Co-Mn-Co复合涂层沉积过程及其高温氧化导电性能研究

在固体氧化物燃料电池（SOFC）工作温度下,金属连接体氧化生成的铬化物易挥发,导致电池“阴极毒化”问题。为了有效抑制铬化物的挥发,钴锰尖晶石涂层作为最有前途的SOFC连接体涂层,具有良好的高温导电性能、抗氧化性能及与电池其它组件相匹的配热膨胀系数（CTE）。为研究金属Co和Mn离子在水溶液中的电沉积工艺,选择在430 SS金属连接体上制备Co-Mn-Co复合涂层和Co-Mn复合涂层,然后在750 ℃高温下热生长得到复合尖晶石涂层。同时,对500 h后生成的尖晶石氧化物涂层的表截面形貌、组织结构及高温抗氧化性和导电性能进行研究。结果表明,Co-Mn-Co结构涂层的性能优于Co-Mn双沉积结构涂层,多层复合涂层利于涂层内Co和Mn元素的互扩散,促进Co和Mn氧化物向MnCo₂O₄尖晶石的转换,从而提高涂层的高温抗氧化与导电性能。     

大气等离子喷涂制备SOFC连接体铜掺杂锰钴尖晶石涂层

为了进一步提高锰钴尖晶石连接体防护涂层的高温电导率,采用大气等离子喷涂技术制备了铜质量分数占比为5.38%的锰钴尖晶石涂层.通过SEM/EDS,XRD和XPS等方法表征了涂层在不同氧化时间下的微观形貌、物相及元素价态,采用恒定电流为0.2 A的直流四电极法测量涂层的高温电导率.结果表明:氧化四周后的涂层依然保持完整,无开裂及剥落,高温氧化性能良好,在高温条件下保温使涂层与基体中的元素发生了互扩散;750℃下的电导率是20 S/cm, 800℃时电导率值稳定在27 S/cm;涂层未检出含Cu尖晶石相,可能是成功掺入尖晶石的Cu元素较少.     

大气等离子喷涂制备锰钴尖晶石涂层及其电导率

采用大气等离子喷涂(APS)工艺制备了Mn-Co尖晶石涂层,同时研究了不同载气和喷距对涂层形貌及电导率的影响.采用直流四电极法测量涂层的电导率,利用SEM,XRD和XPS等表征手段对涂层微观形貌、组成等进行表征.结果表明,所制备的涂层致密、孔洞较少、与基体结合良好,表面呈现液态沉积与微熔颗粒堆积相混合的状态.800℃时,载气量为2 SLPM下涂层的电导率是18 S/cm,而其余载气量下涂层电导率仅有8 S/cm,低载气量制备的Mn-Co涂层具有良好的导电性;800℃下只有喷距为130 mm的涂层电导率超过了10 S/cm,增加喷距对电导率影响较小,各涂层电导率分布较为接近.测试态涂层表面形成了各种取向的金字塔状尖晶石晶体结构,其尖晶石相衍射峰强度显著提高;高电导率涂层中2价和3价元素比例更接近1∶2,为典型的尖晶石结构,其表现出较高的电导率.因此,适当的载气流量和喷涂距离可使涂层中含有更多的高电导率尖晶石相.     

大气等离子喷涂制备SOFC连接体Cu/Mn/Co金属防护涂层

为了进一步提高固体氧化物燃料电池（SOFC）连接体防护涂层的电导率,采用大气等离子喷涂技术（APS）制备了Cu/Mn/Co金属涂层．研究了不同喷涂工艺参数对涂层性能的影响,以及涂层在800 ℃下的氧化行为．通过XRD,SEM及EDS表征涂层高温氧化过程中的相结构、表面形貌和微观结构演变,采用直流四电极法测量涂层的高温电导率．结果表明,800 ℃下氧化使金属涂层转变成了MnCo₂O₄/Cu_xMn_3-xO₄相．氧化初期,涂层表面和底部出现富Cu层;随氧化时间增加,富Cu层逐渐消失,Cu元素均匀分布在涂层中;当氧化120 h时,涂层表层的CuO层已不连续,与涂层分层且产生微裂纹．同时发现,长时间氧化后涂层截面明显致密化,形成了顶部致密、底部多孔的结构．此外,电流为550 A的涂层试样（No.2）尖晶石相最多,涂层致密度最高,其电导率也最高．800 ℃下氧化120 h后,电流为500,550和600 A的三种涂层试样（No.1~No.3）电导率分别为59.68S,93.55和85.72 S/cm,并且氧化过程中电导率保持稳定．所制备的金属涂层和尖晶石涂层均表现出较好的阻Cr扩散效果,Cr主要以Cr₂O₃的形式富集在基体和涂层的结合处．      

钛酸锂合成技术研究进展

钛酸锂是一种尖晶石结构的锂离子电池负极材料,相对于碳基材料具有更好的充放电性能、循环稳定性和使用安全性能,成为研究新型锂电子电池负极材料的热点。然而,钛酸锂本身存在电导率较低,极化现象严重和理论容量小等缺点,限制了其广泛应用。介绍了钛酸锂的合成技术、原理,改进方法及研究现状。分析了不同制备工艺的优缺点及其对材料性能的影响。指出元素掺杂、表面包覆、形貌设计和复合改性等方式可有效改善Li4Ti5O12材料的导电性能,提高材料的电化学性能。提出了目前存在的问题及未来的研究方向。     

紧固件Al涂料改性设计与部分性能研究

航空领域TC4钛合金紧固件通常使用酚醛树脂Al涂层,该涂层存在表面较粗糙、复杂受力下易脱落、耐盐雾寿命低等缺点,因此针对传统TC4紧固件表面Al涂层进行改性。研究了PTFE掺杂量(质量分数)分别为1%、2%和3%时,其对传统Al涂层宏微观形貌、机械及耐环境性能的影响规律。结果表明,掺杂2%的PTFE时Al涂层的耐划伤与抗盐雾能力强,综合性能佳。因此,采用质量分数为2%的纳米PTFE作为改性剂效果更为良好,在飞机钛合金紧固件、钛合金蒙皮、钛合金转轴等方面的腐蚀防护应用具有一定前景。     

Co/Pt改性铝化物涂层热腐蚀行为探究及比较

为提高镍基单晶高温合金的抗热腐蚀性能,采用电镀/高温气相渗铝的方法,在合金基体表面分别制备了铝化物涂层、Co改性铝化物涂层和Co/Pt共改性铝化物涂层。将涂层样品置于Na_(2)SO_(4)/NaCl(质量百分比75∶25)混合盐中进行了900℃热腐蚀实验,利用XRD和SEM/EDS等方法研究了三种涂层样品的热腐蚀行为,同时还研究了Co和Pt元素对涂层抗热腐蚀性能的影响。实验结果表明:900℃热腐蚀100 h后,铝化物涂层的质量增重为4.07 g·cm^(-2),Co改性铝化物涂层质量增重为0.74 g·cm^(-2),Co/Pt共改性铝化物涂层的质量增重为5.96 g·cm^(-2);Co/Pt共改性铝化物涂层无明显剥落,氧化膜相对完整,说明其抗热腐蚀性能最好,而另两种涂层则出现明显剥落,说明二者抗热腐蚀性能均较差。Co/Pt的协同作用,促进了涂层表面保护性Al_(2)O_(3)膜的形成,提高了氧化膜的粘附性和自修复性,增大了涂层的钝化范围,降低了涂层外部的S及O等元素的向内扩散速度。     

文摘

石墨制品高温氧化机理分析及防护石墨材料有高温下易氧化而使其热疲劳性能差的弱点 ,限制了其应用范围。针对石墨的氧化类型和方式 ,多方面研制石墨的抗氧化层。用 3%Ｈ3ＢＯ3 溶液处理的石墨制品 ,其抗氧化性能明显提高 ,其最有效的保护范围在 80 0℃以下 ;用ＳｉＣ处理的石墨制品的工作范围可达 12 0 0℃ ,其抗氧化性能较为理想。无论是用硼酸浸渍进行抗氧化 ,还是通过ＳｉＣ涂层抗氧化 ,其机理都是在样品表面形成一层熔融的玻璃层 ,由于ＳｉＣ的挥发温度远高于Ｂ2 Ｏ3,因此 ,用ＳｉＣ涂层防护更可靠。纸面石膏板质量现状及分析2 0 0 1年…     

铁掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其耐蚀性能

采用Fe(NO_3)_3溶液对阳极氧化法制备的TiO_2纳米管阵列进行掺杂改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段研究了改性前后试样的表面形貌、元素组成和微观结构。利用电化学分析研究了纳米管掺杂前后的耐腐蚀性能。结果表明,掺杂溶液浓度对掺杂纳米管的表面形貌、微观结构和电化学耐蚀性能影响较大,掺杂溶液浓度较低时所获得掺杂纳米管的耐蚀性能较好。     

冷喷涂表面技术沉积机理及其应用关键技术研究

目的 为了在金属新材料、材料表面改性、纳米涂层、增材制造、稀土高值利用等研究领域形成自身特色,拓展冷喷涂技术应用范围,使冷喷涂涂层、修复层和增材构件得到更广泛的应用。方法 在研究了进口冷喷涂系统设计原理和材料学的基础上,分析了冷喷涂沉积机理,研发了多种具有独特性能的新型冷喷涂涂层制备关键技术。结果 已研发了Cu-Fe原位合金箔材冷喷涂制备技术、新型Cu-Fe合金导热导磁涂层冷喷涂制备技术、Cu/Fe复合材料/零部件冷喷涂制备技术、氧化镧掺杂铝/纳米TiO2复合功能涂层冷喷涂制备技术。结论 通过冷喷涂技术可获得均匀致密且无氧化物的涂层,几乎适用于所有金属及其合金的沉积成膜、零部件修复、增材制造等,同时也适用于多种陶瓷涂层、有机聚合物涂层、复合涂层和纳米涂层的制备,已成为研发非晶、纳米和新型复合材料涂层的有效手段。     

纳米碳酸钙改性及其在建筑涂料中的应用

为了制备纳米CaCO3复合建筑涂料，采用正交试验法优化出了纳米CaCO3表面改性的最佳操作工艺条件：改性剂为JN-36、其用量为1．5％(质量分数)、乳化温度为60℃、乳化时间为60min和保温时间为45min。优化条件下制得的纳米CaCO3浆的稳定性好，四周内外观、黏度和细度均无变化。用该浆液制成的纳米复合涂料，与传统建筑涂料相比，其耐水性、耐洗刷性、耐光性、耐沾污性和贮存稳定性等显著改善。     

煤炭固体废弃物在金属材料热加工领域的应用

综述了煤炭固体废弃物的特点及应用现状,着重介绍了粉煤灰及煤矸石等煤炭固体废弃物在金属材料热加工领域的应用,包括制备复合材料、铸造涂料、复合陶瓷涂层及渗硼保护层等,全面阐述了其制备工艺及性能特点,并指出了煤炭固体废弃物在金属材料热加工领域具有广阔的应用前景。但由于各地粉煤灰、煤矸石的化学成分差异较大,如何依据化学成分差别将其有针对性地应用在金属材料的不同加工技术中,如何进行配方设计及工艺调整等是一项值得深入探讨的问题。     

Ni—W—P—SiC复合镀层与氮碳共渗复合强化的组织与结构研究

本文讨论工艺条件对Ｎｉ－Ｗ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层表面形貌的影响,分析复合镀层的截面显微组织以及镀层的相结构。结果表明,复合镀层的表面形貌与镀液的ｐＨ值和阴极电流密度有很大关系;复合镀层经氮碳共渗后,增强镀层与基体金属之间的结合力,使其由机械结合转变成冶金结合;Ｘ射线衍射表明复合镀层在镀态下的为非晶态,经氮碳共渗后转变为晶态,并产生很多新相。这些相的存在提高了复合镀层的硬度及耐磨性。     

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China

The current situations of thermal spraying materials in China are described in this paper.The thermal spraying technology in China has a great progress over tens of years. More than one hundred varieties of material products serve thermal spraying producing now. They belong to three kinds, powders,wires and rods. Technologies for producing alloy, ceramic and composite powders, alloy and cored wires,and oxide ceramic rods are applied to large-scale production. Many research and development works on advanced materials for thermal spraying are carrying out recent years. They show that the general tendencies of thermal spraying materials in China are composite or low-impurity component, ultrafine or nanosized microstructure, high properties, and specialized and systematized applications. Thermal spraying materials have great prospects with the development of saving society in China.     

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China@于月光$Beijing General Research Institute of Mining & Metallurgy Beijing 100044 , China     

Influence of HVOF coating on the HCF of 300M low alloy steel

The ultimate methods for solving the contamination of Cr6+ is to replace the Cr electroplating with other techniques, thermal spray provides one of the best choices among those alternative techniques. The influence of coatings upon the fatigue performance of substrate, however,should be labeled as an important factor at some high level applications. The effects of both coatings manufactured by HVOF and Cr electroplating respectively on the fatigue performance of substrate are investigated in this article. These results show that the fatigue limit strength at P= 50 %of thermal spray coating is 750 MPa in comparing with fatigue limit 726 MPa for substrate, and the fatigue life increase 25%- 150% when comparing with fatigue life of substrate at different stress levels. The fatigue life increases in the stress scope of 750-850 MPa even the area of thermal spray coating is subtracted. Cr eleetroplating coating reduces the fatigue life by 70%- 95% and the fatigue limit is only 600 MPa. Fracture analysis reveals that the main fracture is initiated at the subsurface, which is 0.2-0.5 mm away from substrate surface. The analysis also observes that the crack in the Cr electroplating propagates through the interface and finally into the substrate which hastens the formation of crack origin and the extension of crack in the substrate, however, the crack in the thermal spray coating deflects at the interface, spreads along the interface, as a result,the crack forming in the coatings has no negative influence on the main crack initiator and crack extension in the substrate.     

电气石粉体电磁屏蔽性能研究

电气石是一种具有自发极化性质的矿物材料,具有独特的电磁学性能。通过对比实验,将电气石粉体制成了复合涂料,测试证实了电气石粉体的电磁屏蔽性能。     

NiCoCrAlYTa涂层的结构研究

采用低压等离子喷涂方法在单晶镍基高温合金上制备出组织均匀致密，结合良好的Ｎｉ－Ｃｏ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ－Ｔａ涂层，运用光学显微镜，ＥＰＭＡ，ＳＥＭ，ＸＲＤ等分析手段对喷涂态和热处理态涂层的相结构，相成分及界面结构进行了分析。     

超细二氧化硅改性及其在建筑涂料中的应用

根据超细二氧化硅的特征 ,讨论了对其改性并用其制备建筑涂料的方法及过程。以所制备的建筑涂料性能为考察指标 ,讨论了表面活性剂的种类对超细二氧化硅改性的影响以及改性后超细二氧化硅的添加量对建筑涂料性能的影响。研究结果表明 ,硅烷偶联剂KH 5 60是较好的超细二氧化硅改性剂 ,改性超细二氧化硅的理想加入量为 2 .5 %左右。     

膨润土资源开发利用现状及应用研究进展

简要介绍了国内外膨润土资源的概况,回顾了膨润土的传统应用领域,重点综述了膨润土在环境治理、涂料和纳米复合材料中的应用研究进展。