激光熔覆SiO2/La2O3梯度生物陶瓷涂层生物活性研究

目的研究SiO_2含量对钛合金表面激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响。方法利用激光熔覆技术,采用梯度成分设计思想,固定涂层中稀土氧化物La_2O_3的添加量,在钛合金TC4表面制备了掺杂不同含量SiO_2的梯度生物陶瓷涂层。采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、噻唑蓝(MTT)及荧光素双醋酸酯(FDA)染色等测试手段,研究了SiO_2含量对激光熔覆制备梯度涂层的组织结构和生物活性的影响。结果 SiO_2在激光熔覆过程中可以降低梯度生物陶瓷涂层的开裂敏感性,并起到细化晶粒的作用。当SiO_2掺杂量为2.5%时,激光熔覆过程中诱导合成的HA+CaTiO_3数量最大;当SiO_2掺杂量为7.5%时,模拟体液(SBF)实验表明,涂层的矿化沉积能力最强。MTT测试表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层细胞增殖数量的OD值最大,细胞能够紧贴涂层表面生长。FDA染色分析表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层上细胞数量最多,且分布均匀。结论 SiO_2掺杂量深刻影响着生物活性陶瓷相HA和Ca_2SiO_4数量,进而影响生物陶瓷涂层的生物活性。SiO_2掺杂量为7.5%的涂层具有最佳的生物相容性及生物活性。     

Y_2O_3对激光熔覆钛基复合涂层生物性能的影响

采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基材表面制备了生物陶瓷复合涂层。利用急性毒性实验、动物体内埋植实验以及体外细胞培养实验对钛基生物陶瓷复合涂层的生物性能进行了研究。结果表明:添加0.6%(质量分数)Y_2O_3的预置粉末和激光熔覆后的生物陶瓷涂层均无明显的急性毒性反应;动物体内分别埋植45、180 d后,与未添加稀土氧化物的复合涂层相比较,添加0.6%Y_2O_3的激光熔覆生物陶瓷复合涂层具有更好的骨小梁生成能力,且细胞在其表面生长良好;添加0.6%Y_2O_3的激光熔覆生物陶瓷复合涂层具备良好的生物相容性。     

复合喷丸强化对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的高温氧化性能的影响

为了研究复合型的高能喷丸工艺对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的高温氧化性能,采用0.3N、0.3N+0.1N和0.3N+0.2N的喷丸强度对CoCrAlY涂层进行了表面强化。观察了喷丸强化前后涂层的表面形貌;测量了喷丸前后涂层的表面粗糙度、表面残余应力、涂层的厚度和截面硬度;对比分析了喷丸前后涂层物相变化以及涂层高温氧化性能。研究结果表明：复合喷丸强化比普通高能喷丸强化对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的抗高温氧化性能提升更加明显,0.3N+0.1N的复合喷丸工艺对提升涂层的高温抗氧化性能最好。相较普通喷丸工艺,复合喷丸工艺更能明显降低EB-PVD制备的CoCrAlY涂层表面粗糙度,提高涂层的致密度,改善物相结构,进而提升涂层的抗高温氧化性能。喷丸强度大于等于0.3N时,CoCrAlY涂层表面出现鳞状突出物,导致氧化物在此处择优生长,生成的氧化膜中的应力在此处集中而发生破裂,降低涂层的使用寿命,但复合喷丸能消除该鳞状突出物。     

45钢激光合金化铬钼硼的显微组织及抗蚀性能

为改善45钢制件表面耐腐蚀性,采用CO2激光在45钢表面合金化铬钼硼以获得高耐蚀性的合金复合涂层。采用X射线衍射仪、金相显微镜、SEM和多功能微机电化学分析仪对合金化层的显微组织及性能进行了研究。结果表明,合金元素与基材实现了良好的冶金结合。合金层组织主要是胞状晶,在晶粒和晶界上弥散分布着通过原位结合形成的高硬度碳化物。合金层的相成分为Fe–Cr、FeB2、CrB2、MoC、Fe3(C,Mo)及Fe3C等;在合金化层内部硬度最高为860 HV,比基材提高了将近3倍,合金化层在盐酸中的抗腐蚀性能也显著提高。     

高温蒸汽金属密封球阀的分析与设计

总结了应用于高温蒸汽工况中金属密封球阀存在的问题,阐述了问题产生的原因,提出了这类球阀在设计制造过程中应注意的关键问题,介绍了阀门结构、选材、密封面的配对、内件材料的匹配、相对运动部件之间配合间隙的确定与控制方法,以及对特殊部位的制造和加工要求,并通过实例设计与试验,对提出方法的有效性进行了验证。     

Y2O3-CeO2稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层中HA的影响

为降低激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,提高涂层与基材的结合强度,选用宽带激光熔覆方法,在TC4合金表面制备一层含HA和β-TCP的梯度活性生物陶瓷涂层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对在体外模拟体液中浸泡14d后的涂层进行形貌和相组成的研究。结果表明:当Y2O3质量分数为0.6%,CeO2质量分数分别为0%,0.2%,0.4%和0.6%时,生物陶瓷涂层在SBF中浸泡14d后,基材与涂层之间呈良好的冶金结合;涂层表面都有白色球状颗粒生成;且涂层当中HA的生成量各不相同。当CeO2质量分数为0%时几乎不生成HA,为0.2%时HA的生成量最大,而后随着CeO2的含量增加HA生成量减少。说明当Y2O3质量分数为0.6%,CeO2的含量为0.2%时,生物陶瓷涂层具有较好的生物活性。     

高温合金GH33激光表面溶铸钴基合金涂层组织与性能的研究

本文研究了高温合金ＧＨ３３上激光表面熔铸钴基合金涂层的组织与性能。结果表明，涂层与基体之间形成了紧密的冶金结合；电子探针分析表明基体对涂层的稀释度较小，ｘ射线衍射分析可知涂层基体组织为α－Ｃｏ枝晶，枝晶间为α－Ｃｏ＋ＣｏＢ共晶以及Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｍ６Ｃ等多元复杂共晶组织；涂层中硬度分布均匀，最高硬度值为Ｈｖ７６６；涂层耐磨性能较基体提高了３倍左右，且涂层耐蚀性能大大成于基体。     

激光表面熔铸钴基合金涂层耐磨性的研究

研究了GH33高温合金表面激光熔铸钴基合金涂层对耐磨性的影响。磨损试验表明，熔铸层耐磨性较基体金属提高3倍以上，借助SEM、EMPA、X射线衍射等手段对复合涂层磨损机理进行了探讨。     

宽带激光熔覆WCP/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性

研究了铸造WC_P/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性。结果表明,梯度复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,涂层内有γ-Ni枝晶组织,γ-Ni＋M₂₃C 6共晶组织以及凝固结晶析出的M₆C、M₂₃C₆、M₇C₃等块状或条状组织;随着铸造WC_P体积分数的增加,复合涂层摩擦系数减小,耐磨性增加。19-4试样的耐磨性最高值为4.61,是基材的3倍以上。梯度涂层的磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损的复合作用。