孔隙率对 YSZ 涂层性能的影响

本文采用高能等离子喷涂方法制备了孔隙率为 14.03%~28.22% 的多孔 YSZ 涂层, 研究了喷涂工艺参数对 涂层孔隙率以及涂层基本性能的影响。 结果表明： 随孔隙率的增加, 涂层的硬度和结合强度整体呈现下降的趋势, 孔隙率 14.03% 时硬度为 92.4, 孔隙率 26.04% 时硬度降低到 84.2, 强度则由 9.62 MPa 降低到 5.03 MPa; 涂层在 1060 ℃下抗热震次数呈现先明显增加后降低的趋势, 当孔隙率为 26.04% 时, 涂层在 464 次水冷热震后保持完好, 涂层抗热震性能最优。     

粒度对尖晶石基高发射率涂层性能的影响

基于前人的研究结论,以16.98%CuO、16.73%Co_2O_3和66.29%Fe_2O_3为原料,用固相烧结法制备了高红外发射率基料,利用X射线衍射分析确定了其尖晶石结构。通过控制球磨时间,将基料研磨至不同粒度。以此为基础,制备出了3组粒度不同的尖晶石涂料。经过测定,在3~5波段下涂层的发射率最高达到0.96,8~14波段下发射率最高达到0.88。电子显微镜图像显示该涂层在基体表面分布均匀,与基体结合良好。对涂层断面的线扫描发现,涂层基料粒度越小,涂层在耐火砖基体内的渗透深度越大。热震试验证实基料粒度小的涂层与对基体的附着力更强,有更好的抗热震性能。     

热障涂层表面粗糙度对涂层高温性能的影响

通过对热障涂层厚度与其表面粗糙度关系的研究,初步探讨了涂层表面粗糙度对其高温氧化性能、隔热性能和热循环性能的影响,研究表明涂层的表面粗糙度随着热障涂层厚度的增加而增大,并且随着涂层粗糙度的增加,涂层的热循环寿命先增加后减小,而其在高温氧化过程的初期,涂层重量增加迅速,氧化20h后重量增加减缓。     

C/C复合材料中高温抗氧化涂层的性能

制备了适用于工作温度高于1273K的C/C复合材料抗氧化涂层,它由SiO2、SiC和ZrAlCrY系陶瓷相构成。测量了氧-乙炔焰灼烧5、10、15、20s后涂层试样的质量损失,其平均质量损失率为7.91×10-4g/(cm2·min);涂层试样2h内经过10次室温至1273K急冷急热循环后质量损失率为13.9%,涂层基本完好,说明涂层在1273K以上的高温环境下具有良好的抗氧化性能,但其抗热震性能较中温涂层有所降低。同时对陶瓷粉末粒径对涂层性能的影响进行了研究,得出用较小粒径原料粉末制备的陶瓷涂层的抗氧化性能和抗热震性能较好。该种涂层适合于高温环境下不要求多次重复使用的C/C复合材料的抗氧化保护。     

不同粒径氧化铈对NiCoCrAlY涂层抗氧化性能的影响

为了考察不同粒径氧化铈对NiCoCrAlY涂层抗氧化性能的影响,分析了未加稀土和添加相同含量纳米级、亚微米级和微米级氧化铈的NiCoCrAlY激光熔覆涂层在1100℃下大气氛围中的等温氧化行为。结果表明,氧化铈的引入,能够较好地提高NiCoCrAlY涂层的抗氧化性能,其中纳米氧化铈的改善作用最为显著、亚微米氧化铈次之、而微米氧化铈最弱。可见,氧化铈对NiCoCrAlY涂层抗氧化性能的改善作用与其粒径有着密切关系。     

一种中温C/C复合材料抗氧化涂层的制备及其性能

制备了一种工作温度约1 173 K的C/C复合材料抗氧化复合涂层,它由磷酸盐过渡层和陶瓷相阻挡层构成,通过与单一陶瓷相涂层的对比试验研究了它的抗氧化机理。涂覆有该复合涂层的C/C复合材料试样,在空气中1 173 K时氧化10 h的失重率为11.25％,氧化失重率为9.84×10~(-5)g/(cm~2·min),而且其氧化失重率随氧化时间延长而降低;4 h内经过30次从1 173 K至室温急冷急热循环后,失重率为6.38％,涂层基本完好,说明涂层在温度不超过1 173 K时具有良好的抗氧化性和抗热震性。该种涂层适合于中温下C/C复合材料的抗氧化保护。     

普通石墨材料高温抗氧化涂层研究

设计并制备出了一种普通石墨材料抗氧化涂层,其基本结构为浸渍过渡层陶瓷相阻挡层玻璃相封填层。涂覆有复合涂层的普通石墨材料试样在空气中于900℃下氧化10h的失重率仅为006gcm2,氧化失重速率为101×10-4g(cm2·min);900℃←→室温空气中急冷急热10h循环100次后,失重率为874%,涂层没有剥落。     

C/C复合材料抗氧化复合涂层的制备及其性能

设计并制备了一种工作温度不大于1373 K的C/C复合材料抗氧化复合涂层,其基本结构为浸溃过渡层,陶瓷相阻挡层/玻璃相封填层,涂覆有复合涂层的C/C复合材料试样在空气中于1173 K下氧化10 h的失重率仅为10.37％,氧化失重速率为5.67×10~(-5)g/(cm~2·min);1173 K←→室温空气中急冷急热10 h循环100次后,失重率为8.41％,涂层没有剥落,说明整个涂层具有良好的高温抗氧化性和抗热震性能,该种复合涂层可在中低温(不大于1373 K)氧化性气氛中长时间工作,适合作C/C复合材料航空刹车副等部件的抗氧化涂层,能够大大提高C/C复合材料的使用寿命和性能。     

柱状晶对等离子YSZ涂层性能的影响

本文选用微米级YSZ粉末和纳米级YSZ粉末喂料,采用等离子喷涂技术制备了两种YSZ涂层,并通过扫描电镜(SEM)对涂层的微观组织和结构进行了研究。结果表明:微米级YSZ粉末制备涂层内部柱状晶的尺寸较短,长度在1～3μm之间;纳米级YSZ粉末制备涂层内部柱状晶的尺寸较长,长度在8～12μm之间;这种组织结构特征的差异是导致YSZ涂层结合强度和热震性能不同的主要原因。     

W-Mo对Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层组织的影响性能研究

在Nb521合金表面利用料浆烧结法制备了Si-Cr-Ti-W-Mo涂层,并对这种涂层在1 700℃静态空气中的静态氧化行为进行了测试和研究。利用扫描电镜(SEM),对涂层在氧化过程中的微观组织形貌进行了测试和分析,得出:加入过多的W、Mo元素会造成二次熔烧后部分未固熔的W、Mo在表面形成不熔的颗粒依附在涂层的表面,在涂层表面形成沟壑,氧气会沿着沟壑直达涂层内部,加速涂层的氧化,降低涂层高温抗氧化性能,适量的W、Mo元素可提高涂层高温抗氧化性能。     

粒子飞行速度对热障涂层结构和性能影响

采用常规等离子喷涂（APS）和超音速等离子喷涂（SAPS）两种工艺制备了热障涂层,研究表明：两种等离子射流中粒子表面温度相近,SAPS工艺中粒子飞行速度达到430m/s,比APS工艺（200m/s）粒子飞行速度提高1倍。由于SAPS工艺中等离子射流速度高,熔融粒子在等离子射流中产生雾化形成尺寸较小粒子,伴随粒子撞击基体的速度提高,增加了熔融粒子撞击基体能量,在基体上形成厚度薄和飞溅少的＂板条＂,加强了＂板条＂与基体或＂板条＂与＂板条＂间结合,消除了APS工艺制备的热障涂层中典型层状结构,使热障涂层结合强度和抗热震性能分别提高40%和1倍。     

铝对HP40合金高温抗氧化性能的影响

 采用增重法研究了w(Al)=5%~10%的HP40合金在1 200 ℃×30 h空气中的抗氧化性能。结果表明,铝可显著提高合金的高温抗氧化性能,而且合金的高温抗氧化性能随铝含量增加而提高。1 200 ℃时,合金氧化增重与氧化时间的关系呈抛物线规律,氧化速率随氧化时间延长而逐渐下降。加入铝,改变了合金氧化膜层的物相组成和致密度,含铝合金的氧化层中含有Al2O3,而且Al2O3量随铝加入量增加而增多。     

SiC 添加相对 NiCr-Cr3C2 金属陶瓷涂层高温磨损性能的影响

本文利用超音速火焰喷涂技术 (HVOF), 在 G20 钢表面制备了三种不同 SiC 掺杂含量 (5wt.%、 10wt.%、 15wt.%) 的 NiCr-Cr3C2 金属陶瓷复合涂层, 并探究掺杂含量对涂层微观结构、 力学性能和摩擦学性能的影响。 利 用扫描电镜、 显微硬度计、 拉伸试验机对涂层的微观结构和力学性能进行了表征, 使用球盘式摩擦磨损机对三种 涂层在 400℃下的磨损性能进行了对比研究。 结果表明掺杂 5wt.%SiC 的复合涂层具有最好的力学性能, 其显微 硬度达到 812HV, 结合强度达到 71MPa。 但随着掺杂量的升高, 涂层的孔隙率增大, 涂层力学性能下降。 涂层 的抗高温磨损性能随着 SiC 掺杂量的增加先升高后降低再升高, 其中掺杂 15wt.%SiC 的复合涂层磨损率最低, 其 值为 1.053× 10-12m3/N·m。 在高温磨损环境中, 掺杂 15wt.%SiC 的复合涂层表面形成的 Cr2O3、 SiO2 等氧化物阻隔 了磨损表面之间的直接接触, 使涂层表现出优异的抗高温磨损性能。     

铝对310S耐热钢高温抗氧化性能的影响研究

采用增重法研究了通过WS-4非自耗真空电弧炉制备的w(Al)为2%～10%的310S耐热钢在1 200℃×30h空气中的抗氧化性能.用扫描电镜(SEM)观察了氧化层的表面形貌,X射线衍射仪(XRD)分析了氧化膜层的相组成.研究表明:加人铝后显著提高了310S钢的高温抗氧化性能,且310S钢的高温抗氧化性能随着铝含量的增...     

粘结底层对氧化钇稳定的氧化锆涂层抗热震性能的影响

采用大气等离子喷涂设备,在316不锈钢基体上喷涂Metco204NS、KF-231和LF441三种8Y2O3/ZrO2粉体,研究不同底层材料对涂层抗热震性能的影响。结果表明：在无粘结底层的情况下,三种粉体的涂层只经受数次热震,即产生剥落或龟裂;采用铝包镍粉打底,三种涂层的抗热震性有明显改善,而采用NiCoCrAlY粘结底层,各涂层的抗热震性能达到最佳结果,但三种粉体的涂层又有不同的表现：METCO204NS最差,LF441涂层即使经受130次热震,依然完好。     

机械合金化和微量添加剂对TiAl基合金显微组织及高温抗氧化性能的影响

研究了采用机械合金化方法制备TiAl基合金的工艺及其对显微组织的细化作用，概述了一系列添加剂对TiAl基合金高温抗氧化性能的影响。     

TZM 基体上制备 Al2O3 涂层的热冲击性能研究

单节热离子燃料元件为了保证接收极与冷却剂NaK合金及与其接触的装置绝缘,采用等离子喷涂方法在接收极钼钛锆合金(Mo-0.5Ti-0.08Zr,通用牌号为TZM)表面制备了Al_2O_3绝缘涂层。本工作对比研究了经过不同次数的高温(20℃—1250℃—20℃)热冲击后TZM基体上Al_2O_3涂层的相组成、表面形貌、涂层基体的结合强度及涂层表面应力状态。结果表明,热冲击后氧化铝涂层由γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3相混合全部变为α-Al_2O_3,涂层孔隙数量增多,涂层表面平整度下降,结合强度由21.1MPa下降到6.7MPa。涂层与基体的应力状态由拉应力转变为压应力。     

高温对冶金窑窑体的影响

针对冶金回转窑窑体在高温下产生的失效进行数值分析，并在此基础上对冶金窑窑体的设计方法进行修正。     

NiCoCrAlY粘结底层的高温氧化性能研究

采用增重法研究了NiCoCrAlY粘结底层的高温氧化性能,通过SEM、EDS等分析手段对高温氧化膜层TGO的显微形貌和组成进行了检测分析,初步探讨了TGO膜层的生长过程、生长机制以及热障涂层失效的影响因素。     

铜铝 / 镍石墨封严涂层高温可磨耗性能研究

采用高温高速可磨耗试验机, 在温度为 450 ℃, 刮擦线速度为 350 m/s, 进给速率分别为 10 μm/s、 50 μm/s、 100 μm/s 条件下, 对铜铝 / 镍石墨封严涂层进行了高温高速可磨耗实验; 并利用体式显微镜、 扫描电镜、 能谱对 试样刮擦前后的微宏观形貌进行了分析。 同时, 对试样高温高速磨耗过程中叶尖与涂层之间的作用力和磨损质量 进行了分析。 研究结果表明, 涂层试样经磨削后部分试样表面会出现麻坑, 叶尖表面有涂层转移附着; 涂层粘附 转移现象随着进给速率的增加而减少; 叶尖与涂层之间的最大切向力、 最大径向力、 平均径向力和平均切向力均 随着进给速率的增加而增加, 涂层磨损质量随进给速率的增加而减少。 叶片磨损质量和叶尖磨损比值分析表明, 叶尖与对应的铜铝 / 镍石墨封严涂层构成的体系可磨耗性能匹配性较好。