等量特性涂层的设计与研究

一、等量特性涂层的概念热喷涂技术所制备的涂层在多数情况下是由单一涂层材料所获得的。随着现代科学技术的不断发展,对机器零部件的表面性能(包括耐磨、耐热、耐蚀等)提出了更高的要求。因此采用单一涂层材料来制备涂层已远远满足不了现代科学技术发展的要求,这就需要考虑到十分复杂的涂层系统,通常把     

先进复合物理气相沉积技术制备高性能硬质涂层

现代切削技术的发展对涂层刀具提出了愈加严苛的使用要求,且不同的难加工材料需要不同的定制化切削方案。无论是采用电弧离子镀还是磁控溅射工艺,传统单一涂层刀具已不能满足高速干式切削的加工需求。通过电弧离子镀与磁控溅射复合技术,制备具有超晶格结构的纳米多层涂层,不仅可显著提升涂层的力学性能、高温抗氧化性以及抗磨损性能,还能克服单一沉积工艺的技术缺陷。通过回顾电弧/溅射复合沉积的发展历程,总结了国内外的相关研究成果以及产业化进展,并分析了复合沉积工艺对涂层力学性能与切削寿命的影响。     

普通硬质涂层和超硬涂层的研究进展

随着现代科学技术的不断进步,普通硬质涂层和超硬涂层有了显著的发展,部分涂层已经在某些领域实现了应用。主要介绍了氮化物、碳化物、氧化物、硼化物等普通硬质涂层和金刚石、类金刚石(DLC)、cBN、纳米多层结构涂层及纳米复合涂层等超硬涂层的性能、应用、制备技术及其发展趋势,并对部分常见涂层面临的性能改进及其今后可能的发展方向进行了探讨。     

减摩耐磨激光熔覆涂层的研究现状及发展趋势

激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数,可改善涂层性能,制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层;同时指明相比单一外部能量场,复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料(自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层,梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层)的组织结构和性能特征,指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景,是未来研究的重点方向,并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。     

热喷涂宽温域耐磨自润滑涂层研究现状与展望

在航空、航天、冶金、电力、石化、矿采等领域,零件高温摩擦磨损特性是影响装备寿命的重要因素,在关重零部件表面设计制备宽温域耐磨自润滑涂层是装备零件强化改性和再制造修复的重要手段。首先阐述了宽温域耐磨自润滑涂层设计中过渡层、基础相、增强相的材料选择依据;其次针对单一固体润滑剂适用温度范围窄的问题,梳理了从低温润滑剂发生氧化反应原位生成高温润滑剂,低温润滑剂与高温润滑剂长时协同作用,添加抑制剂减缓润滑相的损耗退化等三种宽温域耐磨自润滑涂层材料设计方法;而后总结了宽温域耐磨自润滑涂层的制备工艺,分析了不同喷涂工艺的技术特点和涂层制备实例,介绍了宽温域耐磨自润滑涂层在军事装备和工业设备上的典型应用;最后在此基础上对宽温域耐磨自润滑涂层的未来发展方向进行了展望。     

等离子喷涂氧化铝——氧化钛陶瓷涂层的应用

<正> 一、陶瓷涂层的特性最常用的陶瓷材料是单一的氧化物,如氧化铅(Al_2O_3),氧化铬(Cr_2O_3),氧化钛(TiO_2),氧化锆(ZrO_2)等。也有采用单一氧化物的混合陶瓷材料,如Al_2O_3+3%TiO_2、Al_2O_3+13%TiO_2、Al_2O_3+3%Cr_2O_3等作为涂层材料。陶瓷材料具有熔点高、导热系数低、化学性能稳定等特点。上述特点决定了它所制备的涂层具有硬度高、耐磨损、耐高温、耐化学介质腐蚀和耐绝缘等多功能特性。在宇航、国防、化工、石油等部门中陶瓷涂层有着广泛的应用前景。     

高效能等离子喷涂设备研究及技术应用

1958年，世界上第一台等离子喷涂设备在美国问世，使喷涂制备高熔点材料(比如陶瓷)涂层成为可能。该技术迅即在科技领域内作出了重要贡献。随着现代工业技术的高速发展，人们对各种零部件的性能要求越来越高，其表面处理越来越受到重视，因此对涂层质量要求也越来越高。由于陶瓷材料所具有的优异性能得到越来越多人的青睐，促进了喷涂工艺的不断完善。世界上先进的工业国家先后在多种产品上喷涂不同的陶瓷涂层，提高了产品的使用性能和服役期限。如今，     

铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素

微弧氧化技术是铝合金材料表面改性的一项重要技术。通过微等离子体的高温高压作用,使所生成的微弧氧化膜具有膜层厚、硬度高、耐磨、耐蚀、耐压绝缘以及抗高温冲击等优异特性,在军事、航天、航空、纺织、机械、汽车、石油、化工及医疗等工业部门有着广阔的应用前景,特别适用于高速运转且有耐磨要求的铝合金零件的表面处理;因此,铝合金表面微弧氧化涂层制备影响因素的研究和分析对铝合金材料表面改性结果的影响与发展有重大意义。在总结铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素的基础上,分析讨论了不同因素对铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响。通过选择合理的工艺参数可以获得综合性能良好的陶瓷膜层。     

提高自熔性合金粉末收得率的研究

<正> 一、前言随着科学技术的不断发展,人们对于材料的性能提出了越来越高的要求,现代技术所要求的耐磨性,耐蚀性、抗高温氧化性、抗冲击性等等使得通常的工程合金远远不能满足需要。热喷涂(焊)就是针对上述要求发展起来的一项新技术。它不但能获得新的     

全自动工业化沉积类金刚石涂层设备的研发

类金刚石涂层(DLC)是一种与金刚石涂层性能相似的新型涂层材料。传统的DLC沉积设备或是单一的物理气相沉积设备(PVD)或是单一的物理化学气相沉积设备(PCVD)。本文开发的改进型全自动化设备将两种沉积方式融合于一个沉积室内,可以根据需要制备不同种类的含有DLC的多层复合涂层。     

电子莫尔条纹干涉法及其在微观形变测量中的应用

本文针对电子莫尔条纹干涉方法，提出了用单一及双金属涂层方法来制备模拟光栅。对电子莫尔条纹干涉法的测量原则及制备模拟光栅的技术详细作了说明。讨论了利用该法进行应力测量的精度。在不同的基质片上，制备了频率高达5000线／毫米的单一涂层及双涂层的光栅。从实验结果来看，单一金属涂层和双金属涂层光栅都表明了其耐热性。利用所制备的光栅和复制的模拟光栅，将电子莫尔条纹方法应用于测量聚酰亚胺脂基质片孔洞周围应力的形变，电子设备外壳组件的热应力以及纯铜样品颗粒界面周围的拉伸蠕变。     

TiN涂层提高耐热合金高温抗氧化性试验

ＴｉＮ涂层提高耐热合金高温抗氧化性试验章跃（淮阴工业专科学校邮编２２３００１）王介淦（南京航空航天大学邮编２１００１６）关键词ＴｉＮ涂层，耐热合金，高温，抗氧化性一、引言科学技术的发展对工程材料的要求在不断提高，航空、航天、核能等尖端技术的飞速发展迫...     

热反射型绿色涂料的制备及伪装兼容性分析

通过引入具有近红外反射能力的热控颜填料技术,以氟碳树脂体系为基料,制备出了一种热反射型绿色涂料。研究结果表明,与标准伪装绿色涂层相比,热反射型绿色涂层的太阳反射率及近红外反射率分别提升了40%和34%,具备了反射降温能力。从国军标中的伪装技术指标出发,对所制备的热反射型绿色涂层的伪装兼容性及兼容伪装功能的绿色涂层热反射率极限进行了分析计算。结果表明:1)所制备的热反射型绿色涂层具备国军标所要求的伪装兼容性能;2)为了满足国军标中的伪装技术要求,兼容伪装功能的热反射型涂层反射率应限定上限值,以绿色涂层为例,热反射型涂层的太阳热反射率要控制在39.8%,近红外反射率控制在72.5%,方可满足伪装技术要求。     

类金刚石刀具涂层研究进展

类金刚石(DLC)涂层因其优良性能在有色金属和复合材料等材料的切削刀具表面广泛应用。基于DLC涂层刀具的使役性能,详述了DLC刀具涂层制备方法,主要包括离子束沉积法、磁控溅射法、电弧离子镀法和等离子体增强化学气相沉积法;阐述了不同类型DLC涂层材料的结构特征与性能特点,总结了DLC涂层刀具存在的膜—基结合力差、涂层厚度低和热稳定性差等问题及其优化方向;结合不同材料的加工特点,介绍了DLC涂层刀具在有色金属以及复合材料等材料加工中的应用情况;展望了DLC涂层未来的发展方向。     

功能梯度Al2O3涂层残余热应力分析

Al2O3/316L功能梯度材料是一种聚变反应堆第一壁的候选材料。为避免制备过程中因材料之间热物理性能差别产生的热应力过大造成材料的失效,须对梯度材料进行合理的热应力缓和设计。运用有限元软件,分析成分分布指数、梯度涂层厚度和梯度层数目等参数对Al2O3/316L功能梯度材料残余热应力的影响。分析结果表明：体积分布指数p=1.0时所受热应力最小,涂层承受压应力作用;梯度层数为9时热应力缓和效果最好;梯度层厚度不宜过大;将非功能梯度材料与优化后的功能梯度材料的残余热应力进行比,结果显示：功能梯度材料缓和热应力效果十分显著。最后利用等离子喷涂方法制备了梯度涂层测试涂层残余应力,并与有限元结果进行对比,以验证模拟的准确性。     

涂层刀具在筒节加工中的应用

1刀具涂层技术的应用目前,机械加工企业大都已经认识到刀具采用涂层技术是提高切削效率、降低加工成本的有效途径。随着涂层技术装备的改进,涂层费用已比初期下降了1/2~2/3。从涂层刀具在全部使用刀具中所占比例来看,工厂规模不同,该项比例的大小也不同,国外规模较大、管理较好的工厂涂层刀具占全部使用刀具的85%,规模较小的工厂涂层刀具也占全部使用刀具的55%。目前,我国只有几个大型硬质合金厂有CVD、PVD涂层设备而且涂层刀片所占比例不大。碳化钛是一种高硬度耐磨化合物,有着良好的抗摩擦磨损性能,氮化钛的硬度稍低,但却有着较高的化学稳定性,可大大减少刀具与被加工件之间的摩擦系数。从涂层工艺考虑,两者均为理想的涂层材料,但无论碳化钛或氮化钛,单一的涂层均很难满足高速切削对刀具涂层的综合要求。碳氮化钛TiCN具有TiC和TiN的综合性能,其硬度(特别是高温硬度)高于TiC和TiN,因此是一种较理想的刀具涂层材料。在抗氧化磨损和抗扩散磨损性能上,没有任何材料能与氧化铝相比。但由于氧化铝与基体材料的物理、化学性能相差太大,单一的氧化铝涂层无法制成理想的涂层刀具。多层涂层及相关技术的出现,使涂层既可提高与基体材料的结合强度,同时...     

浅谈燃气涡轮发动机热障涂层技术发展

介绍现阶段热障涂层的发展和应用情况,重点从热障涂层的结构、制备技术、材料发展及失效机理等方面进行阐述。     

锆基合金包壳管保护涂层的材料、制备及特性

锆合金包壳管上制备保护涂层的主要目的是提高锆合金包壳在正常和事故中运行的可靠性和安全性。简述了锆基合金在核设施中的使用情况及锆合金自身特性，介绍了制备锆合金包壳保护涂层所使用的硅基，铬、铝基等不同材料及PVD、冷喷涂等涂层制备方法，并结合一些常规的机械性能评价及腐蚀和高温蒸汽氧化试验，分析了通过不同材料及制备方法制作的涂层的特性。指出了金属和陶瓷材料涂层在应用中所面临的挑战。最后根据锆合金包壳涂层的应用场景，总结出涂层所需的几点特性。     

Ti-Si-N纳米超硬膜的研究进展

随着现代工业对材料表面涂层的要求不断提高，Ti-Si-N膜以其独特的纳米复合结构、超硬性及其他优异的力学性能成为研究的热点。本文综述了Ti-Si-N纳米复合膜的制备工艺以及工艺参数对Ti-Si-N膜的微观结构与力学性能的影响。     

球阀用WC-CoCr喷涂材料研究

WC-CoCr涂层具有优异的耐磨耐蚀性能,超音速火焰喷涂WC-CoCr涂层在石油球阀行业应用前景广泛。本文以不同晶粒度的WC-CoCr粉末为原材料,采用超音速火焰喷涂工艺制备了耐磨涂层,并对涂层的性能进行了检测。结果表明,碳化钨晶粒分布宽的涂层材料所制备的耐磨涂层滑动摩擦磨损性能最好,适用于球阀表面防护。