爆炸喷涂和等离子喷涂陶瓷涂层的性能

一、前言 采用爆炸喷涂和大气等离子喷涂Al2O3基和Cr2O3涂层。研究了涂层的微观结构和显微硬度值。用橡胶轮磨损试验做涂层的耐磨试验。     

钛合金表面激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层研究

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在钛合金(TC4)表面制备了Al2O3+13%TiO2质量分数陶瓷涂层,研究了激光重熔对陶瓷涂层的微观结构、显微硬度及结合强度的影响.结果表明经激光重熔以后,基本消除了由于等离子喷涂形成的层状堆积结构,涂层表面形成了均匀细密的棒状组织,大幅减少了孔隙率.经过实验检测.激光重熔后的涂层结合力比喷涂涂层的提高近2倍.     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层及激光重熔研究

利用等离子喷涂技术在镁合金表面制备了Al涂层,并通过激光对该涂层进行重熔处理。利用SEM、金相显微镜、XRD、万能材料试验机、盐雾腐蚀试验等分析测试手段研究了该涂层在激光重熔前后的变化。结果表明:镁合金表面等离子喷涂Al涂层经激光重熔后,涂层和基体之间的结合由机械结合转变为冶金结合,结合强度由20.96MPa提高到22.13MPa;涂层相组成不变;但出现了较多的孔隙和空洞,孔隙率由4.6%增大到7.5%,涂层耐盐雾的时间由900h降低到264h。     

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。     

激光重熔纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层组织及性能

为了进一步提高等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数, 下同)复合陶瓷涂层的性能,在γ-TiAl基体材料表面采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层形貌、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.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,仍然具有等离子喷涂态的典型层状结构.经过激光重熔后,形成了致密细小的等轴晶重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区,由于激光快速加热和快速冷却加工特点,在重熔区仍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.与常规等离子喷涂陶瓷涂层相比,纳米结构涂层可在一定程度上提高其硬度和耐磨性,经过激光重熔后其硬度和耐磨性进一步提高.     

激光熔覆等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层组织结构研究

研究了45钢表面激光熔覆等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的组织结构、显微硬度及滑动磨损特性.结果表明,等离子喷涂Al2O3涂层的组织呈层片状,层间为机械结合,涂层由α-Al2O3, ZrO2和少量γ-Al2O3组成;激光熔覆Al2O3陶瓷涂层组织为细小枝状晶,由α-Al2O3及少量ZrO2组成.激光熔覆Al2O3涂层的显微硬度较高,滑动磨损时耐磨性明显优于等离子Al2O3喷涂层.     

激光重熔双模态Al2O3-TiO2复合涂层的组织与性能

采用普通Metco 130粉末及纳米结构Al2O3-13％ TiO2粉末通过等离子喷涂和激光重熔复合技术分别在Ti-6Al-4V合金表面制备了激光重熔涂层.采用扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等手段观察和研究了激光重熔前后涂层的微观组织和硬度.结果表明,激光重熔后,消除了等离子喷涂涂层的层状结构,获得了致密的重熔涂层,且纳米结构重熔涂层传承了喷涂态涂层的双模态组织特征.随着扫描速度的降低,涂层表面的致密度提高.纳米结构重熔涂层的硬度为1150 HV0.3至1750 HV 0.3,比重熔之前的喷涂态涂层约提高了60％.     

喷涂涂层激光重熔技术的研究进展

激光重熔技术能够改善喷涂涂层的组织和性能,提高了涂层的使用寿命.本文简述了激光重熔技术的原理,工艺特点,激光重熔喷涂层的相关研究和存在的技术问题.     

激光熔覆纳米Al_2O_3等离子喷涂陶瓷涂层

采用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计研究了45#钢表面激光熔覆纳米Al2O3改性Al2O3 13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相组成、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察。结果表明,激光重熔区亚稳相γ Al2O3转变成稳定相α Al2O3,熔覆层由粗颗粒α Al2O3和TiO2以及纳米α Al2O颗粒组成,在激光的作用下,等离子喷涂层的片层状结构得以消除;纳米Al2O3颗粒仍然保持在纳米尺度,填充在涂层的大颗粒之间,使涂层致密化程度得以提高,因此纳米Al2O3改性涂层的显微硬度较高,且其耐磨性能明显优于等离子喷涂层。     

等离子喷涂纳米结构Al2O3/TiO2涂层的组织与性能研究

采用液相喷雾造粒的方法将纳米级Al2O3／TiO2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体。并利用等离子喷涂技术成功地制备出含有纳米结构的陶瓷涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等设备对涂层的微观结构和性能进行检测。结果表明，所制备的涂层中含有适当比例的未熔或半熔的纳米颗粒。涂层的硬度、韧性和耐磨性等性能与传统涂层相比都有了较大的提高。     

激光熔覆纳米Al2O3等离子喷涂陶瓷涂层

采用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计研究了45#钢表面激光熔覆纳米Al2O3改性Al2O3 13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相组成、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,激光重熔区亚稳相γ-Al2O3转变成稳定相α-Al2O3,熔覆层由粗颗粒α-Al2O3和TiO2以及纳米α-Al2O颗粒组成,在激光的作用下,等离子喷涂层的片层状结构得以消除; 纳米Al2O3颗粒仍然保持在纳米尺度,填充在涂层的大颗粒之间,使涂层致密化程度得以提高,因此纳米Al2O3改性涂层的显微硬度较高,且其耐磨性能明显优于等离子喷涂层.     

激光烧结纳米Al2O3陶瓷的研究

纳米陶瓷材料具有许多优异的功能和特性,但在烧结过程中纳米颗粒容易长大,从而失去纳米特性.对激光烧结纳米陶瓷进行的理论和试验分析证明:利用激光烧结的方法,可使烧结陶瓷的晶粒保持在纳米尺度,从而为纳米材料在功能部件和结构部件等方面的应用提供了基础.     

激光强化纳米Ni-SiO2复合镀层微观组织及性能

在P20塑料模具钢表面制备了Ni/nano-SiO2复合镀层并利用CO2激光器进行强化处理.所采用的激光输出功率为2.0～3.1kW,扫描速度为0.8～2m/min.对纳米复合镀层、纳米复合镀激光强化层的显微组织结构进行分析,并测试了其硬度和耐磨性.结果表明:通过高能量密度的激光处理,强化层组织结构为多面体纳米SiO2颗粒,且消除了镀层原有缺陷(如间隙、微裂纹),强化层硬度、耐磨性在纳米复合镀层的基础上进一步提高.     

CeO2对Al2O3基陶瓷涂层耐蚀性的影响

通过优化Al2O3基陶瓷涂层配方和工艺,并加入适量的稀土氧化物CeO2,对陶瓷涂层的界面形貌、组织结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明,添加适量的稀土氧化物CeO2,使Al2O3基陶瓷涂层致密性、结合力和耐蚀性得到提高。     

纳米A2lO3对激光熔覆钴基合金涂层组织的影响

利用5kW CO₂激光器,在镍基高温合金表面熔覆纳米Al₂O₃/钴基合金复合材料,制备了涂层。利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了熔覆层的组织结构。结果表明,加入纳米Al₂O₃,界面的生长形态发生变化,由细长的柱状树枝晶转变为较短的树枝晶;纳米Al₂O₃含量大于1%时整个断面获得等轴枝晶组织;纳米Al₂O₃作为异质形核的核心,细化了组织;纳米Al₂O₃在熔覆层中分布不均匀,促进了γ-Co向ε-Co的转变;熔覆层的亚结构为层错。对熔覆层的组织形成机理进行了分析。     

激光重熔等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层组织及高温磨损性能

为了提高等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响．用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构、相组成和显微硬度,同时对涂层的高温摩擦磨损特性进行了考察．结果表明,激光重熔消除了等离子喷涂层的层片状结构、孔隙等缺陷,涂层致密度提高;另外在激光高能量密度作用下,WC颗粒部分熔化,并在周围析出枝晶结构．激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其磨损性能也显著高于原等离子喷涂层．     

TiAl合金表面激光重熔MCrAlY涂层热腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在TiAl合金表面制备了MCrAlY涂层,并用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了TiAl合金、等离子喷涂MCrAlY涂层及激光重熔MCrAlY涂层850℃下75%Na₂SO₄+25%NaCl(质量分数)混合盐浸泡热腐蚀性能,分析了不同试样的热腐蚀破坏机理,并讨论了激光重熔处理对涂层热腐蚀性能的影响.结果表明,等离子喷涂MCrAlY涂层能显著提高TiAl合金的耐热腐蚀性能,经过激光重熔后可进一步提高其耐热腐蚀性能.MCrAlY涂层在高温熔盐中的热腐蚀发生的是表面氧化反应和内部硫化反应,主要生成Al₂O₃,Cr₂O₃,NiO,NiCr₂O₄,Ni₃S₂及CrS等腐蚀产物.     

纳米氧化铝增强有机硅涂层抗原子氧剥蚀性能

采用硅烷偶联剂对纳米Al2O3进行表面处理并在聚酰亚胺(Polyimide)基材表面制备出纳米氧化铝增强有机硅涂层.用热阴极灯丝放电产生的氧等离子体来模拟原子氧环境,研究了有机硅涂层的质量损失、表面形貌及化学成分的变化.结果表明,原子氧对聚酰亚胺基材剥蚀严重,质量损失线性增加,表面形成地毯状.经表面处理的纳米Al2O3微粒可以均匀分布在有机硅涂层中,具有良好的抗原子氧剥蚀性能.原子氧暴露后,其质量损失和微观表面形貌变化较小,当纳米Al2O3含量为2.5%时,试样的质量损失仅为聚酰亚胺的4.7%.     

Microstructure and corrosion behavior of FeCrNiMnMox high-entropy alloys fabricated by the laser surface remelting

In this study, an Nd:YAG laser was used to carry out laser surface remelting treatment on FeCrNiMnMo_x (x = 0, 0.5, 1) alloys. A study was conducted on the potential impact of Mo on the microstructure and corrosion resistance of the laser-remelted layer. According to the research results, FeCrNiMnMo_x alloys were more effective in refining the dendrites, compared with the matrix, whereas the FeCrNiMn alloys' remelted layer exhibited an almost single face-centered cubic (FCC) structure. In comparison, FeCrNiMnMo_0.5 and FeCrNiMnMo₁ alloys' remelted layer displayed the FCC and σ phase. In addition, the dendrite crystals' microstructure can be clearly refined by Mo alloying. Mo is effective in improving the corrosion resistance of the FeCrNiMnMo_x alloys' remelted layer in 3.5% NaCl solution. The pitting resistance of Mo-containing-remelted layers is significantly higher, compared with Mo-free alloy's remelted layer, and the FeCrNiMnMo_0.5-remelted layer shows the most satisfactory corrosion resistance. As revealed by X-ray photoelectron spectroscopy analyses, the addition of molybdenum promotes the generation of Cr₂O₃ and enhances the corrosion resistance of the remelted layer.