冷喷涂技术及涂层处理工艺的研究进展

相比于热喷涂工艺,近年发展起来的冷喷涂具有明显的优势,冷喷涂工艺可以实现低温状态下的金属涂层沉积,这种工艺过程对粉末粒子结构几乎无热影响．而对粒子的加速效果很好,金属材料沉积过程中的氧化可以忽略。本文介绍了冷喷涂技术的原理和特点,总结了冷喷涂技术在涂层沉积机制、工艺参数和涂层后期热处理三方面的最新研究进展。涂层与基体的界面结合以及涂层之间的粒子结合都是以机械结合为主．由此导致涂层与基体的结合强度不高。如何对冷喷涂涂层进行热处理,使其结合强度有所提高,已成为冷喷涂技术研究的一个新方向。     

氧化铝陶瓷金属化机理研究

对Al2O3陶瓷Mo-Mn法金属化过程和机理进行了研究,提出了液相反应烧成机理,其过程共分三个阶段：第一阶段,Mo表面氧化,氧化物反应,形成低熔点玻璃相,伴随着气孔缩小、气体逸出和体积收缩;第二阶段,玻璃相粘度降低,原子扩散,颗粒重排,体积明显收缩;第三阶段,氧化物溶解、反应、析出,形成新的中间化合物,颗粒球化,陶瓷界面消失,组织均匀、致密化。     

冷喷涂装置研究进展

冷喷涂技术于20世纪八十年代由俄罗斯科学家首先提出,随后西方国家对其进行了发展与商品化,近十年来关于冷喷涂技术及装置的研究论文及应用专利的增长越来越快,对冷喷涂工艺的研究已有多篇综述性文章。＂工欲善其事,必先利其器＂,改进现有冷喷涂装置和研发新装置,对获得高质量的涂层和提高冷喷涂效率、降低成本十分重要,但这方面鲜有综述...     

B-99氧化铍陶瓷金属化研究

通过对钼粉和钨粉两种体系的金属配方及粘结剂组成进行试验,分别对B-99氧化铍陶瓷金属化并进行抗拉强度试验,研究提高金属化层表面质量和抗拉强度的最佳配方。     

BaTiO3陶瓷表面金属化的研究

在ＢａＴｉＯ３陶瓷上化学镀Ｎｉ－Ｂ合金,使其表面金属化,研究了镀液组成和工艺对沉积速度的影响。选择合适的工艺可以在陶瓷表面得到性能良好的Ｎｉ－Ｂ镀层,其镀层的结构由镍和Ｎｉ２Ｂ相组合组成,镀层与陶瓷的结合强度为５．０８ＭＰ。Ｎｉ－Ｂ镀层具有良好的可焊性和导电性,其电极损耗于银电极损耗,可作为代银接触镀层。     

激光辅助冷喷涂技术应用进展

激光辅助冷喷涂技术是基于冷喷涂的原理,综合冷喷涂和激光熔覆的优点为一体的复合涂层沉积技术,可以沉积致密匀称、孔隙率可控的功能涂层,而且沉积速度快、涂层废品率低。本文主要介绍了该技术的原理及其最新应用范围,阐述了采用该技术在制备Stellite-6合金涂层、Ti涂层、Al-12 wt.%Si涂层、Ni60基金刚石复合涂层、Ti-HAP复合生物涂层等不同领域的应用优势。激光辅助冷喷涂技术的应用是激光用于工程部件表面修饰、涂层制备,提升部件性能的一个新趋势。     

冷喷涂TC4合金涂层性能研究

冷喷涂技术由于处理温度低,在制备易氧化和热敏感材料方面有很大的优势,特别是制备钛合金涂层能保持钛不被氧化发蓝。不锈钢受氯离子影响在海洋环境中点蚀风险极大,影响了其在海洋环境的应用,钛合金涂层则可以有效的解决这个问题。本文采用冷喷涂方法在不同工艺参数下在304不锈钢表面制备了Ti-6Al-4V(TC4)合金涂层,利用微观方法观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4合金涂层表观形貌较为粗糙,且内部组织结构不够紧密,氧化程度没有明显增加,但是腐蚀电化学行为与TC4基体相当,是理想的表面处理技术,作为涂层材料可大大提升不锈钢在海洋环境下的耐点蚀性能,具有广阔的应用前景。     

冷气动力喷涂技术研究

简要介绍了冷喷涂技术的特点和作者所在单位冷喷涂工作的研究进展。     

冷喷涂技术的应用现状及展望

简要介绍了冷喷涂技术的原理与特点,冷喷涂工艺参数、粒子沉积行为与喷涂后涂层的性能等研究现状,并对冷喷涂技术的应用前景进行了展望。     

冷气动力喷涂技术修复连铸结晶器应用研究进展

推介了一种全新的结晶器修复技术———冷气动力喷涂技术,介绍了该技术的优势和特点。对结晶器修复用铜、镍和铜—镍涂层的界面以及陶瓷涂层复合涂层的组织结构与力学性能进行了研究。结果表明,铜合金涂层的致密度达到98.7%,铜涂层与铜基板在显微组织上没有明显不同;结合强度和显微硬度（HV0.2）分别为37 MPa和310;铜涂层与镍涂层的界面为曲折波纹状,结合良好;冷喷态镍涂层主要由严重变形颗粒构成,致密度达到98.5%,在900℃下退火1 h发生完全再结晶,显微硬度（HV0.2）仍保持124.1,表明冷喷涂技术是一种具有潜力的结晶器修复技术,并对冷喷涂技术修复连铸结晶器的前景进行了展望。     

Refractory metallization of green ceramic

Successful refractory metallization of green ceramic is shown to require close matching of the shrinkages of the metal layer and the ceramic substate. Selection of specific metal particle sizes is used as the prime controlling parameter for metallizing several alumina ceramic types, including commercially pure alumina. Warpage of the fired part and adhesion of the metallization are demonstrated to be dependent on and controllable by the choice of metal particle distribution. Properly selected particle distribution results in flat metallized ceramic parts and good adhesion is obtained with pure elemental particles; other additives are unnecessary. X-ray stress analysis data and warpage results are correlated with pull strength measurements.     

热喷涂制备非晶合金涂层性能的研究进展

首先介绍了非晶合金的理论基础,然后从耐磨性和耐蚀性两个方面入手,详细地阐述了国内外对于热喷涂非晶合金涂层性能研究进展情况,并系统地总结了非金合金涂层在耐磨性和耐蚀性上的本质联系和根本矛盾,最后指出热喷涂非晶合金涂层性能研究上的局限性,提出三点问题:对于非晶合金基础理论的研究还处在起步阶段、热喷涂制备非晶合金涂层的合金体系种类少、制备非晶合金涂层的热喷涂技术有待开发,并针对以上三点问题提出热喷涂制备非晶合金涂层性能研究的未来发展方向。      

悬浮液等离子喷涂沉积热障涂层研究进展

悬浮液等离子喷涂（SPS）采用液相送料的方式,解决了纳米级粉末在热喷涂过程中送料困难的问题,同时,可沉积具有纳米级或亚微米级的柱状晶或垂直裂纹等结构的涂层。本文综述了近些年SPS制备热障涂层的相关研究进展。对SPS的原理和工艺特点进行了介绍;阐述了SPS制备热障涂层典型微结构,包括垂直裂纹和柱状晶结构的沉积机理;探讨了悬浮液特性（包括固含量、粘度、表面张力）、喷涂工艺参数（包括喷枪类型、喷涂距离）、基材表面粗糙度等对SPS沉积涂层微结构、热物理性能、热循环性能等的影响。最后,对SPS未来的发展及研究趋势进行了展望。     

热喷涂制备高熵合金涂层的研究现状与展望

首先介绍了高熵合金的理论基础。然后从不同的热喷涂工艺出发,综述了等离子喷涂、超音速火焰喷涂、高速电弧喷涂、冷喷涂四种技术在制备高熵合金涂层上的研究发展现状,重点从原料选用、制备工艺优化、性能研究、后处理工艺等方面对以上四种热喷涂技术制备高熵合金涂层的研究进行系统地归纳与总结。最后提出现有制备高熵合金涂层的热喷涂技术较少、热喷涂材料受限、高熵合金设计盲目这三个问题,针对性地提出了在优化已有技术的基础上开发新技术;开发高熵陶瓷、高熵非晶合金、高熵复合材料等新型热喷涂材料;沿用材料基因组理念建立高熵合金数据库这三点热喷涂制备高熵合金涂层在未来的发展趋势。      

多孔金属陶瓷膜研究进展

以多孔金属为基体的陶瓷膜具有力学强度高、过滤精度高和耐高温耐腐蚀等优点,已广泛应用于过滤、分离等领域。通过对比国内外多孔金属陶瓷膜的发展现状,综述了多孔金属陶瓷膜的结构特点、制备方法、对多孔金属基体的要求、研究现状和发展趋势,重点介绍了以多孔金属为基体的Ti O2和Al2O3膜的制备和研究。     

Numerical simulation of the effects of the impact velocity on the particle deposition characteristics in cold gas dynamic spraying

In this study,the effects of the impact velocity on the particle deposition characteristics in cold gas dynamic spraying(CGDS)of 304 stainless steel(SS)on an interstitial free(IF)steel substrate are numerical simulated by means of a finite element analysis(FEA).The results have illustrated that when the particle impact velocity exceeds a critical value at which adiabatic shear instability of the particle starts to occur.Meanwhile,the fatten ratio and impact crater depth (or the effective contacting area)increase rapidly.The particle-substrate bonding and deposition mechanism Can be attributed to such an adiabatic shear deformation induced by both the compressive force and the slide friction force of particle.The critical velocity can be predicted by numerical simulation,which is useful to optimize the CGDS processing parameters for various materials.     

碰撞速度对冷喷涂粒子沉积行为影响的数值模拟研究

采用有限元数值模拟方法研究了冷喷涂过程中304不锈钢粒子的碰撞速度对IF钢基板的碰撞和沉积变形行为的影响。结果表明,当粒子速度高于一个在产生绝热失稳变形并发生沉积的临界速度时,粒子的扁平率、有效接触界面积均显著增加。粒子沉积过程中的剪切失稳行为是由撞击过程中产生的压力与摩擦力共同作用的结果。这个临界速度可以由数值模拟计算得到,用于优化多种材料的冷喷涂工艺参数。     

Influence of the preheated substrate temperature on the microstructure deposition behavior of the 304 stainless steel coatings deposited by cold gas dynamic spraying

The effects of the substrate temperature on the deposition and microstructure of the 304 stainless steel(SS)cold gas dynamic spraying(CGDS)coatings were investigated.It was found that the higher substrate temperature could increase the deposition rate of the 304 SS particles,even the oxide films existed at the interface.There was a critical oxide film with a thickness of 3-4 μm which could be destroyed by the impacted particles.The micro-hardness and microstructure of the 304 SS coatings under different substrate preheating temperatures were almost the sanle.     

Numerical simulation of the effects of the impact velocity on the particle deposition characteristics in cold gas dynamic spraying

In this study,the effects of the impact velocity on the particle deposition characteristics in cold gas dynamic spraying (CGDS) of 304 stainless steel (SS) on an interstitial free (IF) steel substrate are numerical simulated by means of a finite element analysis (FEA).The results have illustrated that when the particle impact velocity exceeds a critical value at which adiabatic shear instability of the particle starts to occur.Meanwhile,the fatten ratio and impact crater depth (or the effective contacting area) increase rapidly.The particle-substrate bonding and deposition mechanism can be attributed to such an adiabatic shear deformation induced by both the compressive force and the slide friction force of particle.The critical velocity can be predicted by numerical simulation,which is useful to optimize the CGDS processing parameters for various materials.