用电热爆炸喷涂法制备Zr-O-B陶瓷/Ni-20%Cr合金梯度涂层

用Zr和B2O3粉末混合物通过电热爆炸喷涂方法制备了Zr-O-B陶瓷涂层。反应喷涂所得的涂层主要由ZrO2、ZrB2和一种锆的化合物构成。在相同基体上用能量受控的多次喷涂得到了由顶层为Zr-O-B陶瓷层和成分从该陶瓷向Ni-20%Cr底层连续变化的梯度层组成的非均质结构。陶瓷层的硬度接近于烧结ZrB2。     

热喷涂法制备金属／陶瓷涂层

在金属表面制备陶瓷涂层，可以发挥金属和陶瓷两种材料的优异性能，本文综述了各种热喷涂法制备陶瓷涂层的发展状况，工艺原理，特点和应用以及陶瓷涂层的性能，并介绍了金属基陶瓷梯度涂层的发展现状及设计。     

电热爆炸定向喷涂法制备钼涂层

运用电热爆炸定向喷涂新方法在45#钢基体上制备了钼涂层。借助扫描电镜以及能谱仪对涂层的组织结构、形貌以及涂层成分进行了分析。借助显微硬度测试仪对涂层硬度进行了测试。利用图像分析软件对涂层的晶粒尺寸进行了测量。实验表明：涂层组织晶粒细小，涂层硬度提高，HV值最大到达14110MPa，为原始硬度的3倍，且涂层致密，孔隙率低。能谱分析表明，喷涂过程没有发生氧化现象。     

火焰喷涂热障陶瓷梯度涂层的制备工艺及性能

在优化热障梯度涂层和过渡层的成分设计及氧乙炔火焰法制备工艺的基础上，获得了组织致密，有良好冶金结合的Al2O3／Fe热障梯度涂层。结果表明，涂层中的Al2O3分布基本均匀，且在整个涂层中，从钢基体到涂层表面的化学成分呈梯度分布，涂层与钢基体及各涂层之间存在明显的冶金结合；所获得的Al2O3热障梯度涂层与普通纯Al2O3热障涂层和带底层（Ni）和过渡层（Cu）的热障涂层相比，与基体间的结合力显著提高，弯曲强度、耐热冲击性能大为增强，涂层热障效果随涂层的数量和Al2O3含量的增加也获得明显提高。     

钛合金表面等离子喷涂制备ZrO2—Ti系功能梯度涂层

研究了等离子喷涂法制备ＺｒＯ２－Ｔｉ系功能梯度涂层。结果表明，采用等离子喷涂工艺制备功能梯度涂层是可行的，涂层与基体除以机械咬合方式结合外，还存在着少量冶金化学化学反应结合，添加Ｎｉ／Ａｌ和ＳｉＯ２有助于提高涂层的结合强度。     

反应火焰喷涂梯度陶瓷涂层的组织与性能

以Ti-B4C-C系团聚粉和Ni-Al"自粘结"复合粉作为喷涂体系,利用反应火焰喷涂技术在金属表面制备了Ti(C,N)-TiB2和NixAly梯度过渡复相涂层,分析了涂层的组织结构,研究了其孔隙率、显微硬度等性能.结果表明,梯度过渡涂层由Ti(C0.7,N0.3)、TiC、TiB2、TiN、Ni3Al、NiAl、Ti、TiO2等多相组成,涂层组织结构具有沿厚度方向的梯度过渡特征,沿远离基体方向,陶瓷相逐渐增多而金属相逐渐减少.引入梯度过渡设计的涂层与基体结合强度提高1倍,孔隙率下降,而涂层的显微硬度也具有沿厚度方向的梯度过渡特征.     

梯度过渡复相陶瓷涂层的制备及其耐磨性能研究

采用幂函数分布形式设计梯度过渡涂层，以Ti-B4C—C团聚粉和Ni-A1自粘结复合粉的混合物为自蔓延反应火焰喷涂体系，在45号钢基体表面制备了Ti（Cx，Ny）TiB2和NimA1n梯度过渡的复相陶瓷涂层，研究了梯度过渡涂层的组织特点与耐磨性能。研究表明，当梯度指数为1，涂层按6层设计时，涂层为典型的多相非均质结构。Ti（Cx，Ny）-TiB2复相陶瓷与NimA1n金属间化合物实现了沿涂层厚度方向的梯度过渡连接。梯度过渡陶瓷涂层的耐磨性是普通45号钢耐磨性的14倍，涂层磨损失效过程受粘着磨损与磨粒磨损共同作用，失效过程中陶瓷相的剥落是涂层磨损的关键环节，涂层中的粘接相、氧化物相和孔隙对涂层磨损有重要影响。     

火焰喷涂梯度功能陶瓷涂层工艺与性能

用氧乙炔火焰喷涂法制备铜基氧化铝陶瓷梯度功能涂层,对比了无梯度涂层、梯度涂层及台添加剂梯度涂层的性能,结果表明,梯度功能涂层性能明显优于普通涂层,其中加入5％Al呈线性分布的11层梯度功能涂层的综合性能（抗热震性、隔热性、结合强度、硬度梯度）最佳。     

钛合金表面等离子喷涂制备ZrO2─Ti系功能梯度涂层

研究了等离子喷涂法制备ＺｒＯ２Ｔｉ系功能梯度涂层。结果表明，采用等离子喷涂工艺制备功能梯度涂层是可行的，涂层与基体除以机械咬合方式结合外，还存在着少量冶金化学反应结合，添加Ｎｉ／Ａｌ和ＳｉＯ２有助于提高涂层的结合强度     

等离子喷涂YPSZ陶瓷梯度涂层的组织与抗热震性能

利用等离子喷涂工艺在汽车铝活塞表面制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)陶瓷梯度涂层,用电子扫描显微镜、金相显微镜等手段对涂层从组织形貌、物相、显微硬度和热震性能进行了分析.结果表明:基体与涂层结合紧密;涂层在冷却过程中发生了t-ZrO2→m-ZrO2的相变过程;涂层的热震性能良好,可满足活塞的使用要求.     

功能梯度材料涂层制备技术的研究进展

综述了功能梯度材料涂层的主要制备技术和性能研究的现状,分析了功能梯度材料涂层目前的应用范围,并对其未来的应用领域作了展望.     

等离子喷涂NiAl-Al2O3梯度陶瓷涂层的性能研究

利用等离子喷涂方法制备了NiAl-Al2O3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和抗热震性进行了试验研究.结果表明:梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观的连续性的分布特征;NiAl金属间化合物过渡层的引入可有效地改善涂层的质量;在Al2O3质量分数为80%附近涂层的显微硬度最高;涂层成分的梯度化有利于涂层的结合强度和抗热震性能的提高.     

SHS火焰喷涂梯度过渡陶瓷涂层的显微组织及耐磨性分析

以Ti-B4C-C团聚粉和Ni-Al“自粘结”复合粉的混合物为自蔓延反应火焰喷涂体系,在45钢基体表面制备Ti(Cx,Ny)-TiB2和NimAln梯度过渡的复相陶瓷涂层,分析研究了梯度过渡涂层的显微组织结构与耐磨性。研究表明:Ti(Cx,Ny)-TiB2复相陶瓷与NimAln金属间化合物实现了沿涂层厚度方向的梯度过渡连接。梯度过渡陶瓷涂层的耐磨性是普通45钢耐磨性的14倍。     

梯度过渡复相陶瓷涂层的制备及其耐磨性能研究

采用幂函数分布形式设计梯度过渡涂层,以Ti-B4C-C团聚粉和Ni-Al自粘结复合粉的混合物为自蔓延反应火焰喷涂体系,在45号钢基体表面制备了Ti(Cx,Ny)-TiB2和NimAln梯度过渡的复相陶瓷涂层,研究了梯度过渡涂层的组织特点与耐磨性能.研究表明,当梯度指数为1,涂层按6层设计时,涂层为典型的多相非均质结构.Ti(Cx,Ny)-TiB2复相陶瓷与NimAln金属间化合物实现了沿涂层厚度方向的梯度过渡连接.梯度过渡陶瓷涂层的耐磨性是普通45号钢耐磨性的14倍,涂层磨损失效过程受粘着磨损与磨粒磨损共同作用,失效过程中陶瓷相的剥落是涂层磨损的关键环节,涂层中的粘接相、氧化物相和孔隙对涂层磨损有重要影响.     

电热爆炸喷涂法制备TiC-NiAl复合涂层的试验研究

利用自制的电热爆炸超高速喷涂装置在GH3039高温合金基体上制备了NiAl-TiC复合涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)对涂层的相组成、形貌和组织成分进行了分析,对涂层与基体的结合强度进行了测定,并利用显微硬度计测定了涂层硬度.结果表明,涂层仅由NiAl和TiC两相组成,没有新的相和氧化物生成;涂层致密均匀,没有分层现象,基体与涂层间发生了元素扩散现象,为扩散-冶金结合.涂层与基体的结合强度大于112.25 MPa,涂层的硬度平均在900 HV0.5左右.     

等离子喷涂NiCr合金基复合梯度润滑涂层的组织与力学性能研究

选取了具有优异的高温性能和一定的自润滑性能的高温镍基合金,作为复合涂层基体材料,润滑相则分别从高、中、低温固体润滑剂中选取了Ag、CaF2、石墨(C)、MoS2、BN为基本润滑组元;耐磨相则选用了在高温下具有良好的抗氧化性能及耐磨损性能的碳化铬(Cr3C2)硬质粒子,采用等离子喷涂技术制备了具有极佳相容性的高温润滑涂层.涂层的结合强度测定、硬度测定和扫描电镜分析均显示出涂层的梯度结构优于单层结构.梯度结构缓和了涂层内部的物理性能差异,不仅使涂层的硬度得到平缓过渡,而且使涂层的结合强度大大提高,有效改善了涂层的性能.     

过渡材料对等离子喷涂Al2O3梯度陶瓷涂层性能影响

针对Al2O3陶瓷涂层结合强度低、孔隙率高的实际,选择NiAl金属间化合物和金属铜粉作为过渡材料,利用等离子喷涂制备Al2O3梯度陶瓷涂层,并对梯度涂层进行组织形貌观察,测试结合强度和孔隙率.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征,NiAl和Cu是金属基体与Al2O3涂层之间过渡层的理想材料,可以有效地提高涂层的结合强度,而Cu-Al2O3梯度涂层又比NiAl-Al2O3梯度涂层结合强度高;梯度涂层的孔隙率远低于双涂层的孔隙率,在Cu-Al2O3梯度涂层中随Al2O3含量的增加,涂层的孔隙率降低,而且孔隙率低于NiAl-Al2O3梯度涂层.     

棒材等离子喷涂法制备Fe72Cr8P13C7非晶态合金涂层成型特征

采用棒材等离子喷涂法制备Fe72Cr8P13C7非晶态合金涂层，分析了涂层的组织，测定了晶化温度、显微硬度和结合强度，采用扫描电镜观察涂层的微观形貌和截面形貌，能谱分析涂层正面和截面的成分变化。结果表明，涂层组织致密，均匀，Cr、P在涂层中片状结构表面有富集现象，涂层与基材之间有冶金结合、机械结合的成型特征。     

SHS反应火焰喷涂TiC-TiB2梯度过渡陶瓷涂层摩擦磨损机理研究

以Ti-B4C-C为主反应体系，Ni-Al金属粉末为过渡材料，采用自蔓延高温合成反应火焰喷涂技术．在45钢基表面制备TiC-TiB2梯度过渡复相陶瓷涂层。对涂层进行摩擦磨损试验，利用扫描电镜观察陶瓷涂层的磨损表面形貌，并分析其摩擦机制得出：涂层的耐磨性呈梯度变化；在不同的摩擦层面存在着粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等多种不同的磨损机理。     

SHS反应火焰喷涂TiC-TiB_2梯度过渡陶瓷涂层摩擦磨损机理研究

以Ti-B4C-C为主反应体系,Ni-Al金属粉末为过渡材料,采用自蔓延高温合成反应火焰喷涂技术,在45钢基表面制备TiC-TiB2梯度过渡复相陶瓷涂层。对涂层进行摩擦磨损试验,利用扫描电镜观察陶瓷涂层的磨损表面形貌,并分析其摩擦机制得出:涂层的耐磨性呈梯度变化;在不同的摩擦层面存在着粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等多种不同的磨损机理。