超音速火焰喷涂微米和纳米结构WC-12Co涂层及其性能

以纳米和微米级WC-12Co粉末为原料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在16Mn基体上制备了两种涂层.利用X射线衍射仪对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察,探讨了粉末结构、涂层的组织和结构以及抗磨粒磨损的性能.结果表明:WC-12Co粉末结构对涂层的组织结构影响非常显著,微米WC-12Co粉末中的WC的分解基本上得到了抑止,而纳米结构的粉末由于出现了WC的部分分解,导致了纳米涂层的抗磨粒磨损性能相对于微米涂层提高不多,但是与基体16Mn相比,两种涂层均表现出优异的抗磨粒磨损性能.     

枪管长度和喷涂距离对超音速火焰喷涂制备纳米WC-12Co涂层组织和硬度的影响

以纳米WC-12Co粉末为喷涂喂料,采用超音速火焰喷涂工艺,在其它喷涂工艺参数优化的条件下,只改变枪管长度和喷涂距离,在Q235钢基体上制备了八种涂层;用X射线衍射仪和扫描电镜对喷涂粉末及涂层进行了相结构和形貌分析,探讨了枪管长度和喷涂距离对涂层显微硬度、相结构以及表面形貌的影响。结果表明：与喷距相比,枪管长度是影响纳米WC涂层显微硬度的主要因素,用长枪管制备的涂层比短枪管制备的涂层分解严重,但相应涂层的显微硬度却显著提高;当枪管长度相同时,喷距变化也会对涂层的相结构、表面形貌和显微硬度产生一定的影响。     

火焰喷涂法制备纳米改性陶瓷涂层

研究了纳米改性陶瓷粉的配制。对所制备的纳米改性陶瓷涂层的结合强度、孔隙率、耐磨性、耐蚀性、微观形貌进行了试验研究。结果表明;火粉喷涂法制备的纳米改性陶瓷涂层与等离子喷涂陶瓷涂层性能相近。     

等离子喷涂WC-12Co涂层滑移区高温微动磨损特性研究

利用等离子喷涂技术在TiAlZr钛合金基材上制备了WC-12Co涂层.XRD分析表明,等离子喷涂WC-12Co涂层主要以WC和W2C两相存在,并伴随少量的W,CoO和Co相.采用高精度高温液压式微动磨损试验机研究了涂层的微动磨损行为,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激光共焦扫描显微镜(LCSM)对等离子喷涂WC-12Co涂层大气氛围中从室温(25 ℃)至400 ℃的滑移区微动磨损特性进行了研究,并与无涂层的TiAlZr钛合金基材进行了比较.结果表明:在室温(25 ℃)至400 ℃范围内,等离子喷涂WC-12Co涂层的摩擦因数随着温度的升高明显上升,而磨损体积基本不变;在此温度范围内,涂层的摩擦因数比基材低,磨损体积也比基材明显要低;等离子喷涂WC-12Co涂层提高了TiAlZr钛合金的抗高温微动磨损性能,其在室温(25 ℃)至400 ℃范围内的磨损机制主要以剥层形式为主,局部会有磨粒磨损.     

碳钢表面等离子喷涂陶瓷涂层的制备及表征

采用不同的喷涂功率,在Q235钢表面喷涂氧化铝涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、金相照相机和显微硬度计表征不同功率下Al2O3陶瓷涂层的成分、表面和界面形貌、金相组织以及显微硬度.结果表明,等离子喷涂能在碳钢表面形成结构致密的Al2O3陶瓷涂层,其与基体的结合主要以冶金的机械结合为主,硬度较基体有明显提高.XRD分析表明,陶瓷涂层中主要的成分是稳定的γ-Al2O3相,存在少量的α-Al2O3,同时还有极少量的其他多晶相和非晶相.     

添加CeO2对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO₂改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO₂的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明：CeO₂的添加对粉末烧结过程中Co₃W₃C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W₂C相的生成;CeO₂改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO₂的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO₂改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。     

等离子喷涂纳米热障涂层的微观结构特性与性能

热障涂层（TBCs）是由抗高温氧化腐蚀的金属粘结底层和隔热的陶瓷面层构成的复合功能涂层，主要用来为在高温热气流条件下工作的涡轮发动机叶片、燃烧室等热端部件提供高温隔热保护，从而显著降低热端部件的基体温度。采用TBCs不仅能使高温部件材料承受更高的使用温度，进一步提高发动机的工作温度和性能，同时可使发动机寿命和可靠性显著提高，具有极其重大的军事和经济价值。     

纳米表面工程中的纳米结构涂层组装

阐述了组装纳米结构涂层的材料学基础、意义及国内外应用研究现状;综述了纳米结构喷涂粉材的组成、加工方法和加工步骤,以及利用热喷涂技术(直接组装法和间接法)、电沉积技术、胶粘技术组装纳米结构涂层的技术路线和工艺条件;介绍了固相反应法、液相反应原位喷雾干燥法等加工纳米结构喷涂粉材的新方法。     

等离子喷涂用纳米结构喂料的制备研究

探索了等离子喷涂用纳米结构喂料的制备工艺，并采用此方法制备了纳米结构的Al2O3-13％TiO2喂料。采用等离子喷涂工艺进行了喷涂试验。试验结果表明，该喂料可用于等离子喷涂，涂层良好。     

热喷涂用纳米结构喂料的制备研究

探索了热喷涂用纳米结构喂料的制备工艺，并制备了纳米结构的Al2O3—13wt％TiO2喂料。采用超音速等离子喷涂工艺进行了喷涂试验。结果表明，该喂料可用于热喷涂工艺。     

油溶性纳米TiO2粒子的制备及其结构表征

利用液相沉积法制备十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)修饰的油溶性纳米TiO2粒子,研究修饰温度、修饰时间和修饰剂用量对TiO2油溶性以及在基础油中分散稳定性的影响,采用红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)进行了结构表征.结果表明:修饰温度为40℃、修饰时间为12 h、修饰剂与TiO2比例为2∶1(摩尔比)时,所得粒子具有最佳亲油化度和分散稳定性;纳米TiO2粒子表面的DTMS修饰膜,可有效控制粒径的过度增长,避免粒子间的团聚,增强了纳米TiO2在基础油中的分散稳定性.     

Pb纳米晶的制备及表征

以铅粒为起始原料，聚乙二醇为保护剂和抗氧化剂，采用液相分散法成功地制备出了铅纳米晶．并采用投射电子显微镜和X-射线粉末衍射仪对其形貌和结构进行了研究。试验结果表明：液相分散法制取的铅纳米晶粉是近球形的小颗粒。同时具有与原料铅完全相同的晶体结构。另外．在四球试验机上察了铅纳米晶的摩擦学性能。     

纳米结构WC/12Co涂层精密磨削残余应力的有限元模拟与试验研究

对金刚石砂轮精密磨削纳米结构WC/12Co涂层时得到的磨削残余应力进行了有限元模拟,忽略相变的影响,基于ANSYS平台,利用APDL参数化设计语言完成建立模型、给定材料属性、划分单元、加载和求解的整个过程.另对纳米结构WC/12Co涂层表面磨削残余应力进行了试验研究,并与有限元结果进行了对比,证明了有限元模型的正确性.     

纳米结构WC/12Co涂层精密平面磨削表面残余应力有限元模拟与试验

对金刚石砂轮精密平面磨削纳米结构WC/12Co涂层的磨削表面残余应力进行有限元模拟,忽略相变影响,基于ANSYS平台,利用ANSYS参数设计语言完成建立模型、给定材料属性、划分单元、加载和求解整个过程。对纳米结构WC/12Co涂层表面磨削残余应力进行试验研究,通过改变磨削条件得到不同磨削条件下残余应力的变化规律。将试验结果与相同磨削条件下的有限元模拟结果进行对比,发现试验结果与有限元模拟结果是一致的,证明了有限元模型的正确性。     

空心微纳米结构的制备及应用研究进展

空心微纳米结构材料由于其独特而优异的性质,越来越引起人们的广泛关注,成为材料领域研究的一个热点。本文综述了近年来空心微纳米结构的制备方法,如模板法、水热法、喷雾干燥法、高温溶解法及超声波法等,并介绍了空心微纳米结构的表征手段,如电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱及红外光谱等,同时综述了空心微纳米材料在不同领域的应用进展。     

纳米压痕技术表征Al2O3/3%TiO2爆炸喷涂涂层的各向异性

利用纳米压痕技术研究了爆炸喷涂涂层的微观结构特征和力学性能的关系。结果表明:相对于涂层表面,涂层横截面存在着尺度分布较宽的孔洞和微裂纹等缺陷;涂层微观结构的各向异性使得涂层的弹性、塑性、硬度和弹性模量等出现各向异性;与涂层横截面相比,涂层表面具有较好的抵抗外加载荷的能力和卸栽后良好的弹性恢复能力;涂层表面的硬度和弹性模量分别为10．3 GPa和170．7 GPa,而涂层横截面的分别为2．9 GPa和234．5 GPa。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层的组织结构与抗冲蚀性能

采用等离子喷涂方法分别制备了常规和纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层,用扫描电子显微镜分析了涂层的显微结构,并对涂层进行了抗冲蚀试验。结果表明:常规陶瓷涂层具有典型的片层状结构,但纳米陶瓷涂层片层状结构并不十分明显,且涂层裂纹数量明显减少;纳米陶瓷涂层中的显微结构的变化改善了涂层的韧性和结合性能;在冲蚀过程中,常规陶瓷涂层表面剥落严重,而纳米陶瓷涂层的冲蚀质量损失较小,抗冲蚀性能比常规陶瓷涂层提高了30%左右。     

TiAlN／SiO2纳米多层刀具涂层的微观结构和超硬效应研究

通过磁控溅射方法制取了一系列不同SiO2厚度的TiAlN／SiO2纳米多层涂层,并用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和纳米压痕仪分别对该涂层的微观结构和力学性能进行了表征和测量。研究表明：当非晶态的SiO2厚度约小于1nm时,SiO2在TiAlN模板作用下转变为晶体结构,并与TiAlN呈共格外延生长,出现超硬效应;当SiO2厚度为0．6nm时,其硬度和弹性模量分别高达37GPa和393GPa;当SiO2厚度超过lnm时,SiO2逐渐转变为非晶结构并且破坏了多层涂层的共格外延生长,硬度随之降低。因此,可以利用该方法制备出机械性能好且耐高温氧化性的刀具涂层,以满足现代切削的需要。