Al-CuO系SHS反应火焰喷涂涂层及副产物的形成与转变

采用SHS反应火焰喷涂工艺。在钢基体表面制备了以Al2O3-AlxCu7为主相的复相涂层。通过水淬熄实验。结合SEM和XRD等金相、结构分析测试手段，研究了Al-CuO系反应火焰喷涂过程中，Al-CuO团聚粉粒子的熔化、反应行为及涂层形成过程，阐明了涂层中副产物Cu9Al4和Al2Cu3金属间化合物的形成机理。研究表明：在60mm至150mm的飞行距离当中。CuO受热分解。生成Cu2O、Cu并释放出氧气，至150mill处分解完毕。粒子飞行过程中少量Al与分解产生的Cu2O反应生成少量Al2O3陶瓷相并还原出金属Cu。分解产生及被还原出的Cu与Al在液态下互溶形成合金溶液。喷涂粒子在喷距180mm时撞击基体后，Cu2O与Al充分反应，生成大量Al2O3陶瓷相并还原出金属Cu。其中Cu被液相Al-Cu合金吞并。喷涂后期SHS体系温度下降的过程中。开始发生自蔓延体系的结构转变，Al-Cu合金熔液经复杂的共晶、共析等反应，生成Cu9Al4和Al2Cu3金属间化合物。     

Al2O3复相陶瓷涂层的SHS反应火焰喷涂过程

基于自蔓延高温台成技术(SHS)的反应火焰喷椽技术，用氧-乙炔火焰引燃Al-Cuo团聚粉，使之发生自蔓延反应．在钢基表面制备了Al2O3复相陶瓷涂层。通过水淬熄试验截取飞行粒子的中间状态，对经水拎后的粒子及喷涂涂层进行物相与组执分析，从而给出了SHS反应火焰喷涂Al2O3复相陶瓷椽层的基本过程．即各团聚颗粒构成独立的徽小反应单元，经历Al熔化和Cuo分解的反应孕育、Al与Cu2O的飞行反应燃饶、与基体碰撞并继续反应、结构转变与凝固4个阶段，最终形喊Al2O3复相陶瓷馀层。     

纯铜表面SHS反应热喷涂Al_2O_3基复合陶瓷涂层的性能研究

采用SHS(自蔓延高温合成)反应火焰喷涂工艺,将Al-CuO铝热反应体系引入到喷涂陶瓷材料中,在纯铜表面制备Al2O3基复合陶瓷涂层.结果表明,SHS反应热喷涂层与基体的结合好于常规热喷涂,辅以Ni-Al合金打底,复合涂层500度下热震循环40次时仍完好无损.复合涂层的XRD图谱表明,在层间及涂层内部生成的NiCu及AlxCuy化合物有助于增强涂层的性能,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好的液相环境的作用,提高反应转化率,降低孔隙率,同时复合涂层具有较好的耐磨性及抗氧化性.     

在AZ91D表面SHS反应热喷涂Al-CuO系Al2O3基复相陶瓷涂层

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面制备了Al2O3基复相陶瓷涂层.结果表明:SHS反应热喷涂层综合性能明显优于传统热喷涂层,传统热喷涂层的热震次数、开气孔率、耐蚀性和耐磨性分别为14次、17.4%、基体的24倍和8.5倍;而反应热喷涂层则分别为40次、15.2%、基体的37倍和10.6倍.若辅以Ni-Al合金打底,喷后重熔工艺可使反应喷涂层的综合性能进一步提高.     

SHS反应喷涂Al2O3-Al2Cu3涂层形成过程与工艺研究

采用SHS反应火焰喷涂工艺在钢基表面制备了以Al2O3-Al2Cu3相为主的复相涂层。测定了涂层的物相组成与组织结构，分析了在热喷涂工艺条件下涂层的形成过程，实验了物料预热、基材预热以及喷涂距离对涂层组织结构和机械物理性能的影响规律。提出：在SHS反应喷涂中与物理过程同时进行的化学燃烧与结构转变过程经历预热、SHS燃烧反应和结构形成与凝固3个阶段，所得涂层中部分Al2O3以较大尺寸片状分布于不同Al-Cu区域边界，部分以100nm到几微米的颗粒状和球状弥散分布于Al2Cu3基体的内部，形成内晶型结构；物料预热温度、基材预热及喷涂距离等参数通过影响反应转化程度和反应能量而对涂层组织结构和机械物理性能有较大影响，实验表明涂层组织与性能在基材预热、物料预热温度为250℃以上、喷涂距离在200mm左右时较为理想。     

纯铜SHS反应热喷涂Al2O3基复合陶瓷涂层的性能研究

    采用SHS(自蔓延高温合成)反应火焰喷涂工艺,将Al-CuO铝热反应体系引入到喷涂陶瓷材料中,在纯铜表面制备Al₂O₃基复合陶瓷涂层.结果表明,SHS反应热喷涂层与基体的结合好于常规热喷涂,辅以Ni-Al合金打底,复合涂层500度下热震循环40次时仍完好无损.复合涂层的XRD图谱表明,在层间及涂层内部生成的NiCu及Al_xCu_y化合物有助于增强涂层的性能,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好的液相环境的作用,提高反应转化率,降低孔隙率,同时复合涂层具有较好的耐磨性及抗氧化性.     

粉体聚集状态对自蔓延高温合成(SHS)反应喷涂Al2O3-Al2Cu3涂层的影响

采用SHS技术和传统氧-乙炔火焰喷涂技术,利用Al与CuO间的高能铝热反应,在钢的表面制备了Al2O3-Al2Cu3复相涂层.研究了粉体聚集状态对SHS火焰喷涂涂层物相组成、组织结构和反应机理的影响,结果表明非团聚CuO-Al粉体分散在气流中缺乏发生SHS反应的条件,而团聚CuO-Al体,经历反应孕育、飞行燃烧、碰撞、结构转变与凝固4个阶段,形成层状结构.     

自反应火焰喷涂过程中碰撞沉积物的形成及分析

以Ti-B4C-C为反应喷涂体系,基于SHS反应火焰喷涂制备TiC-TiB2复相陶瓷涂层技术,进行粒子与基体碰撞试验,获得了自蔓延反应火焰喷涂粒子与基体碰撞变形后的各种形貌图,通过对飞行粒子结构与粒子变形特点的研究得出:飞行粒子的形态与结构决定了粒子的变形特点,五种形态的碰撞沉积物来自各自对应的飞行粒子;基体预热温度、喷涂距离和喷涂团聚粉粒制备质量对碰撞沉积物的沉积率及扁平化有重要影响;不同变形粒子间的相互作用对涂层组织与性能会造成不同的影响,扁平粒子的薄膜飞溅主要由陶瓷熔滴内的气泡引起。     

自反应火焰喷涂过程中碰撞沉积物的形成及分析

以Ti-B4C-C为反应喷涂体系，基于SHS反应火焰喷涂制备TiC-TiB2复相陶瓷涂层技术，进行粒子与基体碰撞试验，获得了自蔓延反应火焰喷涂粒子与基体碰撞变形后的各种形貌图，通过对飞行粒子结构与粒子变形特点的研究得出：飞行粒子的形态与结构决定了粒子的变形特点，五种形态的碰撞沉积物来自各自对应的飞行粒子；基体预热温度、喷涂距离和喷涂团聚粉粒制备质量对碰撞沉积物的沉积率及扁平化有重要影响：不同变形粒子问的相互作用对涂层组织与性能会造成不同的影响，扁平粒子的薄膜飞溅主要由陶瓷熔滴内的气泡引起。     

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.     

Correlation between local clusters and structure of Al_(71) Cu_(29) melt

1　INTRODUCTIONMuchattentionhasbeendevotedtotheresearchontheliquidstructureofmetalsinrecentyears .Theatomsinmeltareneitherregularlyarrangedinlong range,norcompletelydisordered .Howtodescribethedistributionofatomsinliquidisstillaproblemunsolved .Manymethodshavebeenusedtostudythestructureofclustersinliquid .Themoleculardynam icsiswidelyusedincomputersimulationofmeltandmanyresearcheshavediscussedthemicrostructureofliquidalloys[1,2 ] .However ,theexactstructureoftheshort rangeorderinliquidis…     

可加工AlN-BN复合陶瓷的制备

以碳热还原法合成的 AlN 粉末和市售 BN 粉末为原料,添加 5%Y2O3 为烧结助剂,利用无压烧结制备 AlN-15BN复合陶瓷,研究了烧结温度对 AlN-15BN 复合陶瓷相变、致密度、微观结构以及性能的影响,结果表明:Y2O3 可与 AlN粉末表面的 Al2O3 发生反应生成液相促进烧结,随着烧结温度的升高,复合陶瓷的致密度、热导率和硬度逐渐增加,片状的 BN 形成的卡片房式结构会阻碍复合陶瓷的收缩和致密。在 1 850℃烧结 3 h,可以制备出相对密度为 86.4%,热导率为104.6 W?m-1?K-1,硬度为 HRA56.2的 AlN-15BN复合陶瓷。研究表明,通过添加加工性能良好的 BN制备可加 AIN-BN复合陶瓷,是解决 AIB 陶瓷复杂形状成形问题的一个重要途径。     

Effects of additives on corrosion and wear resistance of micro-arc oxidation coatings on TiAl alloy

Ceramic coating was deposited on TiAl alloy substrate by micro-arc oxidation(MAO)in a silicate-aluminate electrolyte solution with additives including sodium citrate,graphite and sodium tungstate.The microstructures and compositions were analyzed by SEM,EDX and XRD.The corrosion and wear properties of the coatings were investigated by potentiodynamic polarization and ball-on-disc wear test,respectively.The results show that the MAO coatings consist of WO3,Ti2O3,graphite and Al2O3 besides Al2TiO5 and Al2SiO5.With additives in the electrolyte,the working voltage at the micro-arc discharge stage decreases,and the ceramic coating gets smoother and more compact.The corrosion current density of MAO coating is much lower than that of TiAl substrate.It can be reduced from 9.81×10-8A/cm 2to 3.02×10-10A/cm 2 .The MAO coatings composed of hard Al2O3,WO3 and Ti2O3 obviously improve the wear resistance of TiAl alloy.The wear rate is-3.27×10-7g/(N·m).     

1Cr17Ni4不锈钢金属和陶瓷等离子体喷涂工艺研究

1Cr17Ni4马氏体型不锈钢用作传动轴时耐磨损性能有待改善.采用等离子体喷涂方法在1Cr17Ni4马氏体型不锈钢表面制备Al2O3-TiO2 、Cr2O3陶瓷涂层和NiCrAlY金属涂层及NiCrAlY/ Al2O3-TiO2、NiCrAlY/ Cr2O3复合涂层,研究了它们的组织结构和磨损特性,讨论了喷涂工艺与耐磨损性能的关系.结果表明, Cr2O3涂层组织致密度高,与基体结合强度高,其耐磨性能好.提高喷涂功率时,Al2O3-TiO2、Cr2O3涂层致密度及与基体结合强度提高,其耐磨性能提高.合金涂层NiCrAlY的熔化状况和平化效果较陶瓷涂层优良,陶瓷涂层只有在较高喷涂功率时才有较好熔化和平化效果,而合金涂层在较低喷涂功率时,就可以得到较好的熔化和平化效果.陶瓷涂层Al2O3-TiO2、Cr2O3在磨损过程中的去除机制为断裂机制,金属涂层NiCrAlY在磨损过程中的去除机制为塑性变形机制.     

Formation mechanism of laser-clad gradient thermal barrier coatings

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＺｒＯ2 ｃｅｒａｍｉｃｓｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｏｆｔｈｅｒｍａｌｂａｒｒｉｅｒｃｏａｔｉｎｇｓ (ＴＢＣｓ)ｆｏｒｉｔｓｈｉｇｈｍｅｌｔ ｉｎｇ ｐｏｉｎｔａｎｄｈｉｇｈｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ[1].ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅＴＢＣｓｗａｓｕｓｕａｌｌｙｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ.Ｔｈｅｐｏｒｏｓｉｔｙｉｎｔｈｅｃｏａｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｐｏｏｒａｄｈｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｏａｔｉｎｇａｎｄｓ…     

铝基复合材料的Al-Cu合金中间层瞬间液相扩散连接

采用Al—Cu合金作为中间层研究了铝基复合材料(Al2O3p／6061Al)瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。研究结果表明，在Al—Cu／A12O3p／6061Al接头中无明显的增强相偏聚区和增强相贫化区，且接头成分分布较为均匀；在Al—C。合金中间层厚度30μm、连接温度600℃、连接时间30min条件下，接头抗剪强度为130～140MPa,较Cu／A12O3p／6061Al接头抗剪强度提高45％。因此，采用Al—Cu中间层是改善铝基复合材料接头力学性能的有效途径。     

Interfacial phase formation of Al-Cu bimetal by solid-liquid casting method

The solid-liquid method was used to prepare the continuous casting of copper cladding aluminium by liquid aluminum alloy and solid copper, and the interfacial phase formation of Al-Cu bimetal at different pouring temperatures (700, 750, 800 ℃) was investigated by means of metallograph, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS) methods. The results showed that the pouring temperature of aluminum melt had an important influence on the element diffusion of Cu from the solid Cu to Al alloy melt and the reactions between Al and Cu, as well as the morphology of the Al-Cu interface. When the pouring temperature was 800 oC, there were abundant Al-Cu intermetallic compounds (IMCs) near the interface. However, a lower pouring temperature (700 ℃) resulted in the formation of cavities which was detrimental to the bonding and mechanical properties. Under the conditions in this study, the good metallurgical bonding of Al-Cu was achieved at a pouring temperature of 750 ℃.     

CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr及NiAl/Cr3C2-NiCr涂层的结合性能

在CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层、NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层.测试涂层与基体间的结合强度及涂层的热震性能,结合SEM,EDS和XRD等分析涂层物相变化,探讨涂层的结合机理.结果表明,涂层的结合强度均较高;Ni-Al发生放热反应,生成Al4Ni3,Al3Ni2,AlNi3,剩余的铝与铜反应生成Cu3Al2,CuAl2,CuAl,局部区域形成微冶金结合;二种涂层均以机械锚合为主,在参数适合且基体相同的情况下,涂层结合强度取决于涂层材料的力学性能;相同试验条件下,NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层的热震性能优于Cr3C2-NiCr涂层.