制粉工艺对铝基聚苯酯封严涂层材料粉末及涂层性能影响研究

本文以铝基合金粉末和聚苯酯为原材料,通过固相混合、喷雾造粒、胶粘团聚三种制粉方法制备了铝基聚苯酯复合粉末,通过等离子喷涂方法制备了封严涂层,并对粉末及涂层性能进行了对比研究。实验结果表明,胶粘团聚型粉末粒度、松装密度、流动性等性能配合良好,喷涂后涂层可磨耗组分存留完整,硬度、结合强度的匹配性最好。     

YSZ 粉末结构特征对其 PS-PVD 热障涂层 形貌影响的研究

热喷涂粉末材料特性对涂层组织形貌通常具有重要影响。PS-PVD技术作为一种新兴的热障涂层制备技术,受到了国内外的广泛关注,但粉末材料特性对YSZ热障涂层沉积形貌影响的研究尚待深入。本文采用化学沉淀、喷雾造粒等方法制备了适于等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)的YSZ球形团聚粉末,通过制备工艺参数的调节获得了具有不同结构特征的YSZ粉末,并对其进行了PS-PVD涂层沉积试验研究。研究结果表明,YSZ粉末在PS-PVD等离子射流中实现有效气化,首先需要粉末具有合适的粒径,粉末过粗或过细均不利于粉末气化及类柱状晶涂层结构的形成,通常D10不大于3μm、D_(50)处于5-10μm、D_(90)不大于25μm的YSZ粉末更容易气化;当粉末粒度范围和松装密度接近,内部疏松程度不同时,"二次团聚"造粒粉末经射流后气化沉积效果明显优于仅"一次团聚"粉末;对粉末进行不同程度的致密化处理后,其内聚强度和松装密度变高,由于粉末过于致密难以实现有效气化,涂层沉积速率低;而内聚强度适中,松装密度为1g/cm~3左右的粉末沉积效果较好。     

镁基六铝酸镧喷涂粉末制备及其热处理工艺研究

采用固相反应法合成热障涂层用镁基六铝酸镧（LaMgAl₁₁O₁₉）,通过离心喷雾干燥造粒制备LaMgAl₁₁O₁₉粉末,并对粉末进行热处理研究,将未热处理和热处理后的粉末通过等离子喷涂制备LaMgAl₁₁O₁₉涂层并在1100℃高温氧化1 h。通过场发射扫描电子显微镜、霍尔流量计、X射线衍射等方法对LaMgAl₁₁O₁₉粉末的微观形貌、流动性、松装密度、物相和涂层形貌进行了分析。结果表明:离心喷雾干燥造粒工艺获得了粒径均匀、流动性好的LaMgAl₁₁O₁₉球形粉末,但粉末颗粒内部结构疏松不致密;热处理能明显改善LaMgAl₁₁O₁₉球形粉末的流动性和致密度,并能有效的避免涂层分解、改善涂层成分、提高涂层的性能。本试验中的最佳热处理温度为1450℃,与未热处理粉末相比,经过1450℃热处理后粉末的流动性为12.1 s·50 g-1,流动时间缩短了19.9%,松装密度提高了83.4%;制备的涂层孔隙率更低,结构更为致密,有效的降低了喷涂过程中涂层非晶相的形成。     

纳米ITO粉末的离心喷雾造粒工艺

以纳米氧化铟锡(ITO)粉末为原料,采用离心喷雾造粒技术制备高性能ITO造粒粉体,通过SEM、激光粒度仪及松装密度仪等手段研究浆料固相含量、粘结剂含量及雾化器转速对干燥粉体形貌、粒径分布、流动性和松装密度的影响。结果表明:当浆料固相含量为50%、粘结剂为1%、雾化器转速为10 800 r/min时,喷雾造粒得到的ITO粉体成球率较高、粒径分布均匀、松装密度和流动性显著提高。用该ITO造粒粉末经冷等静压成形制坯和常压烧结制备靶材,压坯和烧结坯的致密度可达到61.7%和99.27%。     

等离子喷涂用ZrO_2-MoSi_2复合粉末的制备及其影响因素

选用纳米Zr O2粉末作为Mo Si2基复合材料室温增韧和高温弥散强化的第二添加相,利用喷雾造粒方法制备了用于等离子喷涂的Zr O2-Mo Si2复合粉末。采用标准漏斗法测量了复合粉末的松装密度,通过RISE-2008激光粒度分析仪测试了复合粉末的粒度及其分布,借用扫描电镜(SEM)观察了复合粉末的表面形貌与结构,结合试验测定结果及理论计算结果分别研究了起始粉末的球磨时间、料浆中固含量、粘结剂含量及分散剂含量、喷雾干燥条件对粉末造粒的影响规律。结果表明:当球磨时间为12 h时,粉末的粒度分布于1~2μm之间;当料浆成分中固含量为70%,粘结剂含量为10%,分散剂含量为1%时,料浆具有良好的流动性及稳定性;喷雾干燥过程中,进风温度为200℃,出风温度为120℃,蠕动泵速率为2 ml·min-1,进气气压为0.2 MPa时,所制备的团聚型复合粉末成球度较高,表面致密且分散,颗粒之间无粘结现象,颗粒粒径的平均值为42μm,松装密度为2.17 g·cm-3,经1200℃真空烧结热处理后的团聚型复合粉末具有较高的流动性。     

部分非晶化ZrO_2/Y_2O_3基冷喷涂粉末的制备及应用

采用溶胶-凝胶法结合高能球磨技术制备部分非晶化ZrO_2/Y_2O_3/Ce O_2复合粉末,采用喷雾造粒技术制备ZrO_2基团聚粉体,并尝试采用冷喷涂制备热障涂层(thermal barrier coatings,简称TBCs)。通过SEM、XRD分析Zr O_2基复合粉末的显微形貌、物相组成及非晶化程度,通过激光粒度分析仪及差热扫描量热仪测定球磨粉末的粒度分布范围及玻璃化转变温度。研究表明,随球磨时间延长,复合粉末逐渐细化,非晶含量逐渐升高,其中80 h球磨粉末的玻璃化转变温度及晶化温度分别为720℃及740℃,过冷液相区宽度达20℃,平均粒度约0.27μm,结晶度约28.09%。喷雾造粒ZrO_2基团聚粉体平均粒度约为32μm,流动性约26.5 s/25 g,松比约1.3 g/cm~3,适合用于冷喷涂沉积涂层。冷喷涂TBCs为致密颗粒状结构,且YSZ顶层与NiCoCrAlY过渡层界面结合紧密。     

等离子喷涂Sc_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2热障涂层组织结构和性能研究

采用化学共沉淀—煅烧法制备了7.1mol%Sc_2O_3~1.5mol%Y_2O_3-ZrO_2(ScYSZ)设计成分复合陶瓷原粉,将该原粉经团聚造粒和高温烧结处理,使粉末流动性及松装密度满足等离子喷涂工艺要求。经大气等离子喷涂制备了超高温热障涂层。采用场发射扫描电子显微镜、X-射线衍射对粉末组织结构、形貌进行了测试,并进行了涂层组织结构、高温相稳定性、隔热性能、热冲击性能及抗氧化性能进行了测试分析。结果表明所制备的ScYSZ团聚粉末在1200℃烧结处理2h后,粉末呈球形、流动性好,满足等离子喷涂工艺要求。ScYSZ粉末及其涂层室温均呈单一四方结构,1500℃热处理300h后,ScYSZ涂层无单斜相出现,具有非常优秀的高温相稳定性。在900℃~1500℃温度测量范围内,等离子喷涂ScYSZ涂层的热导率为0.93~1.19W/m·K,明显低于目前广泛应用的等离子喷涂Y_2O_3-ZrO_2涂层的热导率(1.2~1.5W/m·K)。Sc_2O_3的加入在提高了热障涂层的高温相稳定性的同时,也显著提高了涂层的隔热性能及抗热冲击性能,Sc_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2很有希望成为1500℃使用的超高温热障涂层材料。     

WC-Co(Cr)超音速火焰喷涂粉末和涂层性能

采用喷雾造粒和真空烧结工艺制备粒度15~45μm的WC-12%Co(WC12Co)、WC-17%Co(WC17Co)、WC-10%Co-4%Cr(WC10Co4Cr)球形喷涂粉末,并采用超音速火焰喷涂(HVOF)法在同一喷涂参数下制备WC12Co,WC17Co,WC10Co4Cr涂层,应用金相显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等表征粉末和涂层的结构和性能。结果表明:制备的3种碳化钨基喷涂粉末球形度高,流动性好(~13s/50g),松装密度接近(4.8~5.0 g/cm3),粉末物相均为WC和Co相,各粉末微观结构和物理性能均满足液体燃料HVOF喷涂要求;3种粉末制备的涂层的沉积率高(52%~55%)、孔隙率低(1.1%)、显微硬度高(1200~1 300 HV300g);各涂层脱碳程度小,涂层物相均为WC、W2C和非晶或纳米晶相;相同喷涂工艺下WC17Co、WC12Co、WC10Co4Cr涂层的耐磨粒磨损性能依次增强,同时WC10Co4Cr涂层具有较强的耐盐雾腐蚀性能。     

等离子喷涂Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2热障涂层相稳定性及导热性研究

采用化学共沉淀-煅烧法制备了Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2陶瓷原粉,陶瓷原粉经球磨、团聚造粒和烧结处理后得到适于等离子喷涂工艺的热喷涂粉末。测试分析了Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2热喷涂粉末微观形貌、流动性及其等离子喷涂涂层的相稳定性及导热性。结果表明Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2材料及其等离子喷涂涂层具有优异的高温相稳定性,即使在1400℃热处理500小时依然呈四方相结构、无单斜相出现,涂层热导率比单一Y2O3稳定ZrO2涂层明显降低,Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2可以用作新型超高温热障涂层材料。     

掺银碳化铬基自润滑喷涂材料的制备及表征

采用碳化铬、镍铬合金、氟化物和银的复合粉末为原料,通过喷雾干燥烧结、化学镀银的方法制备了掺银耐磨自润滑涂层材料。对粉末的物理性能及形貌进行分析。结果表明:制备的自润滑涂层材料具有松装密度高,流动性好,银包覆层均匀、致密,有利于减少喷涂过程中的失碳。     

连铸喷嘴特性测试与分析

通过测试连铸二冷喷嘴性能，对比同型号喷嘴使用前后两种状态下特性参数，分析了喷嘴参数变化的原因。提出了对使用中的喷嘴特性进行检测与校核的建议，以确保喷嘴特性满足铸坯二冷工艺条件，保证铸坯质量。     

氯化物对烧结矿RDI影响的试验研究

介绍了在烧结矿表面喷洒ＣａＣｌ２等稀溶液以降低宝钢烧结矿ＲＤＩ指数的实验室试验研究，以及在烧结混合料中添加少量ＣａＣｌ２烧结的试验研究结果。     

粉芯丝材电弧喷涂的不稳定性分析

双丝电弧喷涂时,丝材顶端根据被加热状态可分为三个不同区域。其中,丝材顶端最外层被电弧直接加热（Ⅰ区）,这个区域的丝材完全熔化。由于传热效应使得相邻区域（丝材根部方向）的温度升高,从而产生软化区（Ⅱ区）。而与软化区相邻处（丝材根部方向）,传递的热量又软化了丝材并产生持续的变形区（Ⅲ区）,变形是由雾化气体所施加的动力产生的。采用高速摄像系统观察不同运行条件下丝材熔化、金属破碎并粒子形成的过程：Ⅰ区液态金属直接雾化成为很小的液滴,其尺寸是由熔化金属的特性和所施加的雾化气体压力所决定的,软化区是在阴阳极部位的金属薄片的源头。粉芯丝材的金属薄片要比实心丝材的尺寸小。受挤压作用形成的金属薄片形成二次引弧效应,因此增加了电弧喷涂过程的稳定性。本文分析了喷涂参数的影响、填充粉芯对熔化行为的影响、粒子形成以及喷涂过程的不稳定性,并将粉芯丝材和实心丝材的喷涂进行了对比。研究结果有利于提高双丝电弧喷涂模型的精度,并且可以通过优化喷管几何形状来增强金属液滴的雾化效果。     

电力设备热喷涂施工的质量管理与控制

热喷涂是一项应用面广、市场和科研开发潜力巨大的应用技术。在电力设备维修方面,也呈现出广阔的应用前景。但目前由于监督和技术指导的相关规范标准没有健全,影响了该技术的正常发挥和顺利推广,本文重点针对电站现场喷涂施工涉及的问题进行讨论分析。     

喷雾干燥器在硬质合金生产中的应用

简述了喷雾干燥的生产工艺及设备组成，并对喷其在硬质合金生产应用中的主要影响因素进行了评述。     

热障涂层用高熔点多元钙钛矿的大气等离子喷涂

高熔点材料作为热障涂层材料,已成为备受关注的发展趋势。在高熔点材料中,人们开发了由Ba(Mg1/3Ta2/3)O3和La(Al1/4Mg1/2T1/4)O3组成的多元钙钛矿合成物,并采用大气等离子喷涂方法将其沉积在热障涂层体系中。本文对喷涂参数进行了优化,并记录了飞行粒子温度。对涂层的相组成、稳定性、形貌和孔隙率进行了检测,同时对热障涂层体系在高温的热循环寿命进行了研究。研究表明,起始物料的性能在大气等离子体喷涂中具有决定性的作用,并最终影响热障涂层的寿命。由粒子分析而得到的过程图表明了适宜的喷涂条件,这一喷涂条件可在钙钛矿的等离子喷涂过程中尽可能避免第二相的产生。     

转炉炉体汽雾冷却技术

对转炉炉体汽雾冷却技术的发展历史、特点以及国际上的使用情况进行了介绍.并就使用中涉及到的一些问题,如预防自由水的生成、热电偶、喷嘴的保护以及汽雾冷却对炉壳材料性能的影响等进行了讨论.     

超音速等离子喷涂制备WC-Co涂层的技术经济分析

介绍了应用自行开发的高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)制备WC-12Co涂层的一些性能与技术特点,并与APS和目前应用较多的超音速火焰(HVOF)喷涂方法进行了技术经济对比分析。结果表明HEPJet制备的WC-Co涂层中WC的分解和失碳现象较APS显著改善,而涂层的氧化低于HVOF,使涂层的性能优于APS,与HVOF相当;另一方面由于HEPJet制备WC-Co涂层的沉积效率高,能耗低,综合喷涂成本下降,显示出良好的技术经济特色。     

氧化钽喷涂及涂层熔炼实验

液态铈非常活泼,与很多涂层都发生反应。将钽坩埚表面氧化后熔炼铈已有比较满意的结果,但在石墨坩埚表面喷涂Ta2O5涂层的研究报道却很少。本文总结了石墨坩埚表面等离子及火焰喷涂Ta2O5涂层工艺。在大气中通过热震试验考核了氧化钽涂层相稳定性,在真空感应加热环境下对火焰喷涂氧化钽涂层进行了进一步的热震稳定性考核,采用SEM分析了涂层表面微观形貌,同时采用XRD技术分析了加热前后氧化钽涂层的组成变化,分析表明,火焰喷涂能够制备单一的Ta2O5涂层。石墨坩埚表面Ta2O5涂层熔炼实验表明,液态铈不侵蚀Ta2O5涂层。     

基于大气等离子热喷涂的发动机缸体缸孔内壁涂层工艺

基于国内汽车主机厂对量产发动机缸孔喷涂的需求, 以某公司某型号发动机为例, 开发了基于 APS 的缸 孔涂层工业化量产工艺, 并对大气热喷涂缸孔内壁的工作机理、 前处理、 后处理等加工工序、 质量检测方法进行 研究和介绍, 为 APS 缸孔涂层工业化量产工艺开发提供理论支持和应用分析。