热化学反应法制备Al_2O_3基陶瓷涂层及耐磨性能研究

采用热化学反应法在Q235钢表面制备A_2O_3基陶瓷涂层,对涂层的形貌、涂层与基体的结合力、涂层的耐磨性进行了研究.结果表明,陶瓷涂层在600℃固化时有新相产生,增强了涂层与基体的结合强度;陶瓷涂层比较均匀且致密,涂层与基体之间已无明显界限;A_2O_3基陶瓷涂层提高了Q235钢的耐磨性.     

Q235钢SiO2基热化学反应陶瓷涂层耐磨性研究

研究了热化学反应法制备陶瓷涂层的配方以及所获得陶瓷涂层的组织结构和耐腐蚀性能.结果表明:骨料与胶粘剂质量比为1:1时,经过600℃同化后微米及含30%纳米SiO2的陶瓷涂层均生成了新物质,具有良好的致密性和结合强度;在耐磨实验中,微米陶瓷涂层相对于基体的磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别提高1.12倍和0.99倍;含30%纳米SiO2的陶瓷涂层相对于基体的磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别提高1.89倍和2.03倍.     

镁合金热化学反应SiO2基纳米陶瓷涂层的性能研究

镁合金具有优越的物理和机械性能,但其耐蚀和耐磨性能较差.采用热化学反应法在MB2镁合金表面制备纳米陶瓷涂层,并采用XRD分析其相结构,分别测试涂层的耐蚀性、耐磨性,试验结果表明:涂层中有新相生成,基体结合强度较高,耐磨和耐腐蚀性能优良.     

热化学反应陶瓷涂层与复合涂层耐磨性对比研究

采用热化学反应法在纯铜表面制备陶瓷涂层,并在此基础上进行渗铝处理,在基体表面获得陶瓷渗铝复合涂层.通过SEM和XRD分析了涂层的微观形貌和相的组成,研究了涂层的结合强度和耐磨性.结果表明:该复合涂层整体性能优于热化学反应陶瓷涂层.     

工业纯铜膏剂法陶瓷/渗铝复合涂层耐磨性研究

采用膏剂法及加热扩散在纯铜表面制备铜基陶瓷/渗铝复合涂层。观察分析了复合涂层的形貌和结构,并研究了该复合涂层的抗热震性能、涂层硬度、耐磨性。结果表明:纯铜膏剂法热化学反应陶瓷/渗铝复合涂层中有Na7Al3O8、Cu3TiO4、Cu9Al4等新相生成;复合涂层在700℃条件下热震次数可达40次以上;复合涂层的硬度可达83.8 HRE,耐磨性实验中,复合陶瓷涂层的相对耐磨性是基体的5.40倍;复合陶瓷涂层的黏着磨损(干摩擦)相对耐磨性是基体的5.64倍;复合陶瓷涂层的黏着磨损(油摩擦)相对耐磨性是基体的10.14倍。     

镁合金热化学反应Si02基纳米陶瓷涂层的性能研究

镁合金具有优越的物理和机械性能，但其耐蚀和耐磨性能较差。采用热化学反应法在MB2镁合金表面制备纳米陶瓷涂层，并采用XRD分析其相结构，分别测试涂层的耐蚀性、耐磨性，试验结果表明：涂层中有新相生成，基体结合强度较高，耐磨和耐腐蚀性能优良。     

304不锈钢基体表面高温陶瓷涂层的制备及性能研究

采用热化学反应喷涂法在304不锈钢基体表面制备了Al_2O_3非梯度陶瓷涂层(记为1~#涂层)和Ni Cr Al Y/Al_2O_3梯度陶瓷涂层(记为2~#涂层),使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对该涂层的微观形貌、物相变化进行表征;描述了涂层的高温氧化动力学曲线,对涂层的热震性能进行分析。结果表明,喷涂Al_2O_3陶瓷料浆能有效填补Ni Cr Al Y喷涂层产生的裂纹,涂层与金属基体之间呈冶金结合,α-Al_2O_3和金红石型Ti O_2是陶瓷涂层耐高温的主体晶相结构。2~#涂层表现出最佳的抗高温氧化性能和抗热震性能。     

热化学反应喷涂Al2O3基复合陶瓷涂层的制备及其性能

使用热化学反应热喷涂技术,在紫铜表面喷涂制备Al2O3基复合陶瓷涂层.利用XRD和SEM分析该复合陶瓷涂层物相组成和组织形貌,并对其热震性能、抗高温氧化性能和磨损性能进行测试.结果表明:采用热化学反应喷涂法在紫铜表面制备的陶瓷涂层内部生成陶瓷过渡相Al1.4Si0.3O2.7和Al1.9Si0.5O2.95等,在陶瓷涂层与Ni-Al过渡层间存在金属间化合物AlNi3;该复合陶瓷涂层熔化率较高,表面呈珊瑚状;涂层与紫铜基体结合牢靠,具有优异的高温抗氧化能力,其磨粒和粘着磨损比紫铜基体分别提高10倍和15倍.     

热化学反应法制备Al2O3-13％TiO2陶瓷涂层及其性能研究

目的研究Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层对金属基体的热防护性能。方法以钠、钾混合硅酸盐溶液为粘结剂,添加Al_2O_3、TiO_2、MgO、SiO_2等陶瓷骨料,采用热化学反应法在304不锈钢基体表面制备了Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层(记为AT13)。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌、物相变化进行表征。在AT13涂层的基础上,预先喷涂金属Ni/Al过渡层,制备了AT13梯度涂层(记为AT13grade),综合比较分析了两种涂层在不同温度下固化后的结合强度,描述了涂层的高温氧化动力学曲线,对涂层的热震性能及失效机理进行了分析。结果涂层在800℃烧结固化后,致密性较好,涂层与金属基体之间呈现冶金结合,TiO_2发生了从锐钛相到金红石相的转变,α-Al_2O_3和金红石型TiO_2是陶瓷涂层耐高温的主体晶相结构。经1200℃高温氧化后,梯度涂层和非梯度涂层的增重与空白试样相比分别减少了0.223 mg/cm2和0.155 mg/cm2。800℃热震试验时,梯度涂层和非梯度涂层的热震循环次数分别为17次和6次。结论在涂层与基体之间制备金属Ni/Al过渡层能增强涂层的结合强度,提高其抗氧化性能,缓解陶瓷材料与金属基体之间的热膨胀系数差异,提高涂层的抗热震性能。梯度结构的陶瓷涂层具有更好的热防护性能。     

热化学反应法制备MgO基陶瓷涂层的研究

采用热化学反应法在工业纯镁、MB2镁合金表面制备以MgO为基料的陶瓷涂层,并对涂层进行耐蚀、耐磨性能测试.结果表明,在5%醋酸溶液浸泡试验中,耐蚀性提高28～30倍;在磨粒磨损试验中,耐磨性提高3倍以上.通过XRD物相分析,热固化过程中陶瓷涂层有新相产生.     

曲轴表面改性用金属陶瓷电弧喷涂药芯丝材的研制

采用Al2O3和NiCr-Cr3C2复合粉末两种材料作为填充材料制备了曲轴表面改性用金属陶瓷喷涂药芯丝.分析了涂层显微组织,测试了涂层结合强度和耐磨性能.结果表明,采用Al2O3作为填充材料的药芯丝制备出的涂层中陶瓷相含量高,涂层和基体结合良好.涂层和基体结合强度达到21.23 MPa,抗剪强度达到31.27 MPa.涂层耐磨性好,相同摩擦磨损条件下,磨损失重仅为灰口铸铁试样的1/4.Ni3Al和石墨的加入是涂层结合强度高的主要原因.     

火焰喷涂热障陶瓷梯度涂层的制备工艺及性能

在优化热障梯度涂层和过渡层的成分设计及氧乙炔火焰法制备工艺的基础上，获得了组织致密，有良好冶金结合的Al2O3／Fe热障梯度涂层。结果表明，涂层中的Al2O3分布基本均匀，且在整个涂层中，从钢基体到涂层表面的化学成分呈梯度分布，涂层与钢基体及各涂层之间存在明显的冶金结合；所获得的Al2O3热障梯度涂层与普通纯Al2O3热障涂层和带底层（Ni）和过渡层（Cu）的热障涂层相比，与基体间的结合力显著提高，弯曲强度、耐热冲击性能大为增强，涂层热障效果随涂层的数量和Al2O3含量的增加也获得明显提高。     

TiAl合金表面激光重熔纳米陶瓷涂层

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在TiA l合金表面制备了纳米A l2O3-13wt%TiO2复合陶瓷涂层。为了使重熔后的陶瓷涂层保留一定的纳米结构组织,采用相对较低的激光功率和能量密度进行重熔。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层形貌、微观结构和相组成。结果表明,等离子喷涂纳米陶瓷涂层由纳米颗粒完全熔化区和部分熔化区两部分组成,具有等离子喷涂态的典型层状结构;由于受到激光功率、能量密度、陶瓷材料热物性参数和涂层厚度等因素的综合影响,重熔后陶瓷涂层出现了明显的分层结构特征;依据组织形态的不同,可将其大致分为:重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区。重熔区由致密细小的等轴晶组成,并且保留了部分来源于原等离子喷涂部分熔化区的残留纳米粒子。由于等离子喷涂过程中涂层沉积时的快速凝固作用,涂层以亚稳相-γA l2O3为主,经过激光重熔处理后,-γA l2O3又重新转变为稳定相-αA l2O3。     

Manufacture and characteristics of Al_2O_3 composite coating on steel substrate by SHS process

Many steel components are needed to be reinforced on their surface to have a high abrasive resistance and corrosion resistance.Based on self-propagating hightemperature synthesis,a process to making Al_2O_3 composite coatings on mild steel substrate in atmospheric environment with the help of simple auxiliary facilities was developed successfully.A pre-coated bilayer coating was employed.The effects of Fe content in pre-coated transition layer on phase composition,porosity and interfacial bonding were studied using scanning electron microscopy(SEM),energy-dispersive spectrum(EDS)and X-ray diffraction(XRD).The thermal shock resistance and abrasive resistance were investigated.When Fe content changes from 0 wt% to 50 wt%.the bond quality at first becomes better and then worse gradually.When Fe content is less 20 wt%,there is a small gap between the transition layer and the substrate;when Fe contents are 30 wt% and 40 wt%,working layer,the transition layer and the substrate bond together well.The working layer is mainly composed of Al_2O_3,Fe-Cr and Al(Cr)_2O_3 phases and has a dense structure with porosity of less than 1%.The coating has a good thermal shock resistance and abrasive resistance.The abrasive resistance of the working layer is about ten times that of the substrate.     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.     

Morphology and phase composition of MAO ceramic coating containing Cu on Ti6Al4V alloy

A ceramic coating containing Cu element was prepared on Ti6Al4V alloy using micro-arc oxidation(MAO)technology.After copper ions were added to the electrolyte solution of aluminate salt,the anode voltage in MAO process reduces,and the micropore size on the surface of the ceramic coating is more uniform.The crystalline phases of the ceramic coatings prepared in the electrolyte solutions with and without copper ions are mainly Ti element,rutile TiO_2,and anatase TiO_2.The addition of copper ions to the electrolyte solution makes rutile TiO_2 content decrease but promotes the formation of Al_2TiO_5 phase.Energy spectrum test results confirm that by adding copper ions to the electrolyte solution,the ceramic coating formed in the process of MAO contains copper element.     

钛及钛合金表面金属电沉积的预处理问题

分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层性能差异进行了讨论。结果表明,两种Al2O3-3%TiO2涂层均以γ-Al2O3为主,其中还含有少量的α-Al2O3和微晶或非晶。带Laval喷嘴APS所制备涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度均明显劣于普通APS涂层,但前者涂层的沉积率达到70%,明显高于后者,大大降低了涂层的生成成本。粒子特征分析表明,延长的Laval喷嘴降低了粒子在等离子焰流中的速度,延长了粒子在焰流中的停留时间,从而使涂层的结合强度和致密度降低,而使涂层沉积率有明显升高。     

Al2O3微粉表面处理及其在耐磨涂料中的应用研究

研制了一种以Al2O3为填料的耐磨涂料,利用耐磨涂料来修复铝合金部件表面的阳极氧化膜,给出了以Al2O3为填料的配方及主要性能指标,重点研究了利用共沸蒸馏法处理Al2O3微细粉体表面对涂料耐磨性的影响,并分析其成因,利用IR分析了处理前后粉体表面基团的变化,并用SEM观察粉体在树脂中的分散状态.涂层性能测试结果表明,加入经过表面处理的Al2O3后,其耐磨性、附着力明显提高,摩擦质量损失降低了43%.     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合材料涂层.借助SEM、TEM和XRD等技术分析了涂层的微观组织结构,通过测定涂层电极电位、盐雾实验和磨损实验研究了涂层的耐腐蚀性能和耐磨性能.结果表明,Al/Al_2O_3涂层的相组成主要为Al、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12);Al_2O_3颗粒均匀镶嵌在Al基体中;Mg_(17),Al_(12)主要分布于涂层与镁合金基材的界面处.与镁合金相比,Al/Al_2O_3涂层具有更高的耐腐蚀和耐磨损性能.     

Na_2SiO_3浓度对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了不同电解液浓度对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨性能等的影响。结果表明:电解液浓度对涂层的性能有着较大的影响。电流密度和处理时间一定的条件下,当Na2SiO3的浓度小于9 g/L时,随着电解液浓度的增大,成膜速率有所提高,涂层中α-Al2O3与γ-Al2O3相的衍射峰明显增强,涂层与基体的结合力增大,且涂层的硬度和耐磨性也有很大的提高;但是当Na2SiO3的浓度大于9g/L时,涂层的硬度等性能基本不再变化,甚至有所下降。