CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层的制备及其性能

采用微弧等离子喷涂技术制备了CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层,借助SEM、X射线衍射、仪热分析仪和网络分析仪对CNTs-SiC/Al2O3-TiO2涂层的组织结构、高温氧化性能、电磁特性进行了测试分析.结果表明:多功能微弧等离子喷涂枪内中心轴向送粉方式制备的CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构致密、孔隙率低,SiC和CNTs的物相也保留下来.CNTs-SiC/Al2O3-TiO2涂层的高温氧化性能有所提高,涂层在35～700℃升温阶段失重率为0.71wt%,700℃恒温氧化60min后失重率为0.41wt%.随着频率的增加,CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合粉末的介电常数的实部从17.3下降到10.3,而虚部在6.3～2.9之间,具有频散效应.制备的CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层在一定的范围内随着涂层厚度的增加,吸波能力显著提高,其谐振频率不断向低频移动.     

316L不锈钢表面耐高温氧化涂层的制备与性能

采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝为前驱体制备Al2O3溶胶,浸渍提拉后800℃下真空烧结,在316L奥氏体不锈钢表面制备出无裂纹的Al2O3涂层,研究涂层层数对316L奥氏体不锈钢高温抗氧化性能的影响.通过XRD和DSC对干凝胶粉末进行分析,并使用SEM研究Al2O3涂层表面形貌特征.涂层的高温抗氧化性能则使用氧化称重法来表征,对比有涂层试样和空白试样在高温氧化环境中的增重比.结果表明:制备出的涂层Al2O3颗粒均匀细小,有效阻止了氧化的进程,提拉3次制备的涂层的抗高温氧化效果最佳,在800℃使用的情况下至少延缓氧化时间165 h.     

金属基表面Al2O3-SiO2涂层耐冲蚀性能的研究

结合炼钢转炉用风机因炉气而导致叶片磨蚀较快的实际情况，从改善叶片材料的角度出发，采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2涂层用在金属基体上进行试验。结果表明在含3％（质量分数）Si02磨粒的水介质中，单一三层的SiO2涂层、SiO2-Al2O3-SiO2涂层及混合溶胶制备的复合涂层的耐冲蚀性相近，均比单一三层的Al2O3涂层及A12O3-Sio2-Al2O3涂层好。混合溶胶制备的复合涂层在3％（质量分数）SiO2磨粒的酸性介质中表现出了良好的耐冲蚀性。     

微弧等离子喷涂碳纳米管/纳米Al2O3-TiO2复合涂层高温性能研究

采用等离子喷涂技术制备了5wt%CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层,借助SEM、热红联仪和RAM反射率测试系统对CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构、高温氧化性能、电磁特性进行了分析.结果表明:CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构致密、孔隙率低,CNTs分散均匀,碳纳米管与Al2O3-TiO2陶瓷粘结剂之间具有良好的界面相容性.在20～700℃高温氧化过程中,CNTs起始失重温度为471.29℃,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的高温氧化性能有一定提高,起始失重温度从471.29℃提高到507.8℃,而碳纳米管的失重率从100%下降到33.68%.CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层具有较好的高温吸波性能,25℃时复合涂层的反射率峰值为-7.86dB.随温度的升高,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值不断减小,谐振频率向低频移动,300℃时复合涂层的反射率峰值为-12.88dB,小于-5dB频带宽为4.48GHz.     

新型Yb_2SiO_5环境障涂层1400℃高温氧化行为

采用电子束物理气相沉积和等离子喷涂工艺在Cf/SiC基体上制备出Si/3Al2O3·2SiO2+BSAS(1-xBaO-xSrOAl2O3-2SiO2,0≤x≤1)/Yb2SiO5环境障涂层,研究该涂层在1400℃恒温环境下的抗氧化性能。结果表明:涂覆环境障涂层的Cf/SiC试样,在氧化实验进行到80h时开始出现失重。3Al2O3·2SiO2+BSAS中间层内的Ba和Al元素向外扩散,并在Yb2SiO5面层中发生反应生成BaO2和Al2Yb4O9,BSAS在1400℃恒温氧化环境下发生烧结和收缩,以及由于热膨胀系数差异造成的环境障涂层内残余应力的产生均是导致涂层过早剥落失效的主要原因。     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2薄膜工艺参数探讨

用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2-ZrO2复合薄膜,研究溶胶成分和烧结工艺对薄膜质量的影响.通过黏度测试、热重分析、X射线衍射分析(XRD)及原子力显微镜分析(AFM)等测试方法对溶胶的稳定性、复合膜的热稳定性、晶相组成及表面形貌等进行分析.结果表明,当Al2O3∶SiO2∶ZrO2(mol/mol/mol)=1∶2∶0.5时,制得的溶胶粘度适中为3.22mPa·s、透明稳定,且干凝胶无开裂;以0.5℃/min的升温速率升至600℃焙烧2h,并在75℃和240℃附近以0.25℃/min的速率缓慢升温且适当保温后,可得外观透明、性能稳定的Al2O3-SiO2-ZrO2复合薄膜,并且薄膜呈致密性、表面平整、结构均匀、无裂纹.     

硅基HA/Al2O3复合生物涂层的制备与表征

通过磁控溅射沉积、阳极氧化与溶胶-凝胶结合的多步技术在Si(100)表面制备了HA/Al2O3复合生物涂层材料.采用TG-DSC测定了复合涂层中HA外层的烧成温度,采用XRD、FT-IR以及EDS分析了Si(100)基HA/Al2O3复合生物涂层的组成,并借助SEM研究了复合涂层的表面与截面的微观形貌.研究表明,凝胶完全转变为HA外层的最低温度约为550℃,凝胶经600℃处理30min后可在Si(100)-Al2O3基上形成具有一定数量纳米细孔且含有少量CO3的HA外层;A外层嵌入Si(100)基阳极氧化Al2O3多孔层的孔洞中构成HA/Al2O3复合生物涂层.     

液态GaIn合金对铜的腐蚀机理与防腐蚀技术研究

为了提高Cu耐GaIn合金腐蚀的性能,采用多弧离子镀在纯Cu表面溅射Cr涂层和Al涂层.再利用原位反应和溶胶凝胶法制备出Cr/Cr2 O3/Al2 O3复合涂层、Cr/CrN/SiO2复合涂层以及Al/Al2 O3/Al2 O3复合涂层,将样品置于60℃和200℃的GaIn合金中进行腐蚀试验.GaIn合金会对Cu样表面造成严重的点状腐蚀,但在腐蚀过程中铜镓金属间化合物会附着在铜样表面,从而降低GaIn合金对铜块的腐蚀速率.GaIn合金会对Al/Al2 O3/Al2 O3涂层造成严重的腐蚀,使涂层大面积剥落.Cr/CrN/SiO2涂层在GaIn合金中较为稳定,腐蚀程度低,但最外层的SiO2出现开裂和剥落.Cr/Cr2 O3/Al2 O3涂层在GaIn合金中无明显腐蚀现象.随着腐蚀温度的升高,GaIn合金对样品的腐蚀速率也会有所提高.Cu在200℃时的腐蚀速率是在60℃时的269倍以上,黏附在Cu表面的腐蚀产物主要为CuGa2.Cr/Cr2 O3/Al2 O3涂层抗GaIn合金腐蚀性能最好,Cr/Cr2 O3/Al2 O3涂层在200℃的GaIn合金中腐蚀速率为0.0495μm/h,且对Cu的热导率影响在1％左右.     

基于核壳结构粉体设计的CoNiCrAlY-Al2O3复合涂层组织结构及其抗氧化性能

采用核壳结构设计思想,成功将Al2O3包覆于CoNiCrAlY粉体表面制备核壳结构粉末,并通过正交实验设计优化核壳结构粉体的球磨制备工艺;探讨超音速火焰喷涂CoNiCrAlY-Al2O3涂层相结构与微观组织演变规律;对比研究CoNiCrAlY涂层和CoNiCrAlY-Al2O3复合涂层800℃的氧化行为.结果表明:各球磨工艺参数对核壳结构粉末的平均包覆率影响程度从大到小依次为:球磨转速、球料比与球磨时间.制备CoNiCrAlY-Al2O3核壳结构粉末最佳的球磨参数为:球磨转速180 r/min,球料比10:1,球磨时间6 h.超音速火焰喷涂CoNiCrAlY涂层由γ-Co-Ni-Cr相组成.核壳结构粉末中高熔点Al2O3外壳显著抑制了CoNiCrAlY合金在喷涂过程中的氧化行为,导致CoNiCrAlY-Al2O3复合涂层β-NiAl相含量明显增加,涂层孔隙率升高,未熔颗粒增多.由于CoNiCrAlY-Al2O3涂层中的β-NiAl以及Al2O3含量较高,涂层表面在高温氧化过程中形成了致密的富Al2O3的保护层,抑制了非保护性氧化物的生长,使该涂层具有更优异的抗高温氧化性能.     

Al-Zn-Mg-Cu合金表面Al2O3-MoO2-SiO2微弧氧化复合陶瓷涂层的制备及其耐腐蚀性能

为了增强Al-Zn-Mg-Cu合金零件的耐腐蚀性能,通过在硅酸盐微弧氧化(MAO)电解液中增加钼酸根离子的方法,在合金表面制备了Al2O3-MoO2-SiO2复合陶瓷涂层.通过扫描电子显微镜、X射线衍射和电化学方法分析了钼酸钠的浓度对复合陶瓷涂层的形成、结构特征以及耐蚀性的影响.涂层的扫描电子显微镜(SEM)结果显示:经过15 min的MAO处理后,制备的Al2O3-MoO2-SiO2复合陶瓷涂层由约2μm厚的致密内层和约5μm厚的多孔外层组成,涂层表面出现了2种不同的形貌区域.X射线衍射结果表明:Al2O3-MoO2-SiO2复合陶瓷涂层主要由MoO2、γ-Al2O3和3Al2O3-2SiO2组成.电化学试验表明:当电解液中加入3 g/L钼酸盐时,涂层的孔隙率降低了4个数量级,涂层的腐蚀速率降低约100倍,表现出最好的耐腐蚀性能.     

氩弧熔覆Fe-Al金属间化合物复合涂层的组织与性能

为改善Fe-Al金属间化合物的力学性能及抗高温氧化性能,利用氩弧熔覆方法在Q235钢上制备了Fe-Al熔覆层和Fe-Al/Al_2O_3熔覆层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨粒磨损试验机对氩弧熔覆涂层进行显微组织结构观察和磨损性能测试。采用高温氧化试验对涂层的耐高温氧化性进行了研究。结果表明:Fe-Al熔覆层形成FeAl和Fe_3Al相,而Fe-Al/Al_2O_3熔覆涂层含有FeAl、Fe_3Al和Al_2O_3相;熔覆层的耐磨粒磨损性能优于基体且Fe-Al/Al_2O_3熔覆层优于Fe-Al熔覆层;熔覆层的耐高温氧化性能明显提高,在700℃下,Fe-Al熔覆层和Fe-Al/Al_2O_3熔覆层相比于基体分别提高了4.46和5.68倍。     

纳米Al_2O_3掺杂对AM60B镁合金表面微弧氧化膜层结构和耐蚀性的影响

为促进大面积镁合金表面耐蚀性能优良的微弧氧化膜层的工业化生产,在硅酸盐水溶液中掺杂纳米Al_2O_3颗粒对AM60B镁合金进行微弧氧化;采用扫描电镜、X射线衍射仪及盐雾试验分析了掺杂纳米Al_2O_3颗粒对氧化膜层的形成过程、形貌、成分以及耐蚀性的影响。结果表明:掺杂纳米Al_2O_3微弧氧化膜物相组成主要有MgO、MgAl_2O_4、Mg_2Si_2O_4、Al_2O_3,纳米Al_2O_3的掺杂能提高氧化膜的密度,促进薄膜生长,使表面孔隙分布更均匀,尺寸更小;掺杂纳米Al_2O_3氧化膜的耐蚀性较未掺杂氧化膜的大幅提高。     

Synthesis of Al_2O_3-SiC Composite and Its Effect on the Properties of Low-carbon MgO-C Refractories

Al2O3-SiC composite was synthesized with pyrophyllite and natural graphite as raw materials by carbothermal reduction reaction under argon atmosphere. The effect of synthesis temperature on phase composition and microstructure was investigated. Low-carbon MgO-C refractories were prepared by using the synthesized Al2O3-SiC composite as additive. The effect of its addition on the slag penetration and corrosion resistance as well as oxidation resistance of the refractories was investigated, and the slag resist...     

钛合金表面梯度Al2O3陶瓷涂层的高温抗氧化性能

钛合金应用广泛,但在高温环境中极易被氧化,降低其力学性能及寿命。利用溶胶-凝胶法在TC11钛合金上制备梯度层(ZrO_2+Al_2O_3)+表层(Al_2O_3)的复合梯度涂层,提高其高温抗氧化能力。将复合梯度涂层、单层氧化铝涂层以及基体在700℃进行100h的高温氧化,利用氧化增重数据拟合得到梯度涂层的氧化速率为0.015mg~2/(cm4·h),氧化指数为2.137,并结合氧化后EDS成分分布,发现复合梯度涂层可以提高基体的高温抗氧化性能。同时利用700℃热震实验比较了复合梯度氧化铝涂层试样和单层氧化铝陶瓷试样的热震次数,梯度层(ZrO2+Al_2O_3)的存在缓解了基体与氧化铝陶瓷涂层之间热膨胀系数不匹配而导致的易剥落的问题,延长了涂层寿命,进一步提高了基体的高温抗氧化能力。     

AlCl_3-EMIC室温离子液体制备Al-Al_2O_3复合涂层

首次在室温下用含10g/L Al2O3颗粒的AlCl3-EMIC室温离子液体电沉积制备出Al-Al2O3复合镀层。沉降试验表明,Al2O3颗粒在酸性AlCl3-EMIC室温离子液体中能形成稳定的悬浮液。通过SEM观察镀层表面和断面形貌,发现Al2O3颗粒均匀地分布在镀层中。显微努氏硬度检测结果表明,Al-Al2O3复合镀层的硬度高于纯Al镀层,其中Al镀层的硬度随着电流密度的增大而增高,而Al-Al2O3复合镀层的硬度却随着电流密度的增大而呈降低的趋势。本文还讨论了Al2O3颗粒在离子液体中的分散机制,以及和颗粒共沉积的过程。     

SiO2对铝合金熔体直接氧化的影响

本文研究了在高温空气氛中涂覆在Al-Mg-Si合金表面的SiO₂对铝合金直接氧化的影响规律。实验揭示了SiO₂对Al-Mg-Si合金熔体直接氧化生长表面的形态的影响规律,发现SiO₂有助于Al₂O₃/Al复合材料以光滑的方式进行氧化生长,提高了材料的致密度。实验还发现,SiO₂可消减Al-Mg-Si合金熔体直接氧化所需的孕育期,缩短Al₂O₃/Al复合材料的生长时间。     

Fe-5Cr合金表面溶胶-凝胶复合涂层的抗高温腐蚀性能研究

在含氧化铝-氧化钇纳米粒子的胶体中添加氧化铝的微米粒子,借助高能球磨机研磨,将纳米或微米陶瓷粉末均匀地分散在溶胶-凝胶溶液中形成涂覆液;采用浸渍提拉法将溶胶-凝胶涂覆液沉积在Fe-5Cr合金基体表面上,然后通过烧结得到厚的陶瓷涂层。利用SEM及EDS对涂层进行了结构、成分以及表面形貌的分析,用XRD技术对涂层表面的相组成进行了分析。采用氧化增重法研究了Fe-5Cr合金基体材料及其涂层的抗高温氧化及硫化性能。研究结果表明,带有溶胶-凝胶复合涂层的试样在600℃下具有优异的抗高温氧化及较好的抗高温硫化性能。     

冷喷涂制备TiAl_3-Al复合层及其抗高温氧化性能

为了提高γ-TiAl合金的抗高温氧化性能,采用冷喷涂技术在γ-TiAl合金基体上喷涂纯Al层后进行热扩散处理,制备了厚约250μm的TiAl3-Al复合涂层,研究了该涂层在950℃下的长时间高温氧化行为,用X射线衍射仪(XRD)分析了复合涂层的相组成,用场发射电子显微镜研究了其形貌,用电子探针分析了其成分。结果表明:冷喷涂纯Al层致密,存在少量微裂纹和微气孔;TiAl3-Al复合涂层和基体之间生成了TiAl3相,TiAl3与Al的界面有空洞;γ-TiAl合金高温氧化70 h即失重,氧化产物为TiO2和Al2O3的混合物;TiAl3-Al复合涂层进入稳态氧化阶段后,增重缓慢,遵循近抛物线规律,高温氧化1 000 h后涂层仍完好,氧化产物主要为Al2O3相,还有微量的TiO2及钛氮化合物;TiAl3-Al复合涂层提高了γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。     

溶胶-凝胶法Al2O3涂层碳纤维增强铝基复合材料的研制

以异丙醇铝为原料, 经乙酰丙酮改性, 通过水解缩合制得Al₂O₃溶胶, 研究溶胶2凝胶法在碳纤维上涂覆氧化铝陶瓷和制备(涂层) 碳纤维增强铝基复合材料预制丝的连续工艺。采用了IR、TG-DTA、XRD、SEM 等手段对溶胶2凝胶产物、涂层纤维、碳纤维增强铝预制丝进行了分析表征。结果表明: γ-Al₂O₃涂层有效的阻止了氧分子渗入, 与原纤维相比, 涂层纤维的耐高温性能明显提高。涂层后纤维与熔融铝的润湿性和相容性明显改善, 涂层有效的阻止了碳/铝界面反应, 使预制丝强度明显提高。