陶瓷隔热厚涂层制备和抗热震损伤性能

研究了LD8铝合金基材上制备隔热陶瓷厚涂层的方法,并对涂层的组织结构和抗热震损伤性能进行了分析、测定。结果证明,控制喷涂中基体温度,是制备厚涂层的有效方式,其抗热震损伤性能和薄涂层相似。     

微弧等离子喷涂制备空心莫来石隔热涂层研究

采用微弧等离子喷涂方法制备了空心微珠莫来石隔热涂层。研究了涂层的结合强度、隔热性能和抗热震性能。实验结果表明：拉伸断裂发生在莫来石涂层内，涂层的平均结合强度约为5.63 MPa;稳态测量涂层隔热温度，当涂层表面温度为400℃～800℃时，涂层的隔热温度变化范围为11.5℃～40℃；热震温度为400℃～800℃间隔100℃时，涂层的抗热震次数分别为165、135、117、81和34次；涂层先从试样边沿开始剥落，并呈加速剥落的趋势。涂层失效主要原因是由于热震过程中残余应力积聚造成的。     

等离子喷涂高炉风口用Al2O3涂层的组织及性能研究

采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备氧化铝(Al2O3)涂层试样。利用XRD衍射仪、扫描电镜和图形软件对其微观组织进行表征,采用水淬法测试其抗热震性能。结果表明:Al2O3涂层大部分由γ相组成,断口形貌为柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织具有较好完整性,孔隙率为1.1%;试样在950℃经历了均值为36.3次热震循环后其半球顶端出现大面积剥落,但圆柱主体部分完好,因此Al2O3陶瓷涂层具备良好的抗热疲劳性能,超音速等离子喷涂适合于风口套表面涂层的制备。     

激光重熔对镍基热喷涂涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂制备2 mm厚的Ni Cr BSi-WC12Co涂层,并用3 k W光纤激光器对涂层进行重熔处理正交试验。对涂层组织、硬度、耐磨性等进行检测。结果表明:经激光重熔后,涂层的缺陷减少,耐磨性得到改善;激光重熔对激光功率较敏感,随着激光功率增大,结合强度增加,涂层缺陷也随之增加,涂层硬度先升高后下降,存在最大值;预热400℃时,涂层硬度能达到最高点,且裂纹得到较好控制;激光重熔涂层耐磨性能较HVOF涂层提高明显。     

铜材表面喷涂陶瓷基复合耐热涂层的研究

该文研究了铜材表面喷涂陶瓷基耐热复合涂层的组织和性能。试验结果表明,采用氧乙炔火焰喷涂和重熔工艺,在铜材表面喷涂陶瓷基复合耐热涂层[Al_2O_3~--(15～30)％镍包铝-(5～10)％Cu]后,涂层间有扩散反应和液相烧结、以及晶粒细小等组织特征,涂层具有良好的结合强度,耐热蚀和抗热震性能。     

飞机复合材料表面隐身涂层的激光清洗工艺优化研究

针对第四代战斗机隐身涂层损伤修复的涂层清洗处理，研究激光清洗工艺对飞机复合材料表面隐身涂层剥离的影响。结果表明：功率对隐身涂层激光清洗效果的影响最高，过大的激光功率不能显著提升复合材料基材表面隐身涂层的清洗效果；4种工艺参数对激光清洗过程的影响从大到小依次为激光功率、扫描次数、扫描速度、脉宽；由优选组与求解组的对比试验，获得适用复合材料基材表面500μm厚度隐身涂层的最优激光清洗工艺参数。     

梯度功能涂层的显微组织和性能

研究用氧乙炔喷涂法制备Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ 梯度功能材料的显微组织和性能。结果表明,加５％ Ａｌ添加剂呈线性变化的梯度功能材料,抗热震性好,金相组织为互相重叠的层状组织。涂层与基体的结合处为塑性断口,沿着梯度涂层厚度方向,Ａｌ、Ｃｕ 两元素呈梯度分布。相分析表明,适量的Ａｌ添加剂加入,起到液相烧结作用,生成δ－ Ａｌ４Ｃｕ９ 新相,提高了基体与涂层的结合强度     

涂层-金属基体界面区的激光熔合处理

对涂层-金属基体界面区的激光熔合工艺、熔合区的组织结构、元素分布进行了研究。结果表明,该方法既可保持涂层原有性能,又可增加涂层-基体间结合强度。     

激光处理可提高等离子喷涂性能

<正> 要求耐蚀性、耐磨性和抗冲击性好的涂层不充许有气孔、显微裂纹或末粘结区存在。激光表面改性由于能消除涂层结构中的上述缺陷,从而便可提高热喷涂的性能。日本松下电工公司的报导证实,用激光处理可提高Al_2~(?)O_3~(?)、Mo和WC-17Co等离子喷涂的性能。     

苯乙烯共聚物改性TATB基PBX的抗热冲击性能

为改善TATB基高聚物粘结炸药(PBX)的抗热冲击性能,采用苯乙烯共聚物对TATB基PBX进行改性。分析了TATB基PBX及其苯乙烯共聚物改性配方的拉伸力学性能及热物理性能,并对改性前后配方的抗热冲击性能进行了比较。采用Agari串联模型对TATB基PBX及其苯乙烯共聚物改性配方的导热行为进行了模拟。结果表明,加入高玻璃化转变温度和高力学强度的苯乙烯共聚物可以明显提高TATB基PBX的拉伸强度和弹性模量,同时降低线膨胀系数和导热系数。理论预测模型和试验数据吻合良好。添加质量分数为1%的苯乙烯共聚物后,常温下TATB基PBX的抗热应力因子由10.72 W·m~(-1)提高到13.16 W·m~(-1)。随着温度升高,TATB基PBX的抗热冲击性能逐渐下降。在玻璃化温度范围转变范围(323~343 K),TATB基PBX的抗热应力因子显著降低。加入苯乙烯共聚物可以抑制323~343 K温度范围内TATB基PBX的抗热应力因子的下降程度。     

冷喷涂制备陶瓷及陶瓷金属复合涂层的研究进展

传统喷涂陶瓷粉末由于过高的喷涂温度,容易导致颗粒发生氧化、脱碳、相变、晶粒粗化等现象。冷喷涂较低的喷涂温度,避免了传统喷涂陶瓷颗粒所产生的缺陷,并且残余应力为压应力增加了涂层的耐疲劳性,使冷喷涂在制备陶瓷涂层方面独具一格。但陶瓷颗粒塑性变形能力差,导致纯陶瓷涂层颗粒之间结合强度过低、孔隙率较大,严重影响涂层质量。而通过加入金属粉末利用其较好的塑性来提高复合涂层的性能是解决以上问题的有效路径。重点阐述冷喷涂在制备陶瓷涂层以及陶瓷金属复合涂层方面的研究进展,包括粉末的制备、喷涂工艺参数、涂层的微观组织、结合机理、力学性能、电学性能和化学性能。     

钛合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂层的组织性能分析

利用激光熔覆技术,通过同轴送粉方式在钛合金基体表面分别制备HA/HT/T梯度涂层、HA/TiO_2涂层及纯HA涂层3种钛合金羟基磷灰石生物陶瓷涂层,并对3种不同涂层的金相组织、微观形貌、元素成分、界面结合强度等性能进行分析比较。结果表明:与纯HA涂层和HA/TiO_2涂层相比,HA/HT/T梯度涂层各区域界面结合更为紧密,无明显裂纹或孔洞形成,HA/HT/T梯度涂层由底层至表层表现为从致密到疏松的梯度结构,涂层表面Ca/P质量比为1.64,接近于自然骨的Ca/P质量比,纯HA涂层、HA/TiO_2涂层及HA/HT/T梯度涂层的界面结合强度值呈递增趋势;梯度涂层可有效改善热膨胀系数失配、降低残余应力,进而提高界面结合强度,克服涂层存在的易脱落、溶解等缺陷。     

激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响

为探究激光熔覆过程中能量密度对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响,在304不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了NiCoCrAlY涂层的相组成和微观组织。通过显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了NiCoCrAlY涂层的硬度和耐磨性能。结果表明：NiCoCrAlY涂层气孔数量随激光能量密度增大而减少,熔深和熔高随激光能量密度增大而增大,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时涂层稀释率最低,同时气孔数量较少。NiCoCrAlY涂层中包含γ/γ′相和β相,微观结构以柱状晶为主,随着激光能量密度的增大,β相含量升高,柱状晶变大。不同激光能量密度下NiCoCrAlY涂层硬度均高于基体,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时 涂层硬度最高,为301 HV_0.2. 在往复摩擦磨损实验中,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时 NiCoCrAlY涂层摩擦系数最小为0.46,磨损体积最少为0.235 9 mm³,磨损机理主要为磨粒磨损,耐磨性能最好。     

陶瓷丸喷丸对2024HDT铝合金疲劳性能的影响

为提高2024HDT-T351新型铝合金的抗疲劳性能,采用陶瓷丸喷丸新技术研究了喷丸强度、覆盖率及表面完整性对2024HDT-T351铝合金疲劳性能的影响,利用X射线应力仪、粗糙度仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,分析了喷丸强化对铝合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化的影响,以及疲劳抗力的作用机制。结果表明:在高周疲劳试验条件下,合理参数的喷丸强化处理能够有效改善铝合金的表面完整性,显著提高铝合金的疲劳抗力,而过高强度或覆盖率的喷丸处理则不利于铝合金的表面完整性,因而不能有效改善铝合金的疲劳性能;在近低周疲劳试验条件下,高交变应力使喷丸引入的表层残余压应力严重松弛,喷丸引入的不利因素(粗糙度增大和组织损伤等)与有利因素的作用彼此抵消,此时喷丸处理不能有效改善铝合金的疲劳性能。     

无机填料改性硼酚醛树脂复合涂层的抗激光烧蚀性能研究

硼酚醛树脂的高温稳定性和耐烧蚀性能较好,在抗激光烧蚀领域有巨大的应用潜力。以硼酚醛树脂为基体,以碳化硅/二氧化锆/纳米炭黑为无机改性填料,制备新型硼酚醛树脂基激光防护复合涂层,并对其抗激光烧蚀性能进行研究。结果表明：复合涂层具有良好的抗激光烧蚀性能,经平均功率为500 W/cm²的高斯光斑激光烧蚀15 s后,涂层整体完好,质量烧蚀率仅为0.011 g/s,同时基体材料背表面无损伤,最高背温仅为230.4℃;无机填料在激光烧蚀过程中发生氧化、相变等反应,起到消耗能量、遮蔽激光、阻氧及隔热等作用,能提高硼酚醛树脂涂层的抗激光烧蚀性能。     

等离子喷涂ZrO_2热障碍陶瓷涂层

影响等离子喷涂ZrO_2热障碍涂层(TBCs)寿命的主要因素是涂层的热应力,热应力引起TBCs破坏(失效)首先发生在陶瓷层/粘结层界面。在使用过程中,粘结层受氧化或涂层受热腐蚀也同样会引起TBCs破坏。为了进一步提高涂层性能,必须选择合适的涂层成分如改变稳定剂类型、引入添加剂,设计合理的涂层结构,或对涂层进行致密化再处理。文中还从几个方面简述了适量SiO_2添加剂对ZrO_2涂层显微结构,性能的影响以及其热等静压、激光再熔化处理效果。     

注塑机螺杆表面激光Cr-Mo-B合金化层制备及工艺研究

为改善螺杆的表面性能,通过激光合金化技术在45钢表面制备Cr-Mo-B三元合金化涂层,优化合金化涂层的成分及工艺,并对最佳工艺下的Cr-Mo-B合金化涂层的组织和性能进行评价。结果表明:激光Cr-Mo-B合金化涂层最佳成分的质量比为3∶7∶90,最佳工艺参数激光功率为3.1 kW,扫描速度为54 m/h,搭接率为33.3%;其合金化区组织为Cr2B、FeB、FeMo、Fe-Cr、CrxFey,形态为柱状晶;最佳工艺下的硬度可达1 020HV0.1,磨损率为1.723×10-14m3/(N·m),磨损体积为0.047 mm3,磨损体积比基体(0.140 mm3)减少0.093 mm3。     

热处理对超音速火焰喷涂WC涂层微观结构及性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲蚀试验机等手段研究不同温度退火热处理对超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的微观结构、显微硬度、结合强度、耐磨性能等的影响。结果表明:当退火热处理温度低于450℃时,涂层的相组织结构未发生明显改变,显微硬度及耐干摩擦磨损性能随着热处理温度的升高而提高,并在450℃时出现峰值;当热处理温度高于450℃时,随着热处理温度的升高,涂层中WC、Co、Cr相的含量逐渐降低,大部分转化为CoWO_4、Cr_2O_5、C_6WO_6等氧化物相,涂层的孔隙率明显升高,耐泥沙冲蚀性能明显降低;当热处理温度升高到600℃以上时,涂层的结合强度开始降低;当热处理温度为850℃时,涂层整体剥落。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

钴基合金-碳化钨硬面涂层疲劳强度的研究

采用正火处理提高涂层基体的硬度,分析了热处理前后涂层和基体的硬度分布,以及涂层的微观组织,并通过旋转弯曲疲劳试验比较涂层试样与未涂层试样的疲劳强度。试验结果表明:正火处理提高基体硬度,而涂层硬度基本不变;正火处理基本没有改变涂层的组织结构;在相同的寿命下,涂层试样的疲劳强度提高了60-80MPa。