TiAl基合金表面激光重熔陶瓷涂层研究

采用等离子喷涂工艺在TiAl基合金表面制备纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)涂层,然后用激光重熔工艺对涂层进行处理.用扫描电镜分析了涂层的剖面组织结构,并用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及其耐磨性能.结果表明,等离子喷涂后的纳米陶瓷涂层组织较均匀、致密,但涂层仍存在孔隙率高等缺陷.激光重熔后涂层的组织结构进一步致密,显微硬度得到提高,耐摩擦性能也得到明显的改善.     

TiAl合金表面激光重熔MCrAlY涂层热腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在TiAl合金表面制备了MCrAlY涂层,并用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了TiAl合金、等离子喷涂MCrAlY涂层及激光重熔MCrAlY涂层850℃下75%Na₂SO₄+25%NaCl(质量分数)混合盐浸泡热腐蚀性能,分析了不同试样的热腐蚀破坏机理,并讨论了激光重熔处理对涂层热腐蚀性能的影响.结果表明,等离子喷涂MCrAlY涂层能显著提高TiAl合金的耐热腐蚀性能,经过激光重熔后可进一步提高其耐热腐蚀性能.MCrAlY涂层在高温熔盐中的热腐蚀发生的是表面氧化反应和内部硫化反应,主要生成Al₂O₃,Cr₂O₃,NiO,NiCr₂O₄,Ni₃S₂及CrS等腐蚀产物.     

激光重熔对TiAl合金表面等离子喷涂热障涂层耐热腐蚀性能的影响

分别采用等离子喷涂和等离子喷涂一激光重熔复合工艺在TiAl合金表面制备了热障涂层,研究了两种涂层在850℃：下75％Na2SO4＋25％NaCl（质量分数）熔融盐中的热腐蚀行为,进而分析激光重熔工艺对等离子喷涂热障涂层耐热腐蚀性能的影响。结果表明：激光重熔热障涂层可以有效地阻止熔融盐腐蚀介质进入涂层发生腐蚀,具有更优的抗热腐蚀性能和使用寿命。     

喷涂涂层激光重熔技术的研究进展

激光重熔技术能够改善喷涂涂层的组织和性能,提高了涂层的使用寿命.本文简述了激光重熔技术的原理,工艺特点,激光重熔喷涂层的相关研究和存在的技术问题.     

钛合金表面激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层研究

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在钛合金(TC4)表面制备了Al2O3+13%TiO2质量分数陶瓷涂层,研究了激光重熔对陶瓷涂层的微观结构、显微硬度及结合强度的影响.结果表明经激光重熔以后,基本消除了由于等离子喷涂形成的层状堆积结构,涂层表面形成了均匀细密的棒状组织,大幅减少了孔隙率.经过实验检测.激光重熔后的涂层结合力比喷涂涂层的提高近2倍.     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层及激光重熔研究

利用等离子喷涂技术在镁合金表面制备了Al涂层,并通过激光对该涂层进行重熔处理。利用SEM、金相显微镜、XRD、万能材料试验机、盐雾腐蚀试验等分析测试手段研究了该涂层在激光重熔前后的变化。结果表明:镁合金表面等离子喷涂Al涂层经激光重熔后,涂层和基体之间的结合由机械结合转变为冶金结合,结合强度由20.96MPa提高到22.13MPa;涂层相组成不变;但出现了较多的孔隙和空洞,孔隙率由4.6%增大到7.5%,涂层耐盐雾的时间由900h降低到264h。     

激光重熔改性等离子喷涂陶瓷涂层的组织及其耐腐蚀性能

以纳米Al2O3粉末为填料,采用激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层技术,在45号钢表面制备了纳米改性Al2O3 13%(质量分数)TiO2/nano-Al2O3复合陶瓷涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜研究了纳米Al2O3改性后的陶瓷涂层的组织及涂层的耐腐蚀性能.结果表明,在激光的作用下,原等离子喷涂层Al2O3 13%TiO2的片层状组织得以消除;激光重熔区亚稳相y-Al2O3转变为稳定相α-Al2O3,重熔层由α-Al2O3和TiO2组成.与等离子喷涂Al2O3及Al2O3 13%TiO2陶瓷涂层相比,纳米Al2O3改性后的Al2O3 13%TiO2/nano-Al2O3陶瓷涂层致密化程度明显提高,耐腐蚀性能也得到了明显的改善.     

激光重熔纳米氧化锆热障涂层的抗热冲击性能

采用纳米氧化锆团聚粉末和等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆涂层,试验研究了激光重熔工艺参数（激光比能量）对纳米氧化锆涂层抗热冲击性能的影响.试验结果表明,激光重熔工艺参数对重熔涂层的抗热冲击性能影响显著,采用合适的工艺参数（激光比能量）,可以使重熔涂层获得最佳的抗热冲击性能.不同激光重熔工艺参数处理的涂层形成的组织结构不同,使得涂层的抗热冲击性能不同.合适的激光重熔工艺参数下涂层表现出高的抗热冲击性能,主要是因为重熔后的涂层组织结构有利于热应力的释放以及其相结构在高温冲击下具有良好的稳定性.     

激光重熔纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层组织及性能

为了进一步提高等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数, 下同)复合陶瓷涂层的性能,在γ-TiAl基体材料表面采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层形貌、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,等离子喷涂纳米陶瓷涂层由纳米颗粒完全熔化区和部分熔化区两部分组成,仍然具有等离子喷涂态的典型层状结构.经过激光重熔后,形成了致密细小的等轴晶重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区,由于激光快速加热和快速冷却加工特点,在重熔区仍保留了部分来源于原等离子喷涂部分熔化区的残留纳米粒子.与常规等离子喷涂陶瓷涂层相比,纳米结构涂层可在一定程度上提高其硬度和耐磨性,经过激光重熔后其硬度和耐磨性进一步提高.     

激光重熔氧化锆陶瓷涂层的相变过程

钛合金表面等离子喷涂氧化锆涂层激光重熔后,得到重熔区,过渡区和热影响区,本文采用ＳＥＭ,ＴＥＭ和Ｘ射线衍射对激光重熔前后各区的相变过程进行了研究,结果表明喷涂涂层激光重熔后,重熔区Ｃ－ＺｒＯ２失稳得到Ｔ－ＺｒＯ２但无大量的Ｍ－ＺｒＯ２出现。过渡区由熔池底部的α－Ｔｉ和其前沿的粒状ＺｒＯ２组成,粒状组织内由Ｔ－ＺｒＯ２,Ｍ－ＺｒＯ２和Ｃ－ＺｒＯ２三相组成。     

医用镁合金表面激光重熔羟基磷灰石涂层

为提高医用镁合金的表面耐蚀性和生物相容性,采用等离子喷涂和激光重熔复合技术在镁合金表面制备羟基磷灰石(HA)生物涂层。研究结果表明,所制备的羟基磷灰石涂层为短杆状堆积结构,主要由HA和β-TCP相组成;涂层的弹性模量约为50 GPa,较已临床应用的医用金属材料显著降低,显微硬度约为455 HV,具有较好的耐磨性。涂层在模拟体液中具有很好的耐蚀性,在腐蚀12 d后涂层表面形貌仍然较完整,无腐蚀孔洞出现。钙磷沉积实验结果表明,涂层表面形成一层新的生物磷灰石层,表明涂层具有较好的骨诱导性。     

微纳米陶瓷粉末对粒子行为及复合涂层性能的影响

将微纳米材料应用于热喷涂制备高耐磨、耐蚀的涂层是近年来的研究热点.作者测量了微纳米陶瓷粉末对电弧喷涂中飞行粒子熔化程度、飞行速度及雾化粒子尺寸的影响,观察了喷涂铁基TiB2/Cr3C2/Al2O3粒子的变形过程,分析微纳米陶瓷粉末对粒子行为的影响规律,并对涂层性能进行了测试,发现微纳米粒子增加了金属陶瓷复合涂层的结合强度,改善涂层的韧性,对涂层的耐磨粒磨损性能影响不大,但明显提高涂层的耐冲蚀性能.最后对微纳米陶瓷粉末在喷涂过程中的作用、对粒子行为及涂层性能的影响机理进行了探讨.     

等离子喷涂氧化锆涂层及激光重熔涂层的摩擦磨损性能

采用等离子喷涂制备了常规氧化锆涂层和纳米氧化锆涂层,并对制备的纳米氧化锆涂层进行了激光重熔处理,系统地研究了3种氧化锆涂层(常规、纳米和激光重熔涂层)在常温和高温下的摩擦磨损性能.结果表明,纳米氧化锆涂层耐磨性能明显优于常规氧化锆涂层,而激光重熔处理后的纳米氧化锆涂层在常温和高温下,都表现出最低的摩擦系数和最好的耐磨性能.这3种涂层的表面粗糙程度、涂层孔隙率和裂纹状况明显不同,从而表现出不同的摩擦磨损特性;说明纳米粉末等离子喷涂结合激光重熔技术是提高氧化锆涂层性能的有效方法.     

激光重熔Al2O3-TiO2涂层的界面结合及划痕破坏失效行为

分别采用Metco 130粉末及纳米结构Al2O3-13％ TiO2可喷涂粉末通过等离子喷涂技术在Ti-6Al-4V(TC4)钛合金表面制备了喷涂态涂层,并利用CO2激光器对涂层进行了激光重熔.采用光学金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等分析手段研究了激光重熔前后涂层的微观组织,并采用压痕法和划痕试验研究了涂层的结合状态和划痕破坏失效行为.在界面附近进行破坏性压痕试验表明,两种喷涂态涂层与基体的界面处都产生了裂纹,而激光重熔涂层与基体的界面可保持完好.划痕试验表明,重熔涂层的破坏程度明显低于喷涂态涂层,喷涂态涂层的划痕破坏形式表现为较严重的脆性断裂和剥层破坏,而重熔涂层主要为局部脆性断裂.     

纳米Al2O3-40％TlO2复相陶瓷颗粒增强镍基合金复合涂层的摩擦学性能

运用等离子喷涂技术在7005铝合金表面制备Al2O3-40%TiO2纳米结构颗粒增强镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同载荷和速度条件下的摩擦磨损性能。结果表明：复合涂层主要由γ-Ni、α-Al2O3、γ-Al2O3和金红石型-TiO2等相组成,其摩擦因数和磨损失重较镍基合金涂层显著降低。在轻载3 N 时,复合涂层磨损表面的接触应力较低,主要发生微观切削磨损;当载荷上升至6~12 N时,接触应力高于磨损表面的弹性极限应力,复合涂层的磨损机理变为多次塑变磨损、微观脆性断裂磨损和磨粒磨损。随着速度的增大,磨损表面的接触温度逐渐升高,复合涂层以多次塑变磨损、疲劳磨损和粘着磨损为主。     

Laser remelting of plasma-sprayed yttria partially stabilized zirconia coatings

A plasma-sprayed 8 wt.% yttria partially stabilized zirconia coating doped with 3 wt.% SiO₂ was remelted by laser. The microstructure of the as-sprayed and laser-remelted coatings was characterized by scanning electron microscopy (SEM), electron probe microanalysis (EPMA), transmission electron microscopy (TEM), and x-ray diffraction (XRD). The effect of laser remelting on the hardness, wear resistance, and thermal shock resistance of the coatings was also studied. The laser-remelted coating consists of fine solidification grains without the presence of pores and cracks. The elements are uniformly distributed in the laser-remelted coating. Nontransformable tetragonal (t′) phase is predominant in the laser-remelted coating with a small amount of cubic phase. Laser remelting greatly enhanced the hardness, wear resistance, and thermal shock resistance of the coatings, and should find more applications.     

Preparation and characterization of nanostructured Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>-13wt.%TiO<Subscript>2</Subscript> ceramic coatings by plasma spraying

Nanostructured and conventional Al₂O₃-13wt.%TiO₂ ceramic coatings were prepared by plasma spraying with nanostructured agglomerated and conventional powders, respectively. The microstructure and microhardness of the coatings were investigated using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and microhardness measurement. Meanwhile, the friction and wear behaviors were analyzed and compared using a ball-on-disk tribometer. The results show that the conventional coating has lamellar stacking characteristic and has some pores. However, the nanostructured coating shows a bimodal microstructure, which is composed of both fully melted regions and partially melted regions. According to the microstructural difference, the partially melted regions can be divided into liquid-phase sintered regions (a three-dimensional net or skeleton-like structure: Al₂O₃-rich submicron particles embedded in the TiO₂-rich matrix) and solid-phase sintered regions (remained nanoparticles). The microstructural characteristics of the liquid-phase sintered region are formed due to the selective melting of TiO₂ nanoparticles during plasma spraying. On the other hand, the TiO₂ and Al₂O₃ nanoparticles of the solid-phase sintered regions are all unmelted during plasma spraying. Due to the existence of nanostructured microstructures, the nanostructured coating has a higher microhardness, a lower friction coefficient, and a better wear resistance than the conventional coating.     

激光重熔对Al2O3-40% TiO2等离子喷涂层耐冲蚀性能的影响

利用等离子喷涂方法制备Al₂O₃-40% TiO₂涂层,对涂层进行激光重熔处理.分别对等离子喷涂层和激光重熔涂层进行耐冲蚀磨损性能试验,研究了激光重熔对Al₂O₃-40% TiO₂等离子喷涂层耐冲蚀性能的影响.结果表明,激光重熔消除了Al₂O₃-40% TiO₂等离子喷涂层的层状结构,使得等离子喷涂层中γ-Al₂O₃转变为α-Al₂O₃,形成了α-Al₂O₃+TiAl₂O₅稳定结构.激光重熔后的涂层组织致密均匀、硬度高,具有冶金结合特征,使得耐冲蚀性能得到极大提高,其磨损特征为冲蚀粒子冲击作用下产生的裂纹、破碎与块状剥落.     

激光重熔对等离子喷涂热障涂层冲蚀行为影响

研究了等离子喷涂和激光重熔ZrO<,2>-7%Y<,2>O<,3>热障涂层的微观结构,同时考察了两种涂层的抗冲蚀性能,并探讨了其冲蚀破坏机理.试验发现,等离子喷涂热障陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征;经过激光重熔处理后,涂层表面形成了沿热流方向生长的柱状品重熔区;相对于等离子喷涂试样,激光重熔涂层有较好的抗冲蚀性能;不管等...