱仪(FTIR)和X射线仪(XRD)对涂层的形貌、组成及结构进行了表征.结果表明:在正丁醇作分散剂,三乙醇胺添加量为12 mL/L,电场强度30～60 V/cm,HA浓度为10～20 g/L,Ti为4～16 g/L,Y2 O3/ZrO2为6～12 g/L的条件下,可制得形貌较好的HA -Ti -Y2 O3/ZrO2复合陶瓷涂层.