轴向送粉等离子喷涂纳米氧化铬涂层的结构与性能

普通等离子喷枪外径向送粉,粉末利用率低,采用轴向送粉等离子喷涂系统在不锈钢上制备了纳米氧化铬涂层.测试了涂层的硬度及结合强度;应用SRV振动摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能;通过金相、场发射扫描电子显微镜及X射线衍射对涂层的形貌及组织结构进行了研究.结果表明,与普通氧化铬涂层相比,纳米氧化铬涂层的硬度及结合强度更高、摩擦系数更低、抗摩擦磨损性能更好.     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂(MPS) 在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层, 并以大气等离子喷涂(APS)为对照. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对MPS涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究. 结果表明: 在微束等离子喷涂过程中, HA 的分解程度比大气等离子喷涂有显著降低, 除了HA相, 仅形成β-TCP相和非晶相. MPS涂层的结晶度主要受喷涂距离的影响. 喷涂距离较短(<80mm)时, 涂层结晶度高于APS方法制备的涂层. 喷涂距离在130mm时, 涂层结晶度低. 大气等离子喷涂层含有β-TCP、α-TCP、TTCP、CaO和非晶. MPS涂层分解较APS少的主要原因是喷涂过程中HA粒子过热不严重.     

晶闸管式等离子喷涂电源的研制

本文介绍了一种用于等离子喷涂的电源。该电源的主电路采用晶闸管整流电路．晶闸管控制电路采用集成式触发脉冲电路，反馈电路采用电流截止负反馈。获得的电源外特性为恒流外特性。     

送粉式激光熔覆基础理论研究

首次提出并实验证明了送粉激光熔覆过程中,熔覆材料与基材表面同时被激光加热的观点。首次提出了激光热有效利用率、透光率、吸收透光能量线密度、有效送粉系数、局部稀释率等基本概念,并给出相应参数的实验检测方法,且成功地对其进行实验检测。首次建立了:①不同条件下熔覆材料颗粒半径与工艺参数、材料物理性能之间的关系式;②透光率计算数学模型;③理论吸收透光能量线密度P_m计算模型;④显微组织分析法检测透光率估算公式;⑤基体表面单位时间内吸收热量计算模型。首次发现有效送粉系数随扫描速度增大出现极大值现象是由熔覆材料加热温度和送粉器喷嘴宽度与激光束动直径的大小决定的。当两者尺寸相当时,熔覆材料粉将得到最充分的利用。首次提出用熔覆层界面附近硬度梯度曲线及拐点连线分析研究熔履层界面附近真实稀释率。首次提出送粉激光熔覆过程中熔覆材料与熔化的基材表面撞合模型,将熔覆层分为:基体侧扩散区、撞合互混区、熔覆层侧扩散区,指出基体侧扩散区的大小、熔池结晶时原子扩散能力和程度决定熔覆层与基体界面及附近的组织结构。并在此基础上采用显微组织分析和扫描电子显微组织、成分分析、透射电子显微分析、力学性能分析等方法,研究了工艺参数对熔覆层的组织、性能及熔覆层与基体结合界     

螺旋送粉器内流场的三维数值模拟

为了给螺旋送粉器内流道优化提供理论依据,根据气-固两相流输送的相关理论,运用Eulerian-Lagrange数学方式,采用FLUENT软件,通过离散相模型对螺旋送粉器内固体颗粒的轨迹进行数值模拟,主要研究螺旋送粉器的转速对其输送性能的影响,及不同直径粉体颗粒轨迹。结果表明:气体速度和粉体颗粒大小是影响螺旋送粉器送粉性能的关键因素。     

微束等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层特性

采用轴向中心送粉式微束等离子喷涂系统在2kW级的小功率条件下制备了Al2O3陶瓷涂层.研究了电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构,采用X射线衍射分析涂层的相结构,采用磨粒磨损质量损失表征涂层的性能,用热辐射粒子速度温度测量系统测试工艺参数对喷涂粒子速度的影响.结果表明,电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度的影响都比较明显,粒子速度随着电弧功率和工作气体流量的增加而增加,随着喷涂距离的增加而下降.涂层的磨粒磨损质量损失随电弧功率的增加而减少,而随工作气体流量和喷涂距离的增加而增加.分析表明粒子的温度对涂层磨粒磨损质量损失有较大的影响.采用微束等离子喷涂可以制备磨粒磨损性能与传统等离子喷涂在38kW下制备的涂层相当的Al2O3涂层.     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层相结构的微拉曼光谱研究

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)涂层以其优异的生物相容性和骨传导性在生物医疗领域得到了广泛应用。然而,HA涂层的生物性能与其组织结构密切相关。本研究采用微束等离子喷涂技术,在Ti-6Al-4V基体上制备HA扁平粒子及HA涂层。采用扫描电镜(SEM)分别对原始HA粉末、HA扁平粒子表面和HA涂层截面的形貌进行了观察。通过微拉曼光谱对扁平粒子和涂层截面微区的相结构进行分析,得到磷酸基团(PO_4~(3-))及羟基基团(OH~-)在所选定区域的信息,对900～1 000 cm~(-1)频率范围的内的微拉曼光谱进行分峰拟合,获得了微束等离子喷涂HA扁平粒子表面相分布情况以及HA涂层沿厚度方向相结构的变化。结果表明,单个HA扁平粒子以非晶相为主,而在涂层中,靠近基体部分的相组成以非晶相及分解相(β-TCP)为主,仅包含少量HA晶体相,随着离涂层与基体界面距离的增加,非晶相及分解相含量逐渐减少,HA相增多,在近涂层表面非晶相和分解相(β-TCP)略有增加。     

聚变装置第一壁真空等离子喷涂B4C涂层研究

Ｂ４ Ｃ 涂层提供了低 Ｚ（ 原子序数） 和稳定的耐熔表面。在不锈钢和铜合金基片上直接采用真空等离子喷涂法实现２００ μｍ ～３００ μｍ 厚的 Ｂ４ Ｃ 涂层, 是一种经济、快速且有效的第一壁制造工艺。通过对影响 Ｂ４ Ｃ 涂层质量的诸多工艺参数进行优化, 在温度和气氛可控的条件下实现抗热冲击性能良好的 Ｂ４ Ｃ 涂层。该涂层适于作为核聚变装置第一壁耐等离子冲刷的保护涂层。     

轴向送粉等离子喷涂Ni/Al2O3涂层的力学及微波介电性能

以轴向送粉等离子喷涂法制备了Ni/Al2O3陶瓷涂层,分析了Ni含量变化对涂层材料的显微结构、力学性能及微波介电性能的影响.结果表明,随着Ni含量增加,涂层中Ni粒子的分布逐渐由孤立向部分桥连方式转变;陶瓷涂层的相对密度、抗弯强度呈下降趋势,这主要是由于在陶瓷涂层中Ni与Al2O3不润湿,Ni与Al2O3热膨胀系数不匹配从而形成空隙引起的.涂层断裂韧性随Ni含量的增加而升高,则是由于材料中Ni粒子发生了延展变形和引起裂纹转向.复介电常数性能测试结果表明,在8.2～12.4GHz微波频率范围内,陶瓷涂层复介电常数的实部值随Ni粒子含量的增加先逐渐上升后逐渐下降,复介电常数的虚部上升.这与Ni粒子形成的桥连结构有关.     

微硅粉固相合成ZSM-5分子筛

以不经任何处理的微硅粉作为硅铝源,固相合成ZSM-5分子筛,考察晶化温度、晶化时间、微硅粉用量、模板剂用量、氯化铵用量等因素对合成分子筛的影响。采用XRD、XRF、IR、SEM、等手段进行分析表征。结果表明最适宜的合成条件:晶化温度为160℃,晶化时间为24 h,按n(TPABr)∶n(NH_4~+)∶n(SiO_2)∶n(H_2O)=0.10∶0.90∶1.00∶4.60,称取适量模板剂、氯化铵、微硅粉和微硅粉。该法合成的ZSM-5分子筛结晶度高、晶形完备、具有丰富的孔结构、较大的比表面积和优良的热稳定性,可以作为工业催化剂和吸附剂使用。     

等离子喷涂-物理气相沉积Si/莫来石/Yb2SiO5环境障涂层

采用等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)在SiC/SiC复合材料表面依次制备了Si(底层)、3Al₂O₃-2SiO₂ (中间层)、Yb₂SiO₅(面层)环境障涂层(EBC)。利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析EBC涂层表面与界面的微观形貌, X射线衍射仪对喷涂过程中易非晶化的莫来石涂层进行物相分析, 研究了喷涂粉末与高温等离子体的相互作用并探讨了EBC涂层的沉积机制。结果表明：通过PS-PVD技术可制备出低孔隙率、高致密界面的EBC涂层。通过观察EBC涂层表面, Si涂层表面无裂纹, 而莫来石和Yb₂SiO₅涂层表面均发现有微裂纹, 其中莫来石涂层表面的裂纹尺度大于Yb₂SiO₅涂层。三层结构的致密EBC涂层以液相沉积为主, 同时伴随有气、固沉积。在Yb₂SiO₅涂层沉积过程中, 液相沉积导致涂层为致密的层状结构, 蒸发后气相在等离子焰流中及基体表面发生均匀形核和非均匀形核导致涂层中出现大量的纳米晶粒, 而微熔粒子和溅射粒子则形成涂层中亚微米、微米晶粒。     

多层独石式压电微位移器的扫描电声像研究

对多层独石式压电微位移器的陶瓷／内电极层界面进行扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和扫描电声显微镜（ＳＥＡＭ）的无损观察，发现该界面在ＳＥＭ和ＳＥＡＭ观察得到的像所给出的信息存在着很大差别，根据ＳＥＡＭ的成像原理，探针能谱分析（ＥＤＳ）以及器件本身陶瓷／内电极层间的层状结构形式，认为这种差异是由于器件在热压和烧结等制作过程中，陶瓷层和内电极层间不同的收缩率使得界面产生非均匀性力学性能而引起的，它与器件烧结时     

In2Se3/CuSe核壳结构微纳粉的合成及其喷涂热处理制备CuInSe2薄膜

分别采用超声微波溶剂热法、常压溶剂热法及高压溶剂热法制备In₂Se₃/CuSe粉体, 研究不同方法制备In₂Se₃/CuSe粉体的物相、形貌, 并利用涂覆-快速热处理法制作薄膜太阳电池吸收层。通过XRD、Raman、FESEM和TEM对样品的物相、形貌和组成进行了表征。结果表明: 超声微波溶剂热法和常压溶剂热法得到的产物是以In₂Se₃+CuSe混合相的形式存在, 高压溶剂热法合成的In₂Se₃/CuSe粉体则呈核壳结构, (以In₂Se₃为核, CuSe为壳)。涂覆-快速热处理法制备CIS薄膜的FESEM照片结果表明, 高压溶剂热法合成的In₂Se₃/CuSe更容易获得平整致密的薄膜。将该CIS薄膜直接用于电池器件的组装, 获得的光电性能参数: V_oc为50 mV, J_sc为8 mA/cm²。     

基于"HTML5+VR"微链接式的唐崇陵翁仲逆向设计实践

目的 通过根据代表性古代石器的三维数据信息进行逆向工程设计,探析古文化遗存在"VR+HTML5"微网页链接式的数字化呈现方法,使古文化遗存的活态呈现更具视觉文化的时代特色.方法 通过具体案例实践进行逆向工程设计说明.首先,分析了在逆向工程技术中对古遗存逆向设计的关键方法和技术,如三维数据扫描、点云画像处理、"HTML5+VR"参数化模型构建等;其次,使用三维扫描手段采集唐崇陵石翁仲的数据,对唐崇陵翁仲进行数字化逆向工程设计,在此过程中利用软件平台生成唐崇陵武官石翁仲的点云画像并细化模型;最后,利用智能终端HTML5网页微链接的虚拟现实在线开放平台,搭建唐崇陵翁仲石像的数字化视觉展示链接与传播途径,明晰HTML5微网页链接式的数据可视化与传播优势.结果 得到了唐崇陵石翁仲的数字化模型与虚拟现实在线开放平台展示链接.结论 该方法可为古文化遗存的数据存储及创新传播提供参考.     

Yb3+,Tb3+共掺杂Sr2B2O5荧光粉的制备及其下转换发光性能的研究

采用高温固相法合成了Tb³⁺, Yb³⁺共掺杂的Sr₂B₂O₅荧光粉。通过X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)对样品的物相结构和发光性质进行了表征。XRD结果表明, 合成样品为单斜结构的Sr₂B₂O₅相。分别使用543 nm和980 nm的监测波长, 得到的激发光谱均在354 nm、374 nm处有较强的激发峰, 其中374 nm处最强, 说明Sr₂B₂O₅荧光材料在近紫外光区对太阳光有很强的吸收; 在374 nm( Tb³⁺:⁷F₆→⁵D₃) 紫外光激发下, 观察到Tb³⁺: ⁵D₄→⁷F_J ( J = 6, 5, 4, 3) 可见光区发射光, 并检测到Yb³⁺: ²F_5/2→²F_7/2的近红外发射光。通过研究激发光谱和发射光谱与Yb³⁺掺杂浓度的关系, 发现在单斜晶体Sr₂B₂O₅中, Yb³⁺具有很高的猝灭浓度。