冷喷涂技术制备多孔钛涂层的研究

结合高速高压冷喷涂技术和真空蒸馏技术,在钛合金基体表面制备一种多孔钛涂层,并对涂层的显微结构进行研究。结果表明,多孔钛涂层的体积孔隙率达50%,孔状结构为贯通型,孔径分布范围为30~100 μm。     

纯钛基材上环氧基涂层界面结合强度的研究

为了提高钛基体与Fe2O3(吸波剂)/环氧涂层的结合强度(即涂层的附着力),在经过恒压阳极氧化处理的钛基体上浸涂Fe2O3/环氧树脂涂料。研究了试验参数对涂层界面结合强度的影响以及阳极氧化状态参数对钛基体表面形貌的影响;并对阳极氧化多孔膜进行扫描电子显微镜(SEM)分析,对不同处理状态基体上的涂层进行界面结合强度测试。结果表明:经过有效阳极氧化处理的钛基体,表面呈现不同程度的多孔形貌;在阳极氧化多孔膜表面涂敷环氧涂料,涂层与基体的结合强度比涂层与未经阳极氧化处理的基板的结合强度有所提高;随电压的升高,涂层的结合强度先增大后减小,随时间的变化无明显变化。     

钛合金表面化学气相沉积钼复合涂层制备工艺

在钛基体表面制备结合良好的钼涂层,提高钛合金耐蚀、耐磨性能,为进一步制备二硫化钼、二硅化钼涂层提供基础。采用磁控溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在钛上制备出钼复合涂层;测试分析磁控溅射、CVD等方法制备钼复合涂层与钛基体的结合力;对钼复合涂层的结构、成分、组织形貌、硬度、耐磨性等进行分析。研究结果表明： 钛基体上磁控溅射铜后CVD钨进而CVD钼,复合涂层临界载荷提升至168.5 N,表面硬度提升至649.3 HV,磨损率从0.035%降到0.007 3%;在钛合金表面利用磁控溅射铜与CVD钨相结合的方式制备的铜/钨复合过渡层可有效防止沉积钼过程中钛基体表面发生氢脆和侵蚀,使钼涂层与钛基体的结合力显著提高,钛基表面硬度和耐磨性明显增强。     

多孔铜叠氮化物的原位合成及性能表征

采用氢气泡模版法,以金属钛飞片为电极,在飞片上直接沉积多孔铜膜,通过与叠氮酸气体之间的原位叠氮化反应生成多孔铜叠氮化物,对其形貌、热性能进行表征。结果表明:采用氢气泡模版法可制得具有三维多孔结构的多孔铜膜,原位叠氮化后的产物为叠氮化亚铜,叠氮化亚铜薄膜仍为多孔金属铜的三维孔状结构,晶粒尺寸约为20~100nm;叠氮化产物的热分解峰为211.76℃,活化能为180k J/mol;采用制备的多孔铜叠氮化物驱动钛飞片,可引爆CL-20。     

添加剂对铝合金微弧氧化陶瓷涂层结构和耐磨性能的影响

研究了微弧氧化电解液中,加入无机盐(钨酸钠)和颗粒(SiC)添加剂,对铝合金表面微弧氧化陶瓷涂层结构及性能的影响.结果表明,钨酸钠添加剂的加入不仅抑制了陶瓷涂层中多孔层的形成,而且对于改善涂层相结构,提高陶瓷涂层耐磨性能也具有较为明显的作用;SiC颗粒能够进入陶瓷涂层,进一步改善了涂层的耐磨性.     

建筑外墙钢板涂层的耐高温性能研究

在镀锌TS278GD钢板上，用纳米硅溶胶、丙烯酸树脂、钼酸盐、胶态SiO2系钝化膜、钛盐等原料制备CD-1、CD-2、CD-3建筑外墙钢板涂层试件。通过涂层附着力、合成时间、腐蚀质量变化、涂层硬度、隔热性能等测试，分析3种建筑外墙钢板涂层的耐高温性能。结果表明：在弯曲与上下折叠测试中CD-1轻微分层，CD-2出现轻微裂痕，CD-3无分层、脱落等现象，说明CD-3涂层附着力较高；CD-3在高温下可迅速实现涂层粘合反应，所需时间短；氙灯高温老化测试中CD-3的光泽率大于80%，高温光照未影响其表面光泽；800℃时CD-3的腐蚀质量变化低于另两种试件，且CD-3在800、900、1 000℃下均保持较小的腐蚀质量变化；当继续加热时CD-3的硬度及隔热效果仍最佳；因此以钼酸盐+胶态SiO2系钝化膜+CA-TJ薄膜+钛盐为复合涂层的建筑外墙钢板试件耐高温性能最佳。     

Ni-Al复合涂层对P92耐热钢高温抗氧化性的影响

为提高P92钢的高温抗氧化性,采用电镀镍+低温粉末包埋渗铝技术,在其表面制备Ni-Al双层复合涂层,研究其在650℃下空气中的氧化行为及机理,并与P92钢基体的氧化行为做对比分析。用X射线衍射仪及配有能谱仪探头的扫描电子显微镜分析涂层氧化前后的显微组织、物相组成及元素沿截面的扩散规律。结果表明:复合涂层的渗铝层致密无孔洞,物相组成物为Ni-Al金属间化合物,且由Ni2Al3到β-NiAl的物相转变受Ni/Al互扩散控制;经132 h氧化后,P92钢表面生成双氧化层,外层主要为疏松多孔的Fe2O3,内层为(Fe0.6Cr0.4)2O3,而Ni-Al复合涂层表面则形成保护性的Al2O3,在氧化过程中无明显裂纹,具有良好的结构稳定性。包覆Ni-Al涂层处理后,P92钢单位面积氧化增质量由11 g/m2降低到2.713 g/m2,明显提高P92钢的抗氧化性。     

第二章 有涂层的输送系统

在这项任务中研究了涂层对各种材料冷却时间的效应,也研究了常规涂复的聚合材料和等离子喷涂两种涂料的涂复技术。对这些涂层的评定和研究,包括热试验和挠曲试验,是利用涂复的Tens5铝和钛的试样进行的。最后把最有希望的涂料涂在Mark29液氢涡轮泵的零件上并用液氢进行了热点火试验。对涂复的泵零件进行了评述,这些试验结果在本章中将预以介绍。     

兼容伪装功能的热反射涂层技术指标分析

从国军标的迷彩伪装技术指标出发,对兼容伪装技术要求(可见光-近红外和热红外波段)的热反射涂层的光谱技术指标进行研究。结果表明:为满足国军标对可见光-近红外的伪装要求,兼容伪装功能的热反射涂层反射率应限定上限值,以翠绿色涂层为例,热反射涂层太阳反射率≤41.8%,近红外反射率≤72.5%方可满足伪装技术要求;通过提高涂层的太阳反射率,有助于改善日照条件下涂层的热红外伪装效能以及放宽涂层低发射率的限定值,以翠绿色涂层为例,太阳反射率为35%的热反射涂层发射率可放宽到不超过0.72,太阳反射率为41.8%的热反射涂层发射率可放宽到不超过0.81。     

HVAF制备FeCrMoCB非晶合金涂层的组织与性能研究

为扩展非晶合金的应用范围,采用活性燃烧高速燃气喷涂技术制备Fe Cr Mo CB非晶涂层,通过X射线衍射仪、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜等技术对合金粉末以及获得的Fe基涂层的形貌和显微组织结构进行研究。结果表明:采用合适的喷涂工艺可以获得非晶态的Fe基合金涂层,该涂层具有比基体304不锈钢更为优异的耐腐蚀性;与基体材料相比,涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性,涂层磨损以磨粒磨损和疲劳磨损相结合。该结果为非晶合金在涂层方面的应用提供了实验和理论支持。     

HVOF和APS制备WC-Co/NiCrBSi复合涂层高温摩擦学特性研究

运用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)技术在7005 铝合金表面制备了WC-Co/ NiCrBSi 复合涂层,分析了2 种技术所制备复合涂层的微观结构,研究了其在高温条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:采用HVOF 技术制备的复合涂层孔隙率仅为APS 制备复合涂层的28. 9%;其显微硬度(838. 4HV0. 5)以及与基体间元素扩散层厚度( Al:13. 17 μm, Ni:12. 55 μm) 均高于APS 制备的复合涂层。不同温度条件下,HVOF 制备复合涂层的摩擦系数和磨损失重均低于APS 制备复合涂层。室温25 ℃时,HVOF 制备复合涂层以微观切削磨损和轻微的疲劳磨损为主,而APS 制备的复合涂层则主要为疲劳断裂磨损;高温400 ℃条件下,前者的磨损机理变为多次塑变磨损和氧化磨损,而后者则为严重的粘着磨损和氧化磨损。     

超音速等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的微观组织及其耐磨性能

采用超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备Cr2O3-Ni-5%A(l质量分数)陶瓷涂层。利用XRD、SEM、激光共聚焦显微镜(LSCM)、显微硬度仪对涂层进行表征与分析,通过Image-pro Plus图形软件计算涂层的孔隙率,并通过摩擦磨损试验评价涂层的耐磨性能。结果表明:除了喷涂过程中出现了少量铬的氧化外,起始粉末和涂层的物相没有发生变化;陶瓷涂层表面呈双态组织,其表面粗糙度(Ra)为4.763μm;涂层断口形貌为典型的片层状组织,在涂层的抛光截面上可见紧密的富铬带均匀分布;Cr2O3涂层的孔隙率为1.2%,显微硬度为1 640HV0.3;涂层在室温下的摩擦因数约为0.4,其磨损机制为磨粒磨损。     

镁合金表面冷喷涂420不锈钢涂层及其摩擦磨损性能研究

采用冷喷涂技术在AZ80镁合金表面制备420不锈钢耐磨涂层,开展喷涂工艺参数和涂层组织结构研究,并初步比较耐磨涂层与38Cr Si钢的摩擦学性能。结果表明:随着喷枪移动速度的下降,涂层的孔隙率逐渐下降;涂层形成过程中,420不锈钢粉末中的奥氏体相发生应变诱导马氏体相变,在一定程度上提高了涂层硬度;涂层在摩擦过程中的摩擦磨损机制表现为磨粒磨损和黏着磨损;涂层的耐磨性能显著优于38Cr Si钢。     

发射药点火装置

一种用于发射药的点火装置，其中包括装有发射药棒的一个中心多孔火焰导管，该发射药棒是按轴向排列的并安装在火焰导管的外表面。然而在火焰导管的内表面以及发射药棒的外壁表面，不是指在后端头表面，有已设置好的点火涂层。在这里这一事先设置在火焰导管内表面的点火涂层通过一个沿轴向排列和扩展的点火药条来增强。     

镁合金有机复合散热涂层的性能对比研究

通过向有机硅树脂涂层中添加高导热填料,在AZ31B镁合金基板上制备17种不同成分的有机复合涂层,并对该涂层的散热性、力学性能和耐腐蚀性进行测试表征及综合技术性能评估。结果表明:只有填料超过一定含量才能明显提高涂层的散热性,同一种填料随着其含量的增加,涂层散热效果越来越好,且纳米铜粉对涂层散热性的影响较明显;填料能够提高有机硅树脂涂层的硬度和耐冲击性;碳粉和碳化硅的添加可提高涂层的耐腐蚀性,而铜粉对涂层腐蚀性不利;涂层的综合技术性能随填料粒子含量的增加而提高,且添加纳米铜粉的提升效果最明显;填料的混杂添加对涂层散热性的影响优于单一填料,能提高涂层的综合技术性能。     

多孔陶瓷制备技术研究进展

多孔陶瓷的制备是陶瓷材料研究的热点之一。多孔陶瓷可用作高温过滤材料、催化剂载体、燃料电池的多孔电极、生物陶瓷等。对多孔陶瓷的制备技术研究进展进行了综述,详细介绍了多孔陶瓷的分类、性能及其原理与特点,阐述了各种制备方法的优缺点。最后,展望了多孔陶瓷今后研究和应用的发展方向。     

等离子喷涂铁基涂层疲劳磨损裂纹捕捉技术研究

采用等离子喷涂制备了铁基涂层,使用声发射技术对涂层的疲劳磨损实验进行在线监测,捕捉裂纹动态信息,总结典型的声发射信号反馈类型,通过渗透探伤的方式对涂层表面微损伤区域进行表征,并采用聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）技术对涂层的微损伤区域进行亚表层分析探索失效机理。结果表明：涂层疲劳磨损过程中声发射信号反馈分为3个阶段,即磨合期、稳定期和突变期;结合渗透探伤技术可以有效锁定涂层表面微损伤区域,验证声发射信号反馈的准确性,可见通过声发射在线监测技术可以准确地捕捉涂层内部的开裂;FIB-SEM分析表明涂层疲劳磨损失效的起源是近表层微缺陷。采用等离子喷涂制备了铁基涂层,使用声发射技术对涂层的疲劳磨损实验进行在线监测,捕捉裂纹动态信息,总结典型的声发射信号反馈类型,通过渗透探伤的方式对涂层表面微损伤区域进行表征,并采用聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）技术对涂层的微损伤区域进行亚表层分析探索失效机理。结果表明：涂层疲劳磨损过程中声发射信号反馈分为3个阶段,即磨合期、稳定期和突变期;结合渗透探伤技术可以有效锁定涂层表面微损伤区域,验证声发射信号反馈的准确性,可见通过声发射在线监测技术可以准确地捕捉涂层内部的开裂;FIB-SEM分析表明涂层疲劳磨损失效的起源是近表层微缺陷。     

达克罗涂层技术进展研究

综述了国内外达克罗涂层技术的腐蚀保护机理、锌片制备、涂料、涂覆工艺和设备的研究进展。阐述国内外达克罗涂层技术的主要差距和国内克罗涂层技术发展的重点及达克罗技术的研究情况。     

涂层断裂韧性的声发射辅助拉伸测量方法

涂层的断裂韧性与界面结合强度是表征涂层／基体材料体系力学性能的重要指标。但如何准确地测量涂层的断裂韧性和强界面结合的涂层／基体材料体系的界面结合强度至今仍存在困难。以铬涂层／钢基体材料为对象，采用声发射和显微镜实时动态检测技术与拉伸实验相结合的方法，探索了铬涂层的断裂韧性以及铬涂层／钢基体的界面剪切强度。根据相关力学模型和实验测量结果，得到铬涂层在室温下的断裂韧性为27. 41 J／m2．同时，发现在铬涂层裂纹饱和后界面开裂都未发生，获得了该种材料体系界面剪切疆度的一个下限值。     

纳米多孔硅含能材料性能研究

结合微机电系统(micro-electromechanical systems)加工技术采用电化学腐蚀法制备多孔硅,通过扫描电镜、比表面积测试仪、差热和红外对多孔硅结构参数以及多孔硅含能材料性能进行了分析,同时对其发火性能进行了测试,结果显示多孔硅具有均匀的纳米尺度孔径,孔径为20 nm左右,较大的比表面积以及良好的海绵体结构特性;纳米多孔硅含能材料在热能刺激下515℃时可发生热分解反应;在热烘烤2 min或者1.6 A直流条件下多孔硅含能材料可靠发火。表明了纳米多孔硅含能材料在没有金属壳体条件限制时,可以在热能和电能刺激下发生点火作用。