等离子喷涂制备吸波涂层及等离子渗碳技术研究现状

随着雷达探测技术的发展，对装备的隐身性能也提出越来越严苛的要求，隐身技术可显著提高军事装备及军人的生存能力，提升战斗效率，取得更大的战场控制权。传统吸波涂层的制备方法工艺复杂且效率低下，作为一种热喷涂技术，由于等离子喷涂具有工艺简单、适用范围广、可操控性和可调控性高等优点，在制备吸波涂层中得到广泛应用。材料表面状态对其性能有着重要的影响，等离子渗碳同样作为一种表面处理工艺，对提高材料表面强度、耐磨性等具有重要作用。介绍了等离子喷涂的基本原理以及送粉速率、输出功率、喷涂距离、喷涂速度等涂层制备基本工艺参数对涂层的影响。研究表明，送粉速率相同时，喷涂功率过大或过小均会导致涂层质量下降；喷涂距离过小会导致涂层与基体的结合力降低，而距离过大又会降低喷涂效率和涂层密度，合理调控等离子喷涂的工艺参数对涂层质量的好坏有着直接且重要的影响。总结了近年来等离子喷涂制备吸波涂层方面的研究成果，介绍了传统渗碳热处理技术与新型渗碳热处理技术的发展，概述了等离子渗碳的发展和现状，可知加工时间及加热温度对渗碳层的性能产生了较大影响。对以上两种表面改性技术未来的研究发展进行了展望， 为航空航天、军事装备等涉及关键零部件表面改性方面提供一定的参考价值。     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

等离子喷涂氧化钇涂层的组织结构

利用大气等离子喷涂技术在铝基体上制备了氧化钇涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和金相显微镜对涂层的组织结构进行分析.结果表明:利用等离子喷涂制备的氧化钇涂层没有裂纹,比较致密,其孔隙率为5.58%;涂层由立方相和单斜相组成,喷涂粉末的相结构影响涂层的物相,粉末中的单斜相促进等离子喷涂过程中立方→单斜相变过程.     

等离子喷涂人工骨涂层材料

等离子喷涂是一种常用的生物医用材料表面改性技术,被广泛应用于钛等金属人工骨的表面改性.为了满足人工骨涂层的临床应用需要,近年来发展了一些新的涂层材料和后处理工艺技术.利用火焰蒸汽处理技术对等离子喷涂羟基磷灰石涂层进行后处理,提高了涂层的结晶度,降低其在体液中的降解.经碱处理的等离子喷涂钛涂层,生物活性有了明显的改善.等离子喷涂硅灰石和硅酸二钙陶瓷是一类不同于传统磷酸钙系的新型生物活性材料,其性能和结构已被初步研究.同时介绍了等离子喷涂人工骨涂层材料在这几个方面的近期研究进展.     

提高等离子喷涂热障涂层隔热性能的方法

为进一步提高等离子喷涂热障涂层的隔热性能,对陶瓷材料的导热理论及热障涂层的热导率进行了研究.提出了包括寻求新型热障涂层陶瓷材料、添加掺杂剂、制备纳米涂层及双陶瓷层热障涂层等能够改善等离子喷涂涂层隔热性能的方法;并指出,采用等离子喷涂技术制备带颜色的稀土锆酸盐纳米双陶瓷层热障涂层,将会进一步改善热障涂层的隔热性能.     

WC粉末爆炸喷涂BT-20钛合金的涂层性能研究

通过对爆炸喷涂工艺原理的分析,指出喷枪结构、喷涂距离和各气流量等重要工艺参数对涂层质量的影响,确定最佳的工艺参数.采用爆炸喷涂与等离子喷涂2种工艺在BT-20钛合金基体上制备WC涂层.经过对2种涂层的性能对比分析,发现与等离子喷涂相比,爆炸喷涂涂层的硬度大、结合强度高并且爆炸喷涂涂层的金相组织均匀、致密、孔隙率低,在涂层基体界面上无明显的宏观和微观缺陷,抗氧化能力强.     

低压等离子喷涂技术在功能性涂层的应用进展

与常规等离子喷涂相比,低压等离子喷涂技术在真空或低压下进行等离子喷涂,可制备更低杂质、更高致密度、更高结合强度的涂层。介绍了常规等离子喷涂焰流速度高、工艺稳定性好、沉积效率高、可控性好的特点,详细阐述了低压等离子喷涂技术清洁、高速、长焰流、预热、电清理的工艺优势,说明了低压等离子喷涂技术在热障涂层、抗气蚀涂层、面向等离子体材料等功能性涂层制备上的应用,最后从完善相关理论、与其他技术联用、工艺在线可控、气氛压力更低等方面,以及在航空、航天、电子等领域的运用,对低压等离子喷涂技术的发展进行了展望。     

等离子喷涂制备典型涂层研究进展

从航空航天到交通运输、电子设备和医疗器械等,大大小小的行业中均可见到涂层的应用,涉及到这些领域的涂层种类主要有耐磨、耐蚀涂层、热障涂层、压电陶瓷涂层和生物陶瓷涂层等。等离子喷涂技术具有喷涂材料范围广、工艺简单等优点,是制备上述典型涂层的常用工艺方法。虽然同种工艺可制备出不同种类涂层,但由于所选的喷涂材料、喷涂参数不同,所获得的涂层性能和涂层结构之间也存在着一定差异,须对等离子喷涂各类涂层的研究进行分析与总结。基于此,文中简要介绍了国内外等离子喷涂涂层的应用现状,之后从不同种类涂层功能需求和技术特点出发,分析喷涂工艺对涂层结构和性能的影响。最后对提升涂层性能的工艺方法进行总结,并对今后等离子喷涂涂层技术的发展趋势进行了展望。     

等离子喷涂制备纳米结构涂层研究进展

等离子喷涂制备的纳米结构涂层在耐热、耐磨、耐蚀、生物相容性等方面比传统微米级涂层具有更优良的性能,从而在军事以及民用工业等领域得到了广泛应用。本文介绍了纳米结构喂料的制备方法,评述了等离子喷涂制备纳米涂层的研究进展,并对等离子喷涂纳米结构涂层的研究和发展进行展望。     

Cr_3C_2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化

采用正交试验方法研究了等离子喷涂工艺参数对Cr_3C_2-NiCr涂层显微硬度的影响,并应用极差分析方法对试验结果进行了分析.结果表明,影响涂层性能的因素从主到次依次为喷涂距离、电流、送粉气流量和电压.Cr_3C_2-NiCr涂层最佳的等离子喷涂工艺参数是电流500 A,电压65 V,喷涂距离100 mm,送粉气流量7 L/min.采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,粒子熔化充分,涂层均匀致密,孔隙率低,界面结合良好,是高质量的热喷涂涂层.     

先进陶瓷涂层结构调控及其在固体氧化物燃料电池中的应用

等离子喷涂技术可以对陶瓷涂层的微观结构进行调控设计,因此在制备固体氧化物燃料电池方面具有独特的优势。基于等离子喷涂方法,可以直接制备或经过后处理获得致密的电解质涂层。采用等离子喷涂技术也可以制备高性能的多孔阳极和阴极,并可对钙钛矿结构阴极材料的成分和晶体结构进行调控。文中介绍了目前国内外采用涂层制备电池的方法,主要探讨了热喷涂方法制备电解质涂层的特点,对存在的问题和可行思路进行了讨论,并探讨了基于提高三相反应界面长度来制备高性能电极的方法。由于固体氧化物燃料全电池各功能层都有可能通过热喷涂方法制备,因此该方法在固体氧化物燃料电池结构设计具有巨大的潜力。     

多功能微弧等离子喷涂技术

根据空气动力学和等离子喷涂理论,按照"一专多能"的设计指导思想,采用IGBT逆变技术、微电脑控制技术、软开关变换技术、拉瓦尔喷嘴和中心轴向送粉等,设计了多功能微弧等离子喷涂系统,且具有体积小、重量轻、抗干扰强、控制精确、喷涂粒子速度高、粉末沉积效率高等特点,可制备各种金属合金、金属陶瓷以及氧化物涂层.通过试验测定,多功能微弧等离子喷涂制备的纳米结构Al2O3 13%TiO2涂层的结合强度、显微硬度等性能优于9M等离子喷涂制备的纳米结构的Al2O3 13%TiO2涂层,这表明通过改进电源设计、喷枪结构设计、送粉方式等,低功率多功能微弧等离子喷涂能够与大功率等离子叶涂性能相当甚至更优异性能的涂层.     

High-temperature corrosion-resistance performance of electro-thermal explosion plasma spraying FeAl-base coatings

As a new spraying technology used in the remanufacturing engineering, electro-thermal explosion plasma spraying technique holds a lot of advantages. Three kinds of FeAl-base plasma spraying coatings, FeAl, FeCrAl and FeCrAlRE coatings, were prepared by using instantaneous high-energy shock wave effect produced by the electro-thermal explosion of metal conductor alloy foil of FeAl base. Nano-structure and micro-structure especially a metallurgy binding layer with FeAl-base body are formed. It is shown that microstructures of the FeCrAl and FeCrAlRE coatings were greatly improved due to the addition of Cr and RE. Meanwhile corrosion changing laws of these three plasma spray coatings can be gained after anti-corrosion tests under the conditions of high temperature and then sequentially select better electro-thermal explosion plasma spray coating of anti-corrosion and heat resistance.     

热喷涂技术的新发展

在过去的几年里，热喷涂技术在喷涂工艺、喷涂材料、涂层质量监控等方面都有很大发展，喷涂层应用领域也进一部扩大。其主要标志为新三阴极等离子喷涂系统、微等离子喷涂工艺、冷喷工艺的开发和应用，高速火焰喷涂工艺的进一步改进和完善，亚微米及纳米结构等新型喷涂材料的开发，喷涂粒子和基体诊断分析系统的开发和应用以及喷涂层在汽车发动机上的应用。     

汽车零部件表面强化技术研究现状及展望

在传统渗碳、渗氮及表面淬火工艺的汽车零部件表面强化技术基础上,简单综述了传统工艺在汽车零部件表面强化上应用的工艺优缺点及研究现状,重点阐述了新型表面形变强化、高能束流表面强化、表面冶金强化、表面复合强化及表面纳米强化的汽车零部件表面强化技术,详细介绍了目前广泛使用的新型表面形变强化中的喷丸强化工艺、高能束流表面强化中的激光表面淬火与电子束表面淬火工艺及表面冶金强化中等离子喷涂工艺的技术特点和应用现状,分析了国内外汽车零部件表面复合强化技术和表面纳米强化技术的工艺特点和研究现状,尤其是将表面复合强化技术中的传统工艺与传统工艺、传统工艺与新型工艺、新型工艺与新型工艺的多种复合工艺的相互结合及QPQ盐浴复合处理技术在汽车零部件表面强化上的应用,最后展望了未来汽车零部件表面强化技术的发展方向。     

陶瓷/金属复合耐磨涂层的微观结构与磨损性能分析

采用大气等离子喷涂技术在铸铁基体表面制备WC／NiCrAl和WC／NiCrBSi涂层试样，并从微观结构、显微硬度和磨损性能等方面测试涂层性能。结果显示，在磨损性能方面，以NiCrBSi为粘结金属的涂层优于以NiCrAl为粘结金属的涂层；WC含量高的涂层优于WC含量低的涂层。并探讨了涂层的磨损机理和磨损性能的变化规律，从而为耐磨涂层的设计提供指导。     

Status of thermal spray technology in japan

This article summarizes the present status and prospects for future progress of the thermal spraying business and technology in Japan. Organizations that have supported thermal spraying business and technology consist of coating contract shops, producers and suppliers of spray equipment and consumables, and large companies that have been using thermal spray technology in their production lines. Moreover, out-side, noncommercial organizations such as universities, government, or local industrial institutes and academic societies for thermal spraying are reviewed. In terms of thermal spraying equipment, in particiular, the installation of atmosphere-controlled plasma spray and high-velocity oxygen/fuel spray (HVOF) are investigated. Typical examples include industrial applications that are performed mainly by coating contract shops and large companies. In emerging spraying process technologies, synthesis of new materials using atmospheric plasma spray and atmosphere-controlled plasma spray, laser-assisted spraying, and new plasma torches are presented.     

钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展

介绍了钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展,主要从钛合金表面等离子喷涂陶瓷材料耐磨涂层、固体润滑减摩涂层、生物活性涂层、功能涂层等几方面进行了简要的介绍。并对钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的发展趋势进行了展望。     

感应等离子体球化热喷涂粉体材料研究进展

介绍了传统非等离子体法制备球形粉体方法--雾化法和喷雾造粒法,分析了其在热喷涂球形粉体制备过程中存在的优势和局限性。综述了等离子球化技术在热喷涂粉体材料领域中的应用现状,并深入讨论了感应等离子体球化过程中不同的工艺条件对粉体球化率和形貌的影响:原料粉体状态决定了球化后粉体的平均粒径,降低粉体原始粒径可以提高熔融程度,粒径分布较窄的原始粉体有利于得到高球形度粉体;适当增大输入功率和工作气体流量,可降低细小颗粒的粘附现象;工作气体的种类会影响等离子焰炬的热焓值;送粉速率需要结合粉体性质择优选取。这些关键影响因素对热喷涂粉体性能的调控机制,以及深入认识等离子体作用条件下的热喷涂粉体球化机理,提供了有力的理论支撑。总结和展望了感应等离子球化技术在热喷涂陶瓷粉体材料制备中存在的问题和发展方向,感应等离子体球化技术作为制备高纯度、无污染热喷涂球形粉体材料的一种新技术,具有广阔的应用前景。     

Preparation and characterization of plasma sprayed Ni3Al-hBN composite coating

Ni₃Al-hBN composite powders were manufactured by spray drying technology, and then plasma sprayed to form the coatings. The influence of hBN addition amount on the flowability and apparent density of the composite powders, as well as the mechanical and tribological properties of the as-sprayed coatings was evaluated. The results indicate that the spherical powders with uniformly distributed compositions are successfully manufactured by spray drying technology. Both the flowability and apparent density of the Ni₃Al-hBN powders, as well as the bond strength and hardness of the composite coatings decrease with the increase of hBN content. Addition of hBN less than 10 wt.% reduces the friction coefficient and brittle fracture of the coatings, which is beneficial to improve the tribological properties of the Ni₃Al-hBN composite coatings. However, high hBN addition, damaging the bond in the coating, will deteriorate the wear resistance of the coating. The Ni₃Al-hBN composite coating containing 10%hBN shows the optimum properties combining strength and hardness with tribological properties.