反应喷涂制备Al2O3-TiB2复相涂层的工艺研究

利用反应喷涂方法在铝合金表面制备Al2 O3-TiB2复相涂层,分析了机械合金化、喷涂温度以及添加粘结剂等工艺对涂层组织形貌的影响,得出了制备涂层较理想的工艺方法,并测试了涂层的显微硬度.结果表明:球磨后的混合粉末添加过量Al粘结剂,经过等离子喷涂可以制得Al2 O3-TiB2复相涂层,涂层组织形貌良好,致密度高,其显...     

TiO2含量对等离子喷涂Al2O3热障涂层性能的影响（英文）

采用等离子喷涂技术在6061铝合金表面制备了不同含量TiO2的氧化铝陶瓷涂层,研究了涂层的相组成、隔热性能及耐腐蚀性。实验结果表明:在喷涂过程中陶瓷层中均有物相的转变。随着粉末中TiO2含量的增加,涂层的耐腐蚀性增强但是隔热性下降。这可能是由于TiO2的导热系数比Al2O3的导热系数高,但其熔点比Al2O3的熔点低,同时脆性较小,在喷涂过程中,TiO2弥散分布在脆性的氧化铝基体中起到了封孔及释放应力、减少裂纹的作用。     

纳米粉末对轴向等离子喷涂TiB2-Al2O3复合涂层的影响

采用三阴极轴向送粉等离子喷涂制备TiB2/Al2O3陶瓷复合涂层,其中一种喷涂粉末是自蔓延高温合成的常规微米级TiB2/Al2O3复合粉末,另一种是由TiB2/Al2O3复合粉掺杂质量分数10%的纳米Al2O3粉经喷雾干燥造粒制备的纳微米结构喂料.比较研究两种涂层的微观组织、耐磨性能,探讨纳米粉末对涂层的影响:扫描电镜、X射线衍射分析涂层微观结构和物相组成;转盘磨损试验测试涂层的耐磨性能.结果显示两种涂层表面洛氏硬度相当,纳米掺杂涂层组织致密性、耐磨性明显高于常规粉末涂层,以及TiB2的氧化产物TiO2含量低于常规粉末涂层.     

反应等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe复合涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉为原料,制备出适于等离子喷涂的复合团聚粉体;并采用反应等离子喷涂技术制备出FeAl2O4-Al2O3-Fe复合涂层,用SEM和XRD分析了复合涂层的组织结构.结果表明反应等离子喷涂得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体上的复合涂层.     

等离子喷涂 NiCoCrAlY / Al2 O3 高温固体润滑耐磨涂层的抗氧化性能研究

目的研究等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层在850℃时的高温抗氧化性能和抗氧化机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆技术制备NiCoCrAlY/Al2O3复合粉体,并采用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层。采用SEM和XRD研究粉体和涂层的显微结构和物相组成,并采用马弗炉研究复合涂层在850℃的恒温氧化动力学曲线,通过研究氧化96 h以后涂层表面的组织形貌,探讨NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的抗氧化机理。结果 NiCoCrAlY合金层均匀致密地包覆在Al2O3颗粒的表面,包覆层厚度约为3~5μm。复合粉体的主要组成为Al2O3相和NiCoCrAlY合金相,没有其他杂质相的存在。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层氧化动力学曲线分为大斜率直线、抛物线和系数几乎为0的抛物线等3个阶段。氧化96 h以后,涂层的氧化质量增量为4.9 mg/cm2左右,表面形成了一层连续的氧化物保护膜,经EDX分析,氧化膜层主要由Al,O,Cr和Ni组成。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层具有良好的高温抗氧化性能,涂层中Ni,Cr,Al的氧化以及硬质相Al2O3的加入是涂层抗氧化的主要原因。     

反应等离子喷涂制备FeAl2O4-A12O3-Fe复合涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉为原料，制备出适于等离子喷涂的复合团聚粉体；并采用反应等离子喷涂技术制备出FeAl2O4-A12O3-Fe复合涂层，用SEM和XRD分析了复合涂层的组织结构。结果表明：反应等离子喷涂得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架，球状Fe相弥散分布于基体上的复合涂层。     

粉体聚集状态对自蔓延高温合成(SHS)反应喷涂Al2O3-Al2Cu3涂层的影响

采用SHS技术和传统氧-乙炔火焰喷涂技术,利用Al与CuO间的高能铝热反应,在钢的表面制备了Al2O3-Al2Cu3复相涂层.研究了粉体聚集状态对SHS火焰喷涂涂层物相组成、组织结构和反应机理的影响,结果表明非团聚CuO-Al粉体分散在气流中缺乏发生SHS反应的条件,而团聚CuO-Al体,经历反应孕育、飞行燃烧、碰撞、结构转变与凝固4个阶段,形成层状结构.     

等离子弧喷涂工艺对Al2O3-TiO2涂层组织的影响

利用空气等离子孤喷涂(APS)技术制备Al2O3-3%TiO2复合粉末涂层.采用金相分析方法研究喷涂工艺参数对涂层组织和孔隙率的影响,从而确定合理的喷涂工艺参数.     

等离子喷涂 NiCoCrAlY / Al2 O3 涂层的制备及摩擦性能研究

目的制备等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层,并研究该涂层的摩擦性能和磨损机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2O3复合粉体,用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层。用SEM和XRD等手段分析粉体和涂层的显微结构和物相组成,研究涂层从室温到800℃的摩擦磨损性能,探讨NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层在室温和高温下的磨损机理。结果 Al2O3颗粒表面均匀包覆着一层致密的NiCoCrAlY合金,包覆层厚度大约为3~5μm;等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层呈典型的层状结构,涂层各层间结合良好,涂层中孔隙率约为2.84%,主晶相为Ni Cr Al合金相和Al2O3相。涂层的摩擦系数随温度的升高逐渐降低,在室温下约为0.64,800℃时在0.4以下。高温下,金属氧化物的形成是摩擦系数降低的主要原因。涂层的磨损率随温度的升高先升高后降低。涂层在低温下为脆性断裂和磨粒磨损,高温下为氧化磨损、磨粒磨损、塑性变形和金属氧化物的转移。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层是一种性能优良的高温固体润滑耐磨涂层。     

常压和低压环境下反应等离子喷涂Al/Fe2O3复合材料的合成机理(英文)

反应等离子喷涂(RPS)技术被广泛用于制备不同使用需求的高性能涂层材料。基于经典的铝热反应原理,采用反应等离子喷涂技术分别在近常压和低压环境下制备了Al-Fe₂O₃涂层,通过XRD、SEM和EDS等分析方法对所制备涂层的相组成和显微结构进行了表征。阐明了Al和Fe₂O₃在加热和反应等离子喷涂过程中的反应机理。DTA分析结果表明,氩气氛下长时间热处理产物主要为Fe、Al₂O₃和FeAl相。然而,在等离子喷涂过程中,低氧分压环境导致中间产物FeAl₂O₄铁尖晶石相的生成,由于近常压等离子喷涂过程的冷却速度极快,该相可以保留在最终涂层结构中。而低压反应等离子喷涂等离子体射流飞行距离长,还原性气氛和较长的反应时间将其进一步还原为FeAl相。     

In-situ TiB2 and Al2O3 formation by DC plasma spraying

In-situ plasma spraying (IPS) is a promising process to fabricate composite coatings with in-situ formed thermodynamically stable phases. In the present study, mechanically alloyed Al-12Si, B₂O₃ and TiO₂ powder was deposited onto an aluminum substrate using atmospheric plasma spraying (APS). It has been observed that, during the coating process, TiB₂ and Al₂O₃ are in-situ formed through the reaction between starting powders and finely dispersed in hypereutectic Al-Si matrix alloy. Also, obtained results demonstrate that in-situ reaction intensity strongly depends on spray conditions.     

基于孔隙率的Cr2O3涂层工艺优化及回归分析

孔隙率是评价Cr2O3涂层质量的重要指标之一。根据Box-Behnken二阶响应曲面法设计了3因素3水平的回归分析试验,采用大气等离子喷涂技术在TC4钛合金表面制备了Cr2O3涂层,以不同工艺条件下的涂层孔隙率作为响应值,建立了喷涂电流、等离子气体和喷距影响因子与响应输出之间的数学模型,讨论了3种影响因子的显著性及交互作用影响,得到涂层孔隙率的连续变量响应曲面和等高曲线。模型可以用于大气等离子喷涂Cr2O3涂层的工艺优化和性能预测,最小孔隙率的预测参数是电流I=500A,氩气流量QAr=40L/min和喷距d=80mm,能获得的最小孔隙率为1.5%。     

多孔ZrO2-8 wt% Y2O3涂层的制备及性能

航空发动机的效率与转动叶片和机匣之间的间隙密切相关。为了控制转子和静子之间的间隙,需要在机匣表面制备可磨耗的封严涂层。在发动机的高温端,ZrO₂-8wt% Y₂O₃涂层是经常采用的封严涂层基体。涂层中的孔隙可以增加涂层的可磨耗性。本文利用聚苯酯(PHB)增加等离子喷涂的ZrO₂-8 wt% Y₂O₃涂层的孔隙率。为了避免聚苯酯在等离子喷涂过程中的烧损,利用溶胶-凝胶法在聚苯酯颗粒表面沉积一层TiO₂层。文中将讨论采用此方法制成的涂层的形态、孔隙率、硬度和可磨耗性。结果表明,在喷涂粉末中混合包覆型的聚苯酯后,涂层的孔隙率将会得到提升,涂层硬度将会下降。磨耗试验的结果表明涂层的磨耗深度随着涂层孔隙率的增加而增加。     

Structural evolution of mechanically alloyed Al-12Si/TiB2/h-BN composite powder coating by atmospheric plasma spraying

In the present study, mechanically alloyed Al-12Si/TiB₂/h-BN composite powder was deposited onto an aluminum substrate by atmospheric plasma spraying. The effect of mechanical alloying (MA) and plasma spray parameters on composite powder and coating structure were investigated. It has been observed that the MA process has a significant effect on the composite powder morphology and reactivity between the selective powders. Results also demonstrate that, at relatively high milling time h-BN decomposes into B and N and forms a solid solution. Also, it has been found that, the relative amount of the in-situ formed AlN through the reaction between h-BN and Al and/or the decomposition of Al-B-N solid solution is independent from the plasma parameters (arc current and secondary gas flow rate). However, spray parameters remarkably affects the coating hardness due to coarsening of Si during the solidification of the coating.     

BN/Al2O3 复合粉末及其聚合物基复合材料的制备与导热性能

采用固-液相共混法制备了多种BN/Al₂O₃复合粉末,通过冻融法和表面修饰法对BN进行了改性处理,改变表面修饰剂类型和摩尔比得到了前驱体和烧结态BN/Al₂O₃复合粉末,并利用机械混合法制备了聚合物基BN/Al₂O₃复合材料,并测试分析了其导热性能。结果表明,经冻融处理的BN分散性和界面相容性明显优于未经冻融处理的BN。多巴胺对BN的改性效果优于聚乙二醇。采用多巴胺作为表面修饰剂且BN与Al(NO₃)₃的摩尔比为1:1时,能够得到纳米Al₂O₃均匀包覆的微米BN粉末,即BN/Al₂O₃微纳复合粉末,其聚合物基复合材料的导热系数可达0.62 W·m^-1·K^-1,是纯聚合物导热系数的3倍,是采用纯微米BN粉末制备的聚合物基复合材料导热系数的1.5倍。在BN表面附着的Al₂O₃可以形成层状热传导通道,能够有效提高聚合物基BN/Al₂O₃复合材料的热导率。     

Al2O3微粉添加量对镁合金微弧氧化膜特性影响研究

为了研究添加Al₂O₃微粉对AZ31A镁合金微弧氧化膜特性影响,在不同浓度Al₂O₃微粉电解液中对其进行了微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析了膜层表面Ca、Mg、O、Al元素分布,X射线衍射仪(XRD)分析了相组成,测定了膜厚、硬度和氧化液中Al₂O₃表面电荷,讨论了掺杂改性机理。结果表明,加入Al₂O₃微粉后,氧化电压随Al₂O₃添加量增加先增加后降低;氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,膜层表面Ca元素分布逐渐减少,成膜效率降低,膜层致密度和表面疏松层硬度提高,氧化膜主要由MgO和MgO₄等相组成。     

玻璃Cr2O3陶瓷涂层表面液态重金属润湿角的测量与表征

金属材料的腐蚀性能与其表面润湿特性有着密切的关系。采用亚音速火焰喷涂技术制备了玻璃-Cr2O3陶瓷涂层,设计了一套运行在高温环境中且密封的专用试验平台,研究经过不同保温时间后,重金属在45钢与喷有玻璃-Cr2O3陶瓷涂层的45钢表面的润湿角及相关现象的变化。结果表明:相同质量的重金属液滴在45钢表面的润湿角为18°,在玻璃-Cr2O3陶瓷涂层表面的润湿角为114°,玻璃-Cr2O3陶瓷涂层抗液态重金属润湿性能较好。固化后重金属颗粒与试样之间的接触面积及剪切强度均有所不同,304不锈钢与颗粒剪切强度为1.42MPa,而涂层与颗粒剪切强度为0.21MPa。     

La2O3含量对Al2O3/Cu基复合材料组织与性能的影响

以La₂O₃粉、Al粉、CuO粉为反应物原料、纯铜为基体,采用原位合成技术和近熔点铸造法制备颗粒增强Cu基复合材料,研究La₂O₃对Al-CuO体系制备的Cu基复合材料组织及性能的影响。结果表明：添加La₂O₃可获得纳米Al₂O₃颗粒,且弥散分布于Cu基体中,制备的材料组织更加细小、均匀,其材料的电导率及摩擦磨损性能明显提高。当添加0.6%wtLa₂O₃,复合材料的电导率达到90.2%IACS,磨损量达到最小,相比未添加La₂O₃,其导电率提高10.1%,磨损量减小36.6%。     

Plasma spray coating of spray-dried Cr2O3/wt.% TiO2 powder

An agglomerated Cr₂O₃/wt.%TiO₂ powder has been fabricated by the spray drying process under different parameters. The spray-dried powder has well-agglomerated particles of spherical shape. In the conditions of the high slurry feed rate and low binder concentration in the slurry, the powder has large cavities inside some particles and ruggedness over their surface. The optimum plasma spray feed rate has been found by examining the spraying behavior of the powder and melted state of particles. The plasma spray coating has been performed under different process variables such as spraying distance and plasma power. These parameters strongly affect the characteristics of the coated layer: microstructure, hardness, and bond strength.     

Y2O3对原位自生TiC增强Ni基涂层组织和性能影响

采用氩弧熔覆的方法，以Ni60A自熔性合金粉末为粘结相，添加Ti粉、C粉和不同含量的稀土氧化物Y₂O₃，在16Mn钢基体上制备出TiC陶瓷颗粒增强金属基熔覆涂层. 运用XRD, SEM等手段对复合涂层的显微组织进行表征和分析，并对熔覆涂层的硬度及耐磨性进行了测试. 结果表明，适量添加Y₂O₃可以使涂层组织中枝晶的方向性减弱、同时细化涂层组织，使涂层组织更加均匀，涂层的硬度和耐磨性有显著提高. 添加2% Y₂O₃熔覆涂层的组织为最细，涂层具有较高的显微硬度和良好的耐磨性能.