稀有金属的低压等离子喷涂

综述了稀有金属低压等离子喷涂的工艺特点,介绍了Ti、Ta、Nb涂层的性能。     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层的氧化动力学

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备NiCoCrAlYTa涂层,研究涂层在900、1000和1100℃下恒温氧化200h的氧化动力学规律。通过表面XRD和SEM分析,初步探讨了氧化动力学规律与氧化产物的关系。结果表明：900℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化曲线符合对数规律,氧化产物主要为θ-Al2O3相;1000℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化曲线符合抛物线规律,氧化产物主要是θ-Al2O3和α-Al2O3相的混合物;1100℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化符合立方规律,氧化产物主要是α-Al2O3相。根据实验结果经计算得到NiCoCrAlYTa涂层氧化过程中θ-Al2O3的形成激活能为151．78kJ／mol,α—Al2O3的形成激活能为270．25kJ／mol。     

低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的氧化动力学

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备NiCoCrAIYTa涂层,研究涂层在900、1 000和1100℃下恒温氧化200 h的氧化动力学规律.通过表面XRD和SEM分析,初步探讨了氧化动力学规律与氧化产物的关系.结果表明:900℃时NiCoCrAIYTa涂层的氧化曲线符合对数规律,氧化产物主要为θ-Al2O3相;1 000℃时NiCoCrAIYTa涂层的氧化曲线符合抛物线规律,氧化产物主要是θ-Al23和а-Al2O3相的混合物;1 100℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化符合立方规律,氧化产物主要是а-Al2O3相.根据实验结果经计算得到NiCoCrAIYTa涂层氧化过程中θ-Al2O3的形成激活能为15I.78 kJ/mol,а-Al2O3的形成激活能为270.25 kJ/mol.     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层高温抗氧化性能

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,研究了不同功率参数制备的涂层在900℃175 h氧化后的特性,探讨了该涂层的氧化和退化机理.结果表明,3种功率制备的涂层都达到完全抗氧化级水平,其平均氧化速率分别为0.01 g/m2·h、0.01g/m2·h和0.0026g/m2·h,但不同涂层的氧化行为有所不同.3种试样氧化后表面形成了大量的β-Al2O3,并在涂层表面发生选择性氧化.X衍射分析表明,涂层发生了退化.     

粉末粒径对低压等离子喷涂厚W涂层的影响

采用低压等离子喷涂(LPPS)技术,用2种不同粒径的粉末,在铜基体上制备了厚度为0.7 mm以上的W涂层.通过扫描电镜(SEM)研究了涂层的微观形貌,并对粉末对W涂层的显微结构、结合强度、氧含量及热导率的影响进行了探讨.结果表明:细小粒径W粉所制备的W涂层孔隙率较低,但涂层存在明显的分层;粗粉所制备的W涂层结构均匀,涂层的内聚力与热导率分别达到了38 MPa和98.06 W/m·k,远高于细W粉涂层的23 MPa和75.36W/m·k.细W粉涂层较低的性能和其严重的分层有关.     

先进的低压等离子体在粉末冶金中的应用

低压等离子喷涂方法首次引入汽轮机行业是在１９７７年前后，从那时开始，低压等离子喷涂方法已发展成了一种完全自动化的生产方法。先进的低压等离子喷涂加工是一种可以精确控制的生产方法，允许获得堆敷率高的优质材料并具有良好的再现性。本文讨论了低压等离子喷涂方法及其优点，给出了整个过程全部计算机处理的现代化生产设备。     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层微观结构及抗氧化性能

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,利用OM、SEM和EDS研究了涂层的微观结构和涂层中各元素的分布,用XRD对涂层物相进行分析,测定了涂层的显微硬度和断裂韧性,并比较了涂层和合金的抗高温氧化性能.结果表明,涂层中Al、Cr、Co和Ni元素分布均匀,主要由γ-Ni、β-NiAl、γ'-Ni3Al和少量CrCoTa相组成,涂层/合金界面处形成Al、Cr、Co和Ni元素浓度台阶.涂层的显微硬度和断裂韧性分别为350.8 HV0.3和2.73 MPa·m1/2.涂层比镍基单晶高温合金的高温抗氧化性能好.     

低压等离子喷涂设备、工艺及应用

热喷浍由于它制作的涂层性能好，操作方便，沉积速度高，它在各个工业部门得到了大量的应用。随着工业的不断发展。对涂层的质量有了更高的要求，而一般的大气喷涂在许多地方已满足不了使用的要求，因此发展了低压等离子喷涂技术和设备，从80年代开始已在航空工业、电子工业、机械工业．轻工．造船等部门得到了越来越广泛的应用。     

冷喷涂和低压等离子喷涂Ni-Ti涂层：组织和性能

采用原子比1：1的Ni和Ti为原料,通过冷喷涂(CS)和低压等离子喷涂(LPPS)制备了Ni-Ti复合涂层,研究喷涂工艺对涂层的组织(孔隙率、相组成和显微组织)和性能(硬度、耐磨性和耐蚀性)的影响。结果表明：两种涂层均未发生明显的氧化,但表现出不同的组织结构。高速碰撞后的颗粒发生严重塑性变形使CS涂层具有低的孔隙率,且XRD未检测到其它的相生成;层片状结构的LPPS涂层内部形成了Ni-Ti金属间化合物相,其表现出高的显微硬度和低的磨损率。此外,LPPS涂层高的腐蚀电位和低的腐蚀电流密度,表明其高的耐蚀性。     

低压等离子喷涂纳米YSZ涂层的结构及力学性能

采用低压等离子喷涂技术制备具有新型结构的纳米YSZ涂层,研究电弧电流和粉末松装密度对涂层微观结构以及力学性能的影响。结果表明,松装密度为0.95g/cm3的粉末在喷涂过程中因电流升高而引起的晶粒生长的程度远低于松装密度为1.4g/cm~3的粉体。当电流超过350A后,两种粉末所对应的涂层的Weibull模量分布均发生从二元结构向单一值的转变,但转变后涂层的结构均呈现出有别于传统涂层结构的细等轴晶结构。硬度与弹性模量的分析结果表明具有细等轴晶结构的涂层较在350A电流下形成的二元结构纳米涂层具有更高的平均硬度与弹性模量。当采用密度为1.4g/cm~3的粉末时,所对应涂层的断裂韧性Weibull曲线随电流波动较大。     

低压等离子喷涂技术在功能性涂层的应用进展

与常规等离子喷涂相比,低压等离子喷涂技术在真空或低压下进行等离子喷涂,可制备更低杂质、更高致密度、更高结合强度的涂层。介绍了常规等离子喷涂焰流速度高、工艺稳定性好、沉积效率高、可控性好的特点,详细阐述了低压等离子喷涂技术清洁、高速、长焰流、预热、电清理的工艺优势,说明了低压等离子喷涂技术在热障涂层、抗气蚀涂层、面向等离子体材料等功能性涂层制备上的应用,最后从完善相关理论、与其他技术联用、工艺在线可控、气氛压力更低等方面,以及在航空、航天、电子等领域的运用,对低压等离子喷涂技术的发展进行了展望。     

节能,高效等离子喷涂设备的开发和喷涂组织

分析了现在常用的４０～１００ｋｗ等离子体喷涂设备的特征,从提高等离子喷涂效率和节能出发,开发了一种内部粉末供给,电能消耗为２－１３ｋｗ的Ｐｌａｓｍａ－ＬＥ１５等离子体喷涂系统,利用该系统对陶瓷,金属碳化物和金属合金粉末进行了喷涂实验,其中金属碳化物和金属合金粉末的喷涂沉积效率８０％以上,对几种喷涂组织进行了测试和调查,用该系统喷涂得到的组织性能高于或者等于通常大气条件下外部送粉式４０ＫＷ等离子喷涂     

低压条件下的等离子射流特性分析

低压等离子喷涂由于具有特殊的射流特性,以及可以沉积组织均匀的特殊结构涂层而备受关注.涂层的形成受到等离子射流特性的影响,比如焓值、温度、速度等.研究中利用热焓探针技术在环境压力为3 kPa的条件下,测量了Ar-H₂等离子体不同轴向位置射流中心的焓值和压力,并且进一步计算了射流的温度和速度,以及表征等离子体对粉体加热能力的努森数.结果表明,等离子射流在距离喷嘴出口12.5 mm处的温度为11 000 K;400 mm处降为7 000 K;等离子射流速度在喷嘴出口处25 mm左右达到最大值,约为2 000 m/s;喷嘴外部等离子射流的努森数处于过渡区,对粉体的加热能力较低.     

空气等离子体喷涂NiCr涂层的真空热处理和低压渗碳

复合处理工艺是在等离子喷涂层上再进行诸如退火，渗碳或渗氮之类的处理，为了改善这种涂层的特殊物理性能。对预先在１６ＭｎＣｒ５钢上空气等离子喷涂ＮｉＣｒ的涂层进行了真空热处理或低压渗碳处理试验，结果，涂层的致密性和与基体间的附着力显著提高。     

低压等离子喷涂316L不锈钢涂层组织对性能的影响

目的研究涂层组织形貌对涂层性能的影响。方法采用低压等离子喷涂方法制备316L不锈钢涂层,通过改变喷涂条件以及热处理工艺分别得到颗粒堆积、层片状和等轴晶三种不同组织的涂层。利用金相显微镜、X射线衍射、显微硬度计和浸泡实验,分析其金相组织、相结构、显微硬度和耐腐蚀性,对比分析三种不同涂层的性能。结果等轴晶涂层只含奥氏体相,而颗粒状和层片状涂层除奥氏体相外,还有?铁素体相。层片状涂层显微硬度最高(为262 HV0.3),颗粒状涂层次之(为243 HV0.3),等轴晶涂层硬度最低(为118 HV0.3)。在浓盐酸中浸泡1、2、3 h,层片状涂层质量损失分别为0.0110、0.0262、0.0445 mg/cm~2,颗粒状涂层质量损失分别为0.0078、0.0128、0.0262 mg/cm~2,等轴晶涂层质量损失分别为0.0071、0.0100、0.0126mg/cm~2。结论层片状涂层有最高的显微硬度和最差的耐腐蚀性,等轴晶涂层则有最好的耐腐蚀性和最低的显微硬度,颗粒状涂层介于两者之间。     

电热爆炸喷涂和等离子喷涂联合法制备热障涂层的研究

采用电热爆炸喷涂和等离子喷涂联合制备热障涂层,以电热爆炸喷涂法在DZ125合金表面制备NiCoCrAlY粘结层,以等离子喷涂技术制备陶瓷顶层。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对所制备的粘结层进行分析,结果表明:电热爆炸喷涂的粘结层与基体结合良好,喷涂态的粘结层的相主要由Ni3Al组成。采用联合法制备的热障涂层,在喷涂态的陶瓷层、粘结层、基体3者结合良好,界面清晰。在高温热循环过程中,粘结层/陶瓷层界面间生成了连续、致密的Al2O3膜,阻碍粘结层的氧化。粘结层/TGO界面产生平行于界面的裂纹,是导致热障涂层失效的主要原因。     

等离子喷涂分布控制系统

针对等离子喷涂设备出分布式控制系统,介绍了等离子喷涂分布控制系统的软、硬件结构。经实践证明,该方法实用、可靠,是解决等离子喷涂智能化的有效途径。     

热处理对等离子喷涂316L不锈钢涂层组织和性能的影响

利用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂在不同的基体温度下制备了316L不锈钢涂层,分别使用光学显微镜和显微硬度计研究涂层的组织和性能,并且对涂层进行了退火处理,研究了涂层的组织性能的变化。结果表明,对于低压等离子喷涂,通过改变基体温度,可以获得层片状组织和等轴晶组织的涂层,并且对层片状组织的涂层进行热处理,可以使其转变为等轴晶结构涂层;而对于大气等离子喷涂通过改变基体温度以及对涂层进行后续热处理,均不会形成完全的等轴晶结构涂层。在涂层硬度方面,对于原始涂层而言,等轴晶涂层的硬度低于层片状组织涂层,对于大气等离子喷涂经过热处理后的涂层硬度明显降低。