火焰喷涂尼龙1010/纳米ZnO复合涂层性能研究

为了探讨纳米ZnO(n- ZnO)对火焰喷涂尼龙1010涂层力学及抗老化性能的影响,利用电子拉力机和紫外光辐照箱对火焰喷涂尼龙1010/n- ZnO复合涂层的力学性能及耐老化性能进行了测试.结果表明,当复合涂层配比为m(PA1010):m(n- ZnO)=100: 1.5时,复合涂层综合性能较佳,涂层自拉伸强度为41.92MPa;涂层与基体结合强度为41.68 MPa;涂层经10天紫外线老化后,强度保持率分别为97%和87.2%.纳米ZnO能够显著提高涂层力学性能和抗老化性能.     

纳米TiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层性能的影响研究

利用电子拉力机、紫外光辐照箱、示差扫描量热仪（DSC）及描电子显微镜（SEM）对火焰喷涂尼龙1010/纳米TiO2复合涂层的力学性能、耐老化性能及热性能等进行了测试.结果表明,当复合涂层配比为m（PA1010） ： m（n-TiO2）=100 ： 1.5时,复合涂层综合性能较佳,涂层自拉伸强度为73.68 MPa;涂层与基体结合强度为26.4 MPa;涂层经10天紫外线老化后,涂层自拉伸强度保持率为94.2 %;DSC分析结果表明,纳米TiO2有明显的异质成核作用,使复合涂层的过冷度由27.0 ℃下降为23.0 ℃.提示纳米TiO2能够显著提高涂层力学性能和抗老化性能,并有助于提高复合涂层的结晶速率,具有明显的成核作用.     

火焰喷涂尼龙1010/纳米ZnO复合涂层力学性能研究

为了探讨纳米ZnO(n-ZnO)对火焰喷涂尼龙1010涂层力学性能的影响，利用电子拉力机对火焰喷涂尼龙1010／n—ZnO复合涂层的力学性能及耐老化性能进行了测试。结果表明，当复合涂层配比为m(PA1010)：m(n-ZnO)=100：1．5时，复合涂层综合性能较佳，涂层自拉伸强度为41．92MPa；涂层与基体结合强度为41．68MPa。提示纳米ZnO能够明显提高涂层与基体的结合强度，对涂层的自拉伸强度也有一定幅度的提高。     

尼龙1010/n-SiO2复合涂层摩擦学性能研究

探讨了纳米SiO2（n-SiO2）对火焰喷涂尼龙（Nylon）1010涂层干摩擦磨损性能的影响，采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试；并利用扫描电子显微镜（SEM）对复合涂层的磨损表面进行观察。结果表明：n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性，降低摩擦因数，疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻，当n-SiO2含量为1．5％时复合涂层综合性能较好。     

汽轮机动叶片水蚀防护技术研究及应用

采用超音速火焰喷涂(HVOF)、超音速电弧喷涂(SWAS)制备两种抗水蚀涂层,对比分析了两种NiCr金属陶瓷涂层的组织结构、力学性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能.结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5％,涂层致密,抗热疲劳性能良好,耐磨粒磨损性能以及抗冲蚀性能优异,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高.     

Al对反应火焰喷涂Al2O3基复相涂层性能的影响

以Al-CuO为主反应体系,利用反应火焰喷涂技术制备了Al2O3基复相涂层.测试了不同Al含量团聚粉喷涂所得涂层与基体的结合强度、显微硬度、孔隙率及耐磨损性能,分析了Al含量对反应火焰喷涂Al2O3基复相涂层性能的影响规律.研究发现,当团聚粉中Al过量6%(质量分数)时,涂层与基体结合强度为24.6 MPa,显微硬度5149 MPa孔隙率为10.5%,磨损量14.9 mg/h,均较Al不过量时明显提高,具有良好的综合性能.     

等离子喷涂法改善焊接结构的疲劳性能

采用低碳钢涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢横向与纵向角焊缝接头进行喷涂处理,测试了涂层的显微硬度和结合强度,并分别在焊接状态和喷涂处理状态下进行疲劳对比试验.试验结果表明,等离子喷涂层的显微硬度、结合强度约为火焰喷涂层的2倍.等离子喷涂后1Cr18Ni9Ti接头疲劳性能明显改善.横向接头焊接状态试件的疲劳强度为169.8 MPa,火焰喷涂试件为186.2 MPa,等离子喷涂试件为213.8 MPa,与焊接状态试件相比,等离子喷涂试件的疲劳强度提高25.9%,火焰喷涂试件提高9.7%.纵向接头焊接状态试件的疲劳强度为91.1 MPa,等离子喷涂试件为100.4 MPa,等离子喷涂后疲劳强度提高10.2%.     

CNTs含量对微弧等离子喷涂CNTs/AT40涂层力学性能的影响

采用微弧等离子喷涂成功制备了CNTs/Al_2O_3-40%TiO_2复合吸波涂层,借助扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机、显微硬度计等测试手段,对涂层的组织结构、结合强度、显微硬度和热震性能进行了测试分析。结果表明:涂层组织结构致密,孔隙率低;CNTs的含量对复合涂层的力学性能有较大影响,随CNTs含量的增加,CNTs/AT40复合涂层的结合强度、显微硬度和热震性能都先增大后减小。CNTs质量分数为3%时,平均结合强度最高,厚度0.5 mm时结合强度为32.08 MPa,比AT40涂层的结合强度24.09 MPa提高了33.2%,平均显微硬度为821.6 HV0.1,比AT40涂层提高了20.4%,厚度2.0 mm时热震次数为63次,比AT40涂层增加了16%。     

热喷涂工艺对NiCrFeAl/hBN复合涂层性能的影响

为提升氧乙炔火焰喷涂NiCrFeAl/hBN复合涂层的力学性能,对氧乙炔火焰喷涂的氧燃比、喷枪速度及喷涂间距等3个主要参数,采用L₉(3⁴)正交试验方法,以涂层的表面洛氏硬度和结合强度性能为主要判定指标分析了不同工艺参数的影响主次关系,对最优工艺制备涂层性能进行了验证。结果表明,喷涂间距是影响涂层性能的主要因素,最优工艺参数为氧燃比(O₂/C₂H₂)26/20,枪速600 mm/s,间距12 mm,涂层内部组织更为均匀、熔融结合较好,表面平整、未熔颗粒较少,涂层平均结合强度高达10.3 MPa,表面平均洛氏硬度为54.9 HR15Y。     

超音速火焰喷涂Ni/MoS_2涂层形成及拉伸破坏机理

采用喷雾造粒方法对镍包二硫化钼与纳米碳化硅粉末进行了造粒,并应用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层、镍包二硫化钼与纳米碳化硅复合涂层.镍包二硫化钼粉末粒子涂层形成过程中,喷涂粒子嵌入软基体材料,形成弹坑,有利于涂层的形成过程,而撞击形成的破碎粒子间存在孔隙、气孔,削弱了涂层机械强度.不同的喷涂粉末粒子对涂层的拉伸结合强度有很大影响,镍包二硫化钼涂层结合强度为13.679MPa,镍包二硫化铜与纳米碳化硅复合涂层结合强度为29.748 MPa.实验结果表明,复合粉末涂层形成过程中,高硬度的纳米粒子碳化硅在喷涂过程中嵌入基体表面,同时撞击破碎的二硫化钼粒子间被纳米碳化硅粒子及金属镍所充填,减少了破碎的二硫化钼粒子间的气孔和孔隙,提高了涂层的拉伸结合强度.     

SiO2-K2SiO3涂层对空间材料Kapton的防护行为研究

在微波电离型原子氧(AO)源地面模拟设备中对空间材料Kapton及SiO2-K2SiO3无机-有机复合涂层进行原子氧剥蚀效应试验．用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)和LAMBDA-9分光光度计，对在模拟原子氧(AO)环境中Kapton及在其表面涂覆的涂层所发生的侵蚀与防护作用进行了表征研究，AO对Kapton表现了较严重的侵蚀作用，表面呈现粗糙，失去原有光滑和透明，而施加的SiO2-K2SiO3涂层。经AO辐照后，表面却变化甚少。实验表明，该涂层对AO辐照有较强的防护效果，有较好的空间稳定性，能阻止AO对基材的侵蚀。     

Tribological properties of high velocity arc sprayed Fe-Al based composite coatings at elevated temperature

Fe-Al based intermetallic composite coatings were in-situ synthesized using Fe-Al/Cr3C2 or Fe-Al/WC cored wires and high velocity are spraying (HVAS) technology. The tribological properties of the Fe-Al based intermetallic composite coatings were investigated using a ball-on-disc tribotester from room temperature to 650 ℃. The results show that the coatings have relatively high bond strength and micro-hardness. The tribological properties of Fe-Al/Cr3C2 and Fe-Al/WC composite coatings were further analyzed and compared. Low and stable wear rates of the Fe-Al based intermetallic composite coatings were indicated from room temperature to 650 ℃. The excellent wear resistance of the composite coatings in high temperature was discussed.     

Anti-Corrosion and Tribo-Mechanical Properties of Co-deposited Zn–SnO_2 Composite Coating

Zn–Sn O2 composite coatings were prepared by direct potential using electrolytic co-deposition technique from sulfate solution.The effect of Zn2?and Sn O2 concentrations in deposited bath on the mechanical properties and morphological characteristics of the composite coatings were examined.The characterizations of the sample were analyzed using scanning electron microscopy couple with energy dispersive spectroscopy(SEM/EDS),X-ray diffraction(XRD) and atomic force microscopy(AFM).The electrochemical degradation behavior of the samples in 3.65 wt.% Na Cl solution was studied using potentiodynamic polarization technique and characterized by high-resolution optical microscope.From all the fabricated composite coatings,obvious diffraction peaks were observed with Zn-7Sn-S-0.3V film with Zn2Sn7,Sn,Zn2Sn5 and Zn phases,confirming the presence and formation of Zn–Sn O2 coating.The XRD pattern shows that the presences of Sn O2 particle remarkably play a major role in the precipitation and orientation of the alloy matrix.From the SEM/EDS and AFM results,the deposits show that composite particle and proper bath composition have strong influence on the microstructure.An enhanced corrosion resistance was attained as a result of the induced particles.     

预沉积ZnO薄膜对ZnO−MoS2/ZnO复合涂层结构与性能影响

目的 通过优化原子层沉积工艺获取不同厚度ZnO薄膜,研究ZnO薄膜晶体取向对ZnO?MoS2涂层生长结构的影响,获得具有优异摩擦学性能的ZnO?MoS2/ZnO复合涂层。方法 采用原子层沉积法在不锈钢基体上预沉积不同厚度的ZnO薄膜,再用射频磁控溅射技术继续沉积ZnO?MoS2涂层,制备ZnO?MoS2/ZnO固体润滑复合涂层。结果 X射线衍射分析发现,预沉积ZnO薄膜有诱导后续ZnO?MoS2涂层沉积生长的作用,预沉积100 nm厚ZnO薄膜的ZnO?MoS2/ZnO复合涂层显示出宽化的MoS2 (002)馒头峰,其截面形貌显示为致密的体型结构,获得的摩擦因数最低(0.08),纳米硬度最高(2.33 GPa),硬度/模量比显示该复合涂层的耐磨损性能得到提升;X射线光电子能谱分析结果表明,复合涂层表面游离S与空气中水发生反应程度大约为原子数分数5%,显示复合涂层耐湿性能较好;基于原子层沉积ZnO薄膜生长及其对后续ZnO?MoS2涂层生长的影响分析,提出了ZnO?MoS2/ZnO复合涂层磨损模型,阐明了ZnO薄膜对复合涂层结构及摩擦学性能的影响,并以该模型解释了200 nm厚 ZnO薄膜上沉积ZnO?MoS2涂层出现的摩擦因数由高到低的变化趋势及最终磨损失效现象。结论 合适的原子层沉积制备的ZnO薄膜有利于MoS2 (002)取向生长,可有效提升ZnO?MoS2/ZnO复合涂层的摩擦学性能;控制ZnO薄膜厚度,可实现ZnO薄膜与基底及ZnO?MoS2层间界面之间的优化结合,以制得具有较好摩擦学性能及使用寿命的ZnO?MoS2/ZnO复合涂层。     

碳纳米管-镍磷化学复合镀层的组织与性能研究

目的研究碳纳米管对Ni-P化学镀层组织与性能的影响。方法将碳纳米管(CNTs)加入到镀液中,采用化学镀的方法在45#钢表面制得碳纳米管-镍磷化学复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪综合分析复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损性能进行了研究。利用动电位极化技术对Ni-P-CNTs复合镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究。结果Ni-P-CNTs化学复合镀层是非晶态结构,CNTs均匀地嵌埋在基质镀层中。在耐磨性试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的磨损率比Ni-P镀层降低了7.6×10~(-11) m~3/(N·m),而平均摩擦因数减小了0.074。在电化学腐蚀试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的腐蚀电位比Ni-P镀层正移了222 mV,而腐蚀电流密度降低了5.234×10~(-6) A/cm~2。结论碳纳米管填补了镍磷非晶胞间的间隙,改善了复合镀层的组织结构,使Ni-P-CNTs化学复合镀层具有更好的耐摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

纳米颗粒对镍刷镀层组织及性能的影响

应用纳米复合电刷镀技术制备了纳米氧化铝/镍复合镀层,采用透射电镜、XPS等现代分析技术和性能评价手段研究了纳米颗粒对镍刷镀层组织和性能的影响.结果表明:纳米颗粒在复合刷镀层中弥散分布、粒度均匀,与基质镍金属以化学键结合;纳米颗粒增加了基质金属的成核率,细化了镀层组织,显著提高了刷镀层的硬度和耐磨性.与镍金属刷镀层相比,复合刷镀层硬度和耐磨性分别提高0.5倍和1.5倍以上.复合刷镀层的组织特征合理地解释了纳米颗粒对其性能影响的机理.     

Properties and strengthening mechanism of brush plated nanoparticle reinforced composite coatings

Nanoparticle reinforced nickel matrix composite coatings, such as n-Al2O3/Ni, n-SiO2/Ni, n-SiC/Ni and n-TiO2/Ni, were fabricated by brush plating technique. Hardness, wear resistance and contact-fatigue resistance of the composite coatings were determined, and strengthening mechanism of the composite coatings was discussed. Results show that the composite coatings have superior properties to the Ni metal coating. Compared with properties of brush plated Ni metal coating, the composite coatings have hardness over 1.5 times and wear resistance capability of about 2.5 times. The strengthening mechanism of the composite coatings mainly includes fine-crystal grain effect, nanoparticle dispersion effect and dislocation effect.     

Ni-P-PTFE镀层表面黏液形成菌的污垢特性

目的 研究Ni-P-PTFE镀层改性换热面对微生物污垢的抑制作用.方法 调整化学镀工艺,在换热器常用的低碳钢表面制备不同性能的复合镀层,获取镀层厚度、镀速和表面能等参数.对低碳钢和Ni-P-PTFE复合镀层进行微观形貌对比,并进行黏液形成菌污垢静置实验,测量菌悬液中的细菌数量变化及试样质量变化.分析复合镀层表面在黏液形成菌污垢实验前后的宏观和微观形貌,与低碳钢试样进行对比,研究复合镀层试样表面能和镀层表面污垢沉积的关联性.结果 Ni-P-PTFE复合镀层改变了换热面的表面性能,接触角明显增大,表面能由改性前的49.16 mJ/m2降低到7.54 mJ/m2.与低碳钢的静置结果 相比,悬挂复合镀层试样的菌悬液中黏液形成菌数量显著减少,复合镀层试样表面平均污垢沉积量减少到2.3 g/m2(低碳钢表面为12.1 g/m2).结论 Ni-P-PTFE镀层可以有效抑制黏液形成菌的生长,低表面能有效减少了微生物污垢的沉积,使其表现出良好的耐蚀性和抗垢性.     

Mo对多弧离子镀(Ti,Mo)xN涂层组织与性能的影响

采用Ti/Mo复合靶 ,用多弧离子镀技术沉积了 (Ti,Mo) xN多元涂层 ,研究了Mo对该涂层组织与性能的影响。结果表明 ,涂层的主要结构为 (Ti,Mo) 2 N ,其中Mo的固溶度可达 4 56% (质量分数 ) ,并具有较高的显微硬度、抗氧化性和低的孔隙率。在沉积过程中存在着多元合金涂层与复合靶的成分离析现象 ,这与靶材的结构有关。     

Parameter optimization for tungsten carbide/Ni-based composite coating deposited by plasma transferred arc hardfacing

Ni-based composite coatings with a high content of tungsten carbides (Stelcar 65 composite coatings) were synthesized by plasma transferred arc (PTA) hardfacing. The welding parameters of Stelcar 65 composite coatings were optimized by orthogonal tests. The PTA welding parameters including welding current, powder feed rate and welding speed have significant influence on the tungsten carbide degradation. The values for the optimum welding current, powder feed rate and welding speed were determined to be 100 A, 25 g/min and 40 mm/min, respectively. The produced WC/Ni-based composite coatings were crack- and degradation-free. The microstructure of deposited layers, as well as the microstructure and microhardness of the optimal coating were further analyzed.