超音速等离子-感应复合技术制备高铝铜合金涂层特性

为了探讨超音速等离子-感应重熔复合技术制备粗粉高铝铜合金材料涂层的能力以及所制备涂层的特点,采用超音速等喷涂预制涂层,采用高频感应加热对涂层重熔处理,研究了该复合技术制备涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.结果发现:粗粉高铝铜合金粉体超音速等离子喷涂层氧化严重,尤其在界面处聚集了大量的氧化物,使涂层和基体不能实现有效结合,涂层中较多的氧化和孔隙,隔离了层流片的熔结,并且涂层成分偏析严重.经过感应重熔后的涂层组织细小均匀,大量的氧化物排出,涂层和基体实现了冶金结合,同时感应加热使涂层成分分布更加均匀.研究结果表明超音速等离子-感应重熔复合技术具有制备高铝铜合金粗粉涂层的能力,在涂层与基体界面处能够形成宽度为10～15μm的冶金结合带.     

激光重熔制备TA1表面Ni/Al复合抗高温氧化涂层

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al复合涂层.利用激光重熔使得Ni层与Al层发生冶金反应,对试件进行800℃×40 h连续氧化.根据生成的金属间化合物特征研究纯钛的高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理后Ni/Al复合涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性能.在激光重熔过程中Ni/Al复合涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni形成以Ni_2Al_3相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al复合涂层表面形成连续且致密的α-Al_2O_3氧化膜与大量NiAl相,表面扩散层中的富铝相可为表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

反应热喷涂法制备陶瓷涂层的研究

首先通过差热-失重分析和XRD测试手段对反应热喷涂Al＋TiO2＋H3BO3混合粉体以制备Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层的可行性进行了分析.然后对喷涂后试样涂层的耐磨性进行了研究.结果表明：Al＋TiO2＋H3BO3混合粉体差热-失重分析和在1200℃烧结后XRD测试分析均表明完全可以反应生成所需的Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层.所制备陶瓷涂层的耐磨性要比基体提高1倍左右.     

等离子喷涂TiO2-CeO2复合涂层的结构及抗菌性能研究

利用等离子喷涂技术在医用Ti合金表面制备TiO2-CeO2复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层进行表征.研究CeO2含量对复合涂层的接触角、表面粗糙度、耐腐蚀和抗菌性能的影响.结果表明,TiO2-CeO2复合涂层主要由金红石型TiO2和少量的锐钛矿型TiO2组成.CeO2的掺杂使得涂层表面具有微米级粗糙度并保持良好的亲水性,且使涂层的耐腐蚀性能得到提高.CeO2的掺杂可提高复合涂层对金黄色葡萄球菌的抑制能力,而对大肠杆菌则没有明显的抑制能力.     

挤压轮表面等离子喷涂Al2O3-13％TiO2涂层组织和性能分析

在挤压轮表面,用等离子技术喷涂Al2O3-13％TiO2涂层.利用XRD、SEM和EDS等技术对Al2O3-13％TiO2涂层微观组织、形貌和物相成分进行表征,运用维氏显微硬度计对基体和涂层的显微硬度进行了测试,用高温摩擦磨损试验机对Al2O3-13％TiO2涂层的耐磨损性能进行了评价.结果表明,Al2O3-13％TiO2涂层中γ-Al2O3和α-Al2O3共存,以γ-Al2O3为主,涂层表面有Al2O3白色颗粒存在,涂层致密度较好,其表面显微硬度为975HV,耐磨损性能要明显优于H13钢,有效的提高了挤压轮的使用寿命.     

镁合金表面APS法制备ZrB_2-ZrC基复合涂层

针对镁合金抗烧蚀性差的问题,采用高能等离子喷涂在AZ91镁合金表面引入NiCoCrAlTaY过渡层后制备复合结构陶瓷涂层.复合陶瓷抗烧蚀层结构设计为小颗粒的SiC和ZrO_2填充于大粒径的ZrB_2和ZrC颗粒周围的四组元复合结构.采用球磨机械混合的方法将平均粒径为10μm的ZrB_2和ZrC粉末及平均粒径为1μm的SiC和ZrO_2粉末混合均匀,形成1μm小颗粒的SiC和ZrO_2均匀填充于10μm粒径的ZrB_2和ZrC颗粒的混合结构粉末作为喷涂粉末,通过大气等离子喷涂方法在46.5kW功率条件下制备复合结构陶瓷涂层.研究结果表明:复合陶瓷层内部组织为小尺寸的SiC和ZrO_2填充于大粒径的ZrB2和ZrC颗粒的四组元复合结构,达到四元复合结构的设计,涂层内部颗粒发生明显的扁平化,涂层显微硬度达到1 311kgf·mm~(-2).通过X射线衍射分析发现在涂层制备过程中粉末没有发生明显的相结构改变,透射电子显微镜微区分析表明在ZrB_2和ZrC大颗粒交界处出现B_2O_5Si非晶环带玻璃相的亚稳结构,有利于抗烧蚀性的提高.     

NiCr-Cr3C2 陶瓷涂层在锌铝腐蚀中的失效分析

运用超音速火焰喷涂技术在304不锈钢沉浸辊上喷涂NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层。将制备后的试样置于600℃铝质量分数为55%的熔融锌铝混合液中,并分析涂层在其中的腐蚀机理和失效过程。采用SEM 观察了原始粉末的形态并对涂层被腐蚀前后的形貌进行对比观察,采用EDS检测了NiCr-Cr₃C₂ 粉末的原始构成以及涂层被腐蚀后其中的元素变化。结果表明,NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层的孔隙率为2.9%,平均结合强度为82.76MPa,显微维氏硬度的平均值为1078.67HV。NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层在被沉浸1d后,在涂层中发现了元素构成的变化且有层次区分,NiCr-Cr3C2 涂层失效原因是Ni-Cr基体被Zn溶解,导致了涂层溃散,涂层中的Cr₃C₂也同时失去保护作用,并漂移到Zn-Al熔体中。     

喷涂工艺对陶瓷/金属自反应复合涂层组织的影响

用等离子喷涂的方法喷涂自制的Fe2O3 Al自反应复合粉,在金属表面制备了陶瓷-金属多相自反应复合涂层．研究了复合粉和涂层的微观结构,以及喷涂工艺参数对复合粉反应程度及涂层组织的影响．研究发现,喷涂距离是影响复合粉反应程度及涂层组织结构的主要因素,枪距在100mm时,反应最充分,涂层组织最致密．     

基体表面状态对 Fe3Al/Al2O3复合涂层性能的影响

利用等离子喷涂方法在相同喷涂工艺条件下 ,分别在不同表面状态的Q2 35钢基体上制备了Fe3Al/Al2 O3陶瓷复合涂层 .通过对涂层的结合强度、抗热震性能等试验 ,分析研究了基体表面状态对涂层性能的影响 .结果表明 ,对基体进行有效的表面处理 ,使其获得高的表面粗糙度和表面活性 ,有利于涂层结合强度和抗热震性能的提高 ,基体表面预处理是保证涂层质量的重要环节 .Fe3Al是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料     

AT13/WS2复合涂层的制备及摩擦学性能

采用等离子喷涂技术和水热反应合成法制备Al₂O₃–13%Ti O₂(AT13)陶瓷涂层和AT13/WS₂复合涂层,利用多功能摩擦学试验机和原子力显微镜,研究原位合成的WS₂对AT13陶瓷涂层表面摩擦磨损性能的影响,且利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对AT13/WS₂复合涂层物相组成和微观形貌进行分析,探讨材料的磨损机理。结果表明：通过水热反应,可将WS₂粉末合成在AT13涂层表面微裂纹和孔隙中,制得AT13/WS₂复合涂层;在干摩擦测试条件下复合涂层的摩擦系数(0.2左右)相对AT13涂层(0.7左右)显著降低;在微观尺度下AT13涂层横向摩擦力(0.5 V)明显大于AT13/WS₂复合涂层(0.1 V);严重的磨粒磨损和脆性剥落是AT13涂层磨损的主要原因,WS₂的引入可改善AT13涂层的磨损情况,AT13/WS     

Al2O3抗热震陶瓷的研究进展

为了增进对Al₂O₃抗热震陶瓷发展动态的了解,为Al₂O₃抗热震陶瓷的制备提供设计依据,针对Al₂O₃抗热震陶瓷的常用抗热震性测试方法,Al₂O₃陶瓷微观结构、表面条件、尺寸对抗热震性的影响,利用第二相法提高Al₂O₃陶瓷抗热震性的可行性,以及多孔Al₂O₃抗热震陶瓷的研究进展等方面进行了评述.在Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂、稀土化合物、低热膨胀系数组元或高热导率组元等可以改善Al₂O₃陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量等力学性能和(或)热膨胀系数、热导率等热学性能,从而起到提高Al₂O₃陶瓷抗热震性能的作用.叠层Al₂O₃复合抗热震陶瓷将成为今后的一个研究方向.     

低介Ba(Al0.98Co0.02)2Si2O8-Ba5Si8O21基LTCC微波介质陶瓷的研究

采用传统固相反应法,按摩尔比合成0.7Ba(Al_0.98Co_0.02)₂Si₂O₈?0.3Ba₅Si₈O₂₁(BACS-BS)基陶瓷,分析Li₂O-B₂O₃(1wt%)(L-B)烧结助剂对其烧结特性、相组成和微波介电性能的影响,探讨0.7BACS-0.3BS+1wt%(L-B)陶瓷理论与实验介电常数(ε_r)的差异。结果表明:添加1wt%(L-B)烧结助剂能有效降低0.7BACS-0.3BS基陶瓷的烧结温度(950 ℃),但严重影响其微波介电性能;在950℃烧结的0.7Ba(Al_0.98Co_0.02)₂Si₂O₈-0.3Ba₅Si₈O₂₁+1wt%(Li₂O-B₂O₃)陶瓷具有较好的微波介电性能,其ε_r=7.56, Q×f=13 976 GHz, τ_f=?6.32 ppm/℃;0.7BACS-0.3BS+1wt%(L-B)复合陶瓷与Ag电极有很好的化学相容性,这为其在LTCC技术的应用奠定了良好的基础。     

氧化铝增强的PdSe2/Si异质结光电探测器

为了降低暗电流,通过原子层沉积(ALD)生长了一层氧化铝(Al₂O₃)隧穿层,制备了PdSe₂/Al₂O₃/Si异质结光电探测器.通过优化Al₂O₃层的厚度,使得该探测器实现了高速和宽光谱响应.研究结果表明,在波长为808 nm的光照射和-2 V偏压下,所制备的光电探测器与未生长Al₂O₃的器件相比,暗电流降低了约3个数量级,器件的光响应度达到了约为0.31 A/W,对应的比探测率约为2.5×10¹² Jones,器件在零偏压下表现出明显的自驱动效应.经过循环测试1 200次后,器件保持良好的光响应.器件响应的上升时间和下降时间分别为7.1和15.6μs.结果表明,在二维层状半导体材料与Si之间引入Al₂O₃隧穿层,可以有效地降低器件的暗电流,有利于高性能的Si基光电探测器的制备.     

Al2O3在等离子喷涂涂层中的应用综述

Al₂O₃作为等离子喷涂的常用材料,以其良好的耐磨性和耐腐蚀性能被广泛地应用于工业领域。本文从原始喂料特征、第二相粉体粒子等方面阐述其对涂层性能的影响,并从梯度涂层、多层涂层和后处理（封孔处理、激光重熔等）等角度,对涂层的孔隙率和耐腐蚀性能的影响作了详细说明,在涂层的韧性方面,主要分析第二相粒子和热处理对涂层韧性的影响,最后对用等离子喷涂技术制备综合性能良好的Al₂O₃基复合涂层的研究方向提出了展望。     

SnO2 - CdO复合薄膜的制备及其光电性能研究

使用射频磁控溅射技术,以原子百分比为4:1和1:4的SnO₂和CdO制备了SnO₂- CdO复合薄膜.XRD分析表明, SnO₂- CdO(4:1)复合薄膜为SnO₂(310)和Cd₂SnO₄(011)的混合相多晶结构,且结晶性能良好.随着氧流量的增加,薄膜的择优生长方向由SnO₂(310)转变为Cd₂SnO₄(011).薄膜在可见光和近红外光范围内的最高透过率达到95%和91%, 最高平均透过率达到87%和85%, 光学带隙在3.80～3.90 eV范围内变化.电阻率随着薄氧流量的增加而下降,最低为0.133 Ω·cm.薄膜的厚度约为330 nm, 其表面由大量分布均匀的球形颗粒组成.原子百分比为4:1的SnO₂- CdO复合薄膜的光电性能优于原子百分比为1:4的SnO₂- CdO复合薄膜.     

等离子喷涂NiCr/Cr_2C_3、Ni/C及其复合涂层的耐磨性能

为了加强车辆机械零件的表面防护,采用等离子喷涂工艺在304N不锈钢表面分别制备了NiCr/Cr_2C_3涂层、Ni/C涂层以及NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层,观察了涂层组织形貌,测试了涂层硬度和耐磨性,分析了涂层的摩擦磨损机理.结果表明,3种涂层中NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层的耐磨性能最好.金属粘结相NiCr可以起到足够的支撑作用,从而防止涂层剥离与黏着磨损的产生.Ni/C作为固体润滑剂,通过自润滑作用降低了涂层的整体摩擦系数.     

用于降低接触热阻的复合黏结材料的制备优化

基于提高吸附床的导热性能,研制一种可涂于吸附床与吸附剂之间降低接触热阻的耐高温耐腐蚀的高导热复合黏结材料。通过稳态试验研究导热填料、稀释剂与偶联剂等因素对复合黏结材料热导率的影响,采用正交试验方法优化复合黏结材料的配制方案。研究结果表明:复合黏结材料的导热性能随着Al₂O₃导热填料的质量分数的增加而提高,采用10 μm Al₂O₃导热填料粒子的导热性能略高于采用35 μm Al₂O₃导热填料粒子的复合黏结材料,10 μm Al₂O₃导热填料粒子用质量分数8%的偶联剂处理,复合黏结材料的热导率最高。采用适当配比的导热填料、稀释剂与偶联剂能显著提高复合黏结材料的热导率。     

三氧化二铝对环氧树脂固化动力学及 热降解动力学的影响

采用热分析法研究了高含量Al₂O₃填料对环氧树脂（E51）/二氨基二苯甲烷（DDM）体系的固化表观活化能、热降解动力学和性能的影响.非等温差式扫描量热法（DSC）固化动力学研究表明,加入Al₂O₃体系的反应活化能由51.49 kJ/mol降低至48.12 kJ/mol;用n级非等温动力学法分析获得了固化反应的动力学参数.利用热重分析研究了环氧固化物体系的热降解动力学,用FWO方法计算固化物降解活化能结果表明,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系初始分解活化能影响不大,当降解率达到30%时,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系分解有明显的抑制作用.热重红外联用测试结果表明,甲烷、羰基化合物、胺和双酚A是E51/DDM热分解过程中的主要产物,Al₂O₃粉体能提高E51/DDM体系的热稳定性.动态热机械研究表明,Al₂O₃的加入增大了环氧树脂固化产物的储能模量.DSC测试结果表明,Al₂O₃加入后,体系的玻璃化转变温度由114.16℃提高到121.51℃.     

溶胶-凝胶法制备二氧化硅无机膜的工艺研究

以正硅酸乙酯为原料, 乙醇为溶剂, 盐酸为催化剂, N, N -二甲基酰胺为模板剂, 采用溶胶-凝胶工 艺在Al2O3 基体上制备SiO2 无机膜。考察了涂膜方式、溶胶的醇硅物质的量比及停放时间对膜性能的影响。结果 表明, 采用浓稀结合的方式涂膜可提高制膜效率及膜的性能;较大的醇硅物质的量比虽然可以获得较好的膜, 但制 膜周期较长;溶胶停放时间过长, 会使膜的性能下降。     

Ca1-3x/2Al2Si2O8:xEu3+荧光粉的发光和光温传感特性

为了探究稀土离子掺杂铝硅酸盐的光温特性,本文采用燃烧合成法制备了系列荧光粉材料Ca_1-3x/2Al₂Si₂O₈:xEu³⁺。X射线衍射结果表明掺杂Eu³⁺离子不会改变基质CaAl₂Si₂O₈的晶体结构。荧光光谱结果表明该荧光粉在近紫外光区域具有较强吸收,当被波长为393 nm的近紫外光激发后,其最大特征发射峰为611 nm,且Eu³⁺离子的最佳掺杂浓度为0.05。利用上升时间测温法研究了CaAl₂Si₂O₈:Eu³⁺荧光粉的光温传感特性,结果表明:随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,上升时间单调递减,但当掺杂掺杂超过0.100时就会发生淬灭。Ca_0.985Al₂Si₂O₈:0.01Eu³⁺的相对灵敏度随温度的升高先增大后减小,并在520 K时达到最大值（0.024 K^-1）。上述研究表明该荧光粉具备优异的温度传感性能,在测温领域具有广泛的应用前景。