粉末粒径对真空等离子体喷涂钛涂层的影响

粉末粒径是影响等离子体喷涂涂层结构和性能的主要因素之一。本文采用四种不同粒径分布的钛粉,通过真空等离子体喷涂（VPS）工艺在不锈钢基体上制备了粗糙多孔的钛涂层,研究了粉末粒径与钛涂层表面粗糙度、气孔率和结合强度间的关系。结果表明：在粉末熔融状况良好的情况下,不同粒径分布的钛粉制备的涂层结构均较均匀;钛涂层的表面粗糙度和气孔率随粉末粒径的增大而增大,涂层结合强度随粉末粒径增大而减小。     

真空等离子喷涂HA/Ta复合涂层

羟基磷灰石(HA)具有良好的生物相容性和骨传导能力,采用等离子体喷涂技术在钛合金等金属基材上制备的HA涂层材料已在临床医学上被广泛使用。但是,HA涂层与钛合金基材之间较低的结合强度影响了植入物在体内的长期使用。本文采用真空等离子体技术制备钽(Ta)掺杂的HA涂层,以期在保持其良好生物学性能的同时提高其结合强度。HA/Ta复合涂层的微观形貌、元素组成和相组成由SEM及配套的能谱仪(EDS)和XRD分析技术表征。按ASTMC-633标准对涂层的结合强度进行了测试。将涂层试样浸泡于模拟体液中以评估其生物活性。结果表明:Ta增强HA涂层具有粗糙的表面和层状结构,其结合强度随着Ta含量的增加而增加。掺60%Ta(H4T6)涂层的结合强度达到37.2MPa,约为HA涂层的1.9倍。模拟体液浸泡试验显示,掺钽HA涂层表面形成了类骨磷灰石,表明具有良好的生物活性。     

钛涂层的显微结构和电化学腐蚀性能研究

采用常规的超音速火焰喷涂和改进的低温超音速火焰喷涂工艺制备钛涂层,对涂层的显微组织、相组成、氧含量以及耐腐蚀性能进行研究.实验结果表明：常规的超音速火焰喷涂制备的钛涂层中有较多的TiO相,涂层内部有显微裂纹产生;而低温超音速火焰喷涂制备的钛涂层,组织均匀致密,没有显微裂纹和氧化物.与常规超音速火焰喷涂钛涂层相比,低温超音速火焰喷涂制备的钛涂层氧含量较低,耐腐蚀性能较好.     

人工关节用真空等离子喷涂Ti-HA涂层工艺研究

采用真空等离子体喷涂技术,在Ti基体上制备Ti-HA涂层,研究了喷涂工艺因素对涂层结构、性能的影响.结果发现,适当降低喷涂功率、减少氢气流量,有助于提高Ti涂层的粗糙度和HA涂层的结晶度.在优化的工艺参数下,可获得粗糙度大(Ra 26.0 μm)的Ti涂层和结晶度高(67%)的HA涂层.本文还在人工髋关节实物表面制备了可满足临床植入要求的Ti-HA涂层.     

等离子喷涂Al/BN涂层工艺研究

采用正交实验设计方法研究了等离子喷涂Al/BN涂层过程中涂层硬度、化学成分与等离子喷涂参数之间的响应关系,利用建立的响应公式,通过排列组合,优选出最佳工艺参数,并进行了验证。在实验参数区间内:涂层布氏硬度与氩气流量、氢气流量及电流成正比,与喷涂距离及送粉速率成反比;BN含量与氩气流量、氢气流量、电流、送粉速率及喷涂距离成反比;SiO2含量与氩气流量、氢气流量、电流成正比,与送粉速率和喷涂距离成反比。在最优工艺参数范围下:获得的涂层硬度压痕直径在5.5~6.1之间,涂层结合强度均值≥4.0MPa,涂层经100小时,450℃热处理后的硬度值在5.5~6.2之间,制备的涂层能满足航空发动机长期使用需求。     

等离子喷涂工艺参数对高纯氧化钇涂层性能的影响

本文采用METCO F4等离子喷涂系统在铝合金基体上制备了高纯氧化钇涂层,并通过四因素三水平正交试验,研究了氩气流量、氢气流量、喷涂功率和喷涂距离这四个工艺参数对涂层结合强度、孔隙率以及表面粗糙度的影响规律.结果表明:(1)涂层的结合强度随着氩气流量的增加先小幅减小后快速增大;随氢气流量的增加先增大后减小;随着等离子功...     

热处理对等离子喷涂Ni基非晶/晶态涂层性能的影响

应用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和差示扫描量热仪（DSC）研究了等离子喷涂NiCrBSi非晶／晶态复合涂层的微观组织及晶化行为，并探讨了热处理对涂层结合强度和显微硬度统计分布的影响。结果表明：喷涂态涂层为典型的层状结构，含有两类不同的层片。涂层中非晶相的晶化过程分两步进行，析晶温度范围分别为497～560℃和590～660℃。在200～400℃热处理1h，涂层与基底结合强度提高，400℃时达最大值47．3±4．7MPa；500～700℃热处理1h，结合强度变差，随温度升高而下降。喷涂态和200～400℃热处理涂层的显微硬度Weibull分布为双模态分布，揭示了层片的双态性；由于非晶相析晶，涂层500～700℃热处理后变为单模态分布。综合分析热处理对结合强度和显微硬度的影响程度表明，500℃热处理1h，涂层的综合性能较优。     

等离子体喷涂ZrC涂层耐磨性能研究

采用大气等离子体喷涂技术制备了Zr C涂层,表征了涂层的显微结构和基本性能。采用球-盘接触方式,以WC-Co硬质合金球为对磨球研究了Zr C涂层在不同载荷下的磨损性能,同时,与常用的Al2O3耐磨涂层进行了比较。结果表明:Zr C涂层主要由立方相Zr C组成,存在部分因氧化而生成的四方相Zr O2。5~30N低载荷条件下,Zr C涂层的稳定摩擦系数低于Al2O3涂层;40~60N高载荷条件下,Zr C涂层的稳定摩擦系数略高于Al2O3涂层。不论低载荷条件还是高载荷条件下,Zr C涂层的体积磨损率均低于Al2O3涂层。载荷较低时,Zr C涂层的磨损失效形式主要为疲劳剥落和颗粒拔出;在高载荷条件下,发生对磨球的物质转移,Zr C涂层的磨损失效形式以转移膜磨损和犁削为主。     

大气和真空等离子喷涂钨涂层比较研究

应用大气和真空等离子喷涂技术制备钨涂层,对涂层形貌、氧含量、热导率、结合强度以及抗热冲击性能进行比较研究。研究结果表明,大气喷涂W涂层存在明显的氧化现象,而真空喷涂W涂层几乎没有发生氧化。与大气喷涂W涂层相比,真空喷涂W涂层具有更为致密的显微结构和较少的氧化物杂质,从而具有较高的热导率,与基体的结合也更加良好。通过高能电子束辐照实验,对涂层的抗热冲击性能进行考察,结果表明真空等离子喷涂W涂层具有较好的抗热冲击性能。     

氧乙炔火焰喷涂涂层强度分析

从乙快流量、涂层厚度、送粉量、喷涂距离、表面粗化等五个方面，阐明了影响氧乙快火焰喷涂涂层强度的原因。并通过对试验数据的分析，确定了涂层达到最佳强度时，各因素的工作范围。     

Wear Resistance and Bond Strength of Plasma Sprayed Fe/Mo Amorphous Coatings

Fe-based and Fe/Mo composite amorphous coatings were deposited on the surface of plain carbon steel substrates by atmospheric plasma spraying （APS）. With increasing the Mo alloy content, the microstructure of the coatings revealed more dense structure. The porosities of composite coating were all less than those of Fe-based coat- ing due to Mo alloy self-bonding performance. The ML10 friction and wear tester was employed to investigate the wear behaviors of the coatings under dry sliding conditions. It was found that the mass loss of the resultant coatings decreased with increasing Mo-based powders into the feedstock. This was attributed to the reduction of the delamina- tions resulting from improved intersplat bond with Mo addition.     

磁参数法用于评估 NiCr 基合金热喷涂层结合强度的研究

本文提出了一种基于饱和磁滞回线特征参数的热喷涂层与基材结合强度的无损测试方法。 采用 MA-WF-05 型磁滞多参数评估系统, 对在 #45 碳钢基材上制备的系列 NiCr 基合金涂层进行了测试, 同时对上述样品采用拉 伸试验方法测试了结合强度。 并通过多元回归分析方法建立了涂层结合强度的预测方程。 结果表明预测值与拉伸 试验测试值的平均偏差为 3.25%, 该方法有望推广应用于其他热喷涂层样品。     

超音速等离子喷涂制备先进陶瓷涂层的特点

采用最新开发的第二代超音速等离子喷涂系统,通过工艺优化,制备了目前常见的几种陶瓷涂层(如ZrO_2/MCrAlY梯度功能涂层,Nano-ZrO_2涂层,Cr_2O_3以及Ti-Al金属间化合物涂层等),并采用SEM、EDS、TEM、XDR等手段对陶瓷涂层的组织结构进行了分析表征。结果表明,相对于传统的等离子喷涂,上述涂层的致密性和界面结合状态都得到了明显改善。     

等离子喷涂高强韧纳米TiO2涂层的制备及其力学性能研究

为提高大气等离子喷涂（APS）TiO2陶瓷涂层的结合强度及其摩擦磨损性能,采用喷雾造粒的纳米结构TiO2粉末为原料,利用APS工艺制备出TiO2陶瓷涂层,研究了涂层的显微组织、相组成、力学性能和摩擦磨损性能,并与常见的微米级TiO2粉末制备的陶瓷涂层组织性能进行了对比。结果表明,微米TiO2粉在喷涂前后相成分从板钛矿变为主为金红石和锐钛矿的混合相;而纳米团聚的TiO2粉喷涂前后无明显的相成分变化,均以金红石相为主。纳米TiO2涂层的孔隙率为1.4%,低于微米粉涂层的3.3%。纳米TiO2涂层的力学性能优于微米涂层,微米涂层硬度为934.2 HV0.1,而纳米涂层的硬度为1 349 HV0.1;纳米和微米涂层的弹性模量分别为203.1和185.8 GPa;纳米涂层的断裂韧性为2.1 MPa?m1/2,略高于微米涂层的2.0 MPa?m1/2;纳米涂层的结合强度可达46.8 MPa,是微米涂层的3.18倍（14.7 MPa）。此外,在相同的摩擦条件下,纳米TiO2涂层的摩擦因数为0.69,比微米TiO2涂层更低,纳米涂层的磨损体积也比微米涂层更少。综合来说,纳米TiO2涂层相对于微米级TiO2涂层体现出更好的综合力学性能。     

超音速等离子喷涂氧化铝涂层组织性能研究

采用超音速等离子喷涂工艺制备了氧化铝涂层。利用扫描电镜和纳米测试仪研究了电弧功率及喷涂距离对氧化铝涂层的微观组织与性能的影响。试验结果表明:功率为60kW,喷涂距离为100mm时涂层的孔隙率最低,微观硬度和弹性模量最高;氧化铝涂层的微观硬度和弹性模量主要受涂层中的孔隙和微裂纹的影响,两者随电弧功率与喷涂距离的增大均呈现先增后减的相同趋势。     

溶液前驱体等离子喷涂涂层微观结构影响因素研究

溶液前驱体等离子喷涂技术（SPPS）是以溶液前驱体替代常规等离子喷涂中的粉末,通过在等离子射流中形成细小陶瓷粒子,并沉积在基体上制备出具有独特结构涂层的新技术。溶液前驱体注入位置、溶液前驱体流量和喷涂距离显著影响涂层微观结构。分析表明：通过减小溶液前驱体注入位置、降低溶液前驱体流量可以保证更高比例溶液前驱体在等离子射流中发生充分反应,提高了涂层致密度。减小喷涂距离使更多在等离子射流中形成的陶瓷粒子以熔融态沉积在基体上,形成孔隙尺寸小及垂直裂纹密度高的YSZ涂层。