Y2O3掺杂ZrSiO4涂层的微观组织和相结构研究

本文采用大气等离子喷涂成功制备了ZrSiO4及Y2O3掺杂ZrSiO4涂层,研究了Y2O3掺杂后ZrSiO4涂层微观组织结构、力学性能,并研究了涂层在1300 ℃下的烧结行为。结果表明,等离子喷涂ZrSiO4涂层主要由ZrSiO4、t-ZrO2、少量的m-ZrO2及无定型SiO2组成,而等离子喷涂ZrSiO4-5%Y2O3涂层主要由c-ZrO2、少量ZrSiO4相及无定型SiO2组成。相较于ZrSiO4涂层,Y2O3掺杂略微提高了ZrSiO4-5%Y2O3涂层的硬度和断裂韧性。在1300 ℃高温烧结48 h后等离子喷涂ZrSiO4涂层中(t,m)-ZrO2和无定型SiO2反应生成重新ZrSiO4相,该反应伴随着体积收缩,使得涂层中存在着大量孔隙和裂纹。相较于纯ZrSiO4涂层, ZrSiO4-5%Y2O3涂层中主要是c-ZrO2相和ZrSiO4相,添加Y2O3有助于涂层中的ZrO2保持在立方相（c-ZrO2）,提高了ZrO2的高温相稳定性。     

等离子喷涂YSZ/NiCrAlY涂层及抗熔融Al-Si腐蚀性能研究

热浸镀Al-Si合金涂层是一种高效的耐蚀技术。然而,其生产过程中与Al-Si熔液直接接触的部件存在严重的Al-Si熔蚀问题。采用大气等离子喷涂(APS)制备了YSZ/NiCrAlY涂层,研究了主气流量对YSZ(Y-Si-Zr)涂层微观组织结构、力学性能的影响规律、涂层的高温稳定性和耐Al-Si熔液腐蚀行为。结果表明,随着主气流量的提升,粒子熔滴的铺展均匀性、涂层致密度、力学性能均先升高后降低。在主气流量(Ar)为40L/min时,涂层显示出最佳的表面平整度、最大的致密度以及最优的力学性能。在1000℃热处理100 h后YSZ涂层的界面结构稳定,孔隙率下降,致密度显著提高。此外,将试样在700℃熔融Al-Si液腐蚀50h后,在YSZ涂层与熔融Al-Si合金的界面没有发现互反应区和元素互扩散现象,并且Al-Si熔液没有渗透进涂层内部而是被阻挡在涂层表面,表明APS制备YSZ/NiCrAlY涂层能够有效地抵抗Al-Si熔液腐蚀,可作为与高温Al-Si熔液接触部件的最有潜力的防护涂层之一。     

等离子渗镀CrON复合涂层结构与抗铝液熔蚀性能

采用等离子渗氮/电弧离子镀复合方法在H13模具钢表面制备出CrON涂层,研究氧流量对CrON复合涂层结构及抗铝液熔蚀性能的影响。结果表明,随着氧流量的增加,所制备的涂层主要物相由氮化物向氧化物转变,在氧流量较低时主要呈现面心立方CrN结构,而在氧流量为200 mL/min时制备的涂层形成典型的Cr₂O₃晶体相特征。掺入适量的氧,CrN涂层柱状晶生长受到抑制,涂层结构更加致密。涂层表面缺陷和粗糙度随着氧含量的增加而增大。CrON复合涂层在铝液中的失效形式是局部点蚀。由于形成致密的结构和良好的热稳定性,在氧流量为50 mL/min时制备的涂层具有优异的抗铝液熔蚀能力,而氧流量较高时表面生成致密的Cr₂O₃抗氧化层也有利于提高抗铝液熔蚀性能。     

硬质合金刀具高能离子源增强多弧镀AlCrTiSiN梯度涂层制备及性能研究

采用离子源增强的多弧离子镀新技术,在硬质合金刀具表面制备了不同含Si层梯度结构的AlCrTiSiN梯度涂层,并对涂层组织结构、残余应力、结合强度、摩擦磨损以及铣削和钻削加工灰铸铁性能进行了详细的研究。结果表明：不同含Si层梯度结构的AlCrTiSiN涂层主要由固溶的(Al,Cr) N、(Al,Ti) N相和非晶态Si₃N₄相组成。其中,含Si层梯度变化最缓和的G3(Gradient 3)涂层具有较高的结合强度,较低的残余压应力、摩擦因数和磨损率。铣削和钻削试验显示,涂层刀具的切削磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损。G3涂层降低了磨粒磨损,其刀具的铣削和钻削寿命均最高,这主要得益于其含Si层的梯度设计、适当的压应力(-3.8 GPa)以及良好的膜基结合强度。研究结果表明,通过对含Si层进行梯度设计可显著提高涂层刀具的切削性能。     

MoSi2和(Mo,W)Si2涂层的宽温域氧化过程

采用包渗法在Mo及Mo?W基体上分别制备MoSi2及(Mo,W)Si2涂层,研究了W掺杂对MoSi2涂层抗氧化性能的影响规律和作用机理。结果表明,W元素固溶到MoSi2涂层中,形成(Mo,W)Si2固溶体,涂层微观结构更加致密化。在1600℃高温下静态氧化,(Mo,W)Si2涂层抗氧化失效时间长达70 h,1200℃下氧化1000 h仍具有良好的防护性能,抗氧化性能大幅提升。加入W元素阻碍了Si元素与基体间的扩散反应,降低了涂层中Si元素的消耗速率,显著增强了(Mo,W)Si2涂层抗高温氧化性能。在500℃低温下静态氧化50 h,与MoSi2涂层相比,(Mo,W)Si2涂层氧化产生明显的“Pest”现象,涂层严重粉化失效。加入W元素降低了涂层中Si元素的扩散速率,导致低温下涂层表面无法形成致密氧化层,加剧涂层的快速氧化。     

煤油流量对HVOF喷涂FeCrMoSi-Ti3SiC2涂层高温摩擦磨损性能的影响

目的 提高燃煤锅炉四管的耐磨性能。方法 使用喷雾造粒技术制备FeCrMoSi/Ti3SiC2复合粉末,并利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备煤油流量分别为26、28、30、32 L/h的复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、Raman、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机研究FeCrMoSi/Ti3SiC2粉末及其涂层相组成、组织结构,检测涂层的力学性能,并对涂层在800 ℃下的摩擦学性能和磨损机理进行系统分析。结果 粉末物相主要由Ti3SiC2、Fe-Cr和TiC组成,涂层的物相与粉末类似,但是新产生了SiC相,且随着煤油流量的升高,Ti3SiC2物相逐渐分解。当煤油流量为30、32 L/h时,涂层内Ti3SiC2物相大量分解。涂层的硬度和断裂韧性随着煤油流量的升高表现出先升高、后降低的趋势,孔隙率和磨损率呈现先减小、后增大的趋势。当煤油流量为28 L/h时,涂层磨损率最低,约为5.44 ´ 10^-15 m³/(N.m)。结论 煤油流量为28 L/h时,涂层表面生成的SiO2、TiO2和Fe2O3等氧化物均匀分布在磨痕和对偶球表面,有效阻挡了对偶球和涂层的直接接触,使得涂层显示出最优异的摩擦学性能。涂层的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损。     

基于正交实验设计方法的APS喷涂Al_2O_3涂层性能的研究

采用正交实验方法研究了大气等离子喷涂工艺参数主气流量、喷涂功率和送粉量对Al2O3陶瓷涂层结合强度和显微硬度的影响,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉末和涂层的组织结构,采用WDW-50微机控制电子万能试验机、HV-1000维氏硬度计测量了涂层的结合强度、截面硬度,结合涂层组织结构并应用极差和方差分析方法对实验结果进行了分析,得到了优化后的工艺参数。结果表明,涂层由熔融和未熔融区域混合而成,截面形貌凹凸咬合,以机械结合为主。影响大气等离子喷涂Al2O3涂层性能工艺参数的主次顺序依次为:喷涂功率、主气流量、送粉量,随着功率和主气流量的升高,涂层的结合强度和硬度均出现先增加后降低的趋势。大气等离子喷涂Al_2O_3最优工艺参数为喷涂功率44KW,主气流量40L/min,送粉量40g/min,制备的涂层结合强度52MPa,显微硬度1219.4HV0.3,孔隙率值为4.00%。     

华能巢湖电厂#1、2机组600MW机组凝汽器抽空气管路节能改造

阐述了600MW机组凝汽器抽真空管道改造的可行性、必要性及技术要求,提出了实用可行的技术改造方案,改造后显著提高了经济效益和社会效益,可为同类型机组的抽真空管路改造提供参考。     

磷酸铝铬封孔处理对热喷涂WC-12Co涂层耐蚀性的影响

以磷酸铝铬溶液和Cr_2O_3粉末为原料制备了一种封孔剂,并对WC-12Co热喷涂涂层进行封孔处理。利用XRD、SEM、EDS以及TG-DSC分别对磷酸铝铬的物相、封孔前后涂层表面形貌、固化特性和耐热性能进行检测分析。利用动电位极化电化学测试和热震试验分别对封孔前后涂层的抗腐蚀性和固化后的磷酸铝铬层的抗热震性能进行研究。结果表明:磷酸铝铬的固化温度在250℃左右,在700℃内体系无任何热效应发生,材料具有良好的耐热性能。固化后涂层表面致密,磷酸铝铬对涂层孔隙具有良好的填充作用,明显降低了涂层的孔隙率。封孔后的涂层具有较高的自腐蚀电位和较小的腐蚀电流密度,涂层耐蚀性显著提高。在450℃下进行热震试验,当热震次数一定时(热循环100次),添加填料的磷酸铝铬层的剥落面积低于未添加填料的磷酸铝铬层,表现出较高的抗热震性能。