反应火焰喷涂中颗粒熔化反应过程的数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS研究了自蔓延反应火焰喷涂过程中由钛、B4C及碳三种组元组成的团聚粉颗粒在喷涂焰流中的加热熔化过程,计算了团聚粉颗粒在喷涂过程的温度分布情况.结果表明:粒子在出喷涂枪口后9.5×10-4 s左右发生反应,1.45×10-3 s左右反应结束,由此得出粒子最佳熔化状态在116 mm处左右,模拟结果与试验结果基本吻合.     

复合弯管燃烧合成的自动化设备设计与应用

根据铝热－重力分离SHS法制备复合弯管的原理,设计制造了一种燃烧合成复合弯管的自动化生产设备。以89C52单片机为核心智能部件,采用光纤光电传感器进行自动检测,步进电机作为执行电机进行模糊控制,实现了陶瓷内衬复合弯管的工业自动化生产。所制备的复合弯管内衬陶瓷壁厚均匀,组织性能满足要求。     

机械振动对SHS 陶瓷内衬复合管显微结构和力学性能的影响

通过在重力分离SHS 法制备陶瓷内衬复合管过程中施以不同振幅与振频的单自由度上下往复式机械振动, 研究了机械振动对SHS 铝热燃烧、陶瓷凝固及复合管组织性能的影响。研究发现, 机械振动并相应提高振频可以提高燃烧温度、燃烧速率和反应转化率, 促进Al₂O₃-Fe 液相重力分离和陶瓷致密过程, 并使陶瓷层的凝固组织发生改变; 性能测试结果表明, 机械振动并相应提高振频可以提高复合管的各项力学性能指标和内衬陶瓷层的表面质量。     

机械振动对SHS陶瓷内衬复合管显微结构和力学性能的影响

通过在重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管过程中施以不同振幅与振频的单自由度上下往复式机械振动 ,研究了机械振动对SHS铝热燃烧、陶瓷凝固及复合管组织性能的影响 .研究发现 ,机械振动并相应提高振频可以提高燃烧温度、燃烧速率和反应转化率 ,促进Al2 O3 Fe液相重力分离和陶瓷致密过程 ,并使陶瓷层的凝固组织发生改变 ;性能测试结果表明机械振动并相应提高振频可以提高复合管的各项力学性能指标和内衬陶瓷层的表面质量 .     

火炮复拨器拨动子的SHS火焰喷涂Al2O3基陶瓷涂层修复

针对某型火炮复拨器拨动子的磨损失效,研究了采用SHS反应火焰喷涂Al2O3基复相陶瓷涂层技术对表面进行修复的工艺方法,涂层组织结构、成分、界面结合状况以及磨损性能。研究表明,采用该方法修复后的表面涂层主要由Al2O3陶瓷相、Al2Cu3金属间化合物相以及Cu和Cu2O相组成,各相以长条片状相互嵌合平行于基材表面分布,呈典型的层片状喷涂形态;涂层与基体通过Ni-Al底衬相连,基体与底衬形成良好的冶金结合,而底衬与涂层之间既有机械结合,又有冶金结合,结合强度达19.8MPa;涂层耐磨性明显提高,其磨损失量为3.9×10-10g/(kgrmin)。··     

Al对反应火焰喷涂TiC-TiB2复相陶瓷涂层的影响

通过静态燃烧合成试验,确定以Ti-B4C-C＋5wt%Al为喷涂反应体系,利用反应火焰喷涂技术在金属表面制备Ti（C0.7,N0.3）-TiB2-Al2O3复相陶瓷涂层.研究发现,涂层为复相非均质层状亚稳结构,由TiC0.7N0.3、TiB2、Al2O3和钛的氧化物相及气孔组成.涂层组织可分为三类：TiB2尺度在微-纳米级呈团簇状分布的Ti（C0.7,N0.3）-TiB2共晶体组织;Ti（C0.7,N0.3）呈块状颗粒、尺寸1～2 μm、其间分布着针状或长条状TiB2的组织;黑色不规则气孔.三类组织的形成原因与不加Al时基本相同,但Al的加入使喷涂体系的反应速率提高,并使涂层陶瓷相增多,组织细化,气孔率下降,显微硬度提高.     

Mo-Al2O3金属陶瓷颗粒膜的光学常数研究

采用磁控溅射技术在不锈钢片上沉积了Mo-Al203金属陶瓷混合膜，将Maxwell-Garnett等效媒质理论应用于Mo-Al2O3颗粒膜的光学常数分析，分别以Mo和Al2O3的块体材料和溅射薄膜的光学常数为基础，理论计算了不同金属填充因子金属陶瓷颗粒膜在300nm-800nm波段范围内的光学常数n，k随波长λ的变化规律，同时对理论计算结果与实验测试结果之间存在的差异及其产生的原因进行了讨论。     

SHS反应火焰喷涂粒子与基体的碰撞及其数值模拟

以Ti-B4C-C为反应喷涂体系，通过碰撞实验和ANSYS有限元分析方法，研究了反应火焰喷涂TiC-TiB2复相涂层时，喷涂粒子与基体碰撞形成摊片的温度变化情况及其对涂层与基体结合的影响。研究表明，完成自蔓延反应、处于熔融状态的喷涂粒子与基体碰撞形成的摊片各部分温差较大，温度较低，不易使基体表面熔化，难以与基体形成良好结合；自蔓延反应进行中的喷涂粒子与基体碰撞形成的摊片各部分温差较小，温度较高，能较好地实现与基体的结合。模拟结果与实验结果基本吻合。     

粉体聚集状态对自蔓延高温合成（SHS）反应喷涂A12O3-A12Cu3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A12O3-A12Cu3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。     

重力分离SHS陶瓷内衬复合管陶瓷致密化技术探讨

在Al/Fe2 O3 燃烧体系下 ,通过阐述重力分离SHS技术合成陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固 3个重要的基本过程 ,着重探讨重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管中陶瓷致密化技术 ;试验证明 ,建立合理的复合添加剂体系和优化合成工艺可有效地提高重力分离SHS陶瓷内衬复合管品质。