铝活塞上梯度TBCs的发展研究

梯度热障涂层是一种新型耐热材料，可充分缓和热应力。简述了梯度热障涂层的国内外研究进展、设计及主要制备方法。     

含MoSi2热障梯度涂层的抗热震性能研究

对添加MoSi2和未加MoSi2的ZrO2-A1／Ni梯度热障涂层的抗热震性能的比较，并结合微观组织和能谱对此进行了分析。结果表明，，MoSi2在热震过程中发生了反应，添加MoSi2可提高涂层的抗热震性能。     

等离子喷涂纳米ZrO2功能梯度热障涂层的孔隙结构

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米ZrO2功能梯度热障涂层,采用定量金相分析技术分别研究了表面陶瓷层、中间层及界面处的孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形状.结果表明:各区域的孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形状系数服从各自相似的概率分布;界面处孔隙率最高为6.87%,表面陶瓷层和中间层孔隙率略低;涂层中尺寸在1μm以下的孔隙数量最多,约占65%;孔隙大多呈等轴状,所占比例在70%～73%之间.     

铝基体喷涂Al2O3-TiO2/NiCoCrAlY系梯度涂层的抗热震性能

在ZL104铝合金基体上喷涂了Al2O3-TiO2／NiCoCrAlY系梯度涂层和Al2O3-TiO2非梯度涂层,对这两种试样进行了室温←→400℃冷热循环试验,以研究涂层的抗热震性能和热震失效机制。结果表明：Al2O3-45%TiO2与基体热膨胀系数的差异所产生的热应力是热震过程中涂层剥落的主要原因,涂层成分的梯度变化缓解了热应力,提高了抗热震失效能力;在热震循环过程中试样的弯曲是由基体和涂层材料膨胀系数、导热系数的差异以及铝基体的塑性变形造成的,这种变形使涂层产生残余拉应力,降低了涂层的抗热震性能。     

热障梯度涂层的制备工艺与性能研究

从涂层梯度成分设计、制备工艺及性能测试方面介绍氧乙炔火焰法制备Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ热障陶瓷梯度涂层。研究了梯度涂层的弯曲强度、结合强度、热冲击性、显微硬度分布和热障性能等。     

ZrO2热障涂层耐高温冲刷性能研究

采用等离子喷涂工艺制备了NiCoCrAlY／ZrO2热障涂层，利用超音速火焰喷涂（HVOF）ZrO2粒子高速冲刷涂层表面，考察ZrO2热障涂层的耐高温冲刷性能。结果表明，等离子喷涂NiCoCrAlY／ZrO2热障涂层具有较好的耐高温冲刷性能，经高温高速粒子冲刷20s后，涂层与基体结合良好，涂层完整，未出现大面积的剥落。等离子喷涂ZrO2热障涂层高温冲刷的主要磨损机理为脉动冲击作用造成的裂纹扩展、涂层颗粒变形磨损和微切削。涂层的耐高温冲刷性能主要取决于涂层的硬度。     

NiCrAlY+ZrO2摩擦搅拌处理的铝基体微观结构形态

为使热障涂层与基体有更好的力学和物理性能匹配,探索一种在铝基体中通过摩擦搅拌掺入NiCrA1CoY颗粒和NiCrAlY+ZrO2混合粉粒体进行基体改性的方法。结果表明摩擦搅拌方法可实现颗粒的有效掺入和分布,而处理温度的控制对处理质量具有决定性作用。     

等离子喷涂NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层的结构与组织特征

利用等离子喷涂方法制备了NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、相结构、硬度和孔隙率进行了研究.结果表明:梯度涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性的分布特征,是由α-Al2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、Ni、NiO以及镍铝金属间化合物等多种相组成的复合材料;梯度涂层中NiAl合金层的孔隙最少,表面纯陶瓷层孔隙率最高;随着Al2O3含量的增加,涂层的硬度逐渐增大.     

热障梯度涂层的显微组织分析

针对黑白显微组织观察难以区分等离子喷涂热障功能梯度涂层中多种成分显微组织的问题，采用真空镀膜的方法，在涂层截面蒸镀1层ZnSe薄膜，利用光的薄膜干涉效应使显微组织产生鲜明的彩色衬度，得到彩色显微组织照片。结果表明：该方法可以有效地将涂层中多种成分区别开来。     

二硅化钼对镍铝涂层显微组织和性能的影响

在镍包铝粉体中添加MoSi2,采用等离子喷涂方法制备了镍铝涂层,研究了MoSi2对镍铝涂层的组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:加入MoSi2后,镍铝涂层主要由Ni3Al、NiAl、MoSi2和Mo5Si3相组成;随着MoSi2含量的增加,涂层中孔隙、微裂纹的数量及尺寸增加,显微硬度也逐渐增大;加入质量分数为20%的MoSi2后涂层的耐磨性最好;纯镍铝涂层的磨损机理为磨粒造成的犁削,加入20%MoSi2后涂层的磨损机理为碾压作用和少量的脆性断裂,加入50%MoSi2后涂层主要为脆性断裂。     

LY12铝合金微弧氧化后疲劳特性研究

微弧氧化是一种新兴的表面改性技术，利用810Material Test System疲劳试验机，对LY12-CZ铝合金微弧氧化后疲劳特性进行了研究。结果表明：疲劳特性随着膜厚的增加先提高后降低，膜厚有一极限值；与阳极氧化相比，膜厚为15μm，20μm试件的平均循环次数分别提高19．8%和24．4％，膜厚为25μm试件的平均循环次数降低14．6％；膜层较薄时疲劳断裂后断口膜层与基体结合紧密，膜层较厚时疲劳断裂后断口膜层部分脱落。     

聚苯硫醚/氟树脂梯度防腐蚀涂层的研究

在碳钢表面制备了具有梯度结构的PPS／FEP复合防腐蚀涂层,采用拉开法测定了各涂层体系的结合强度。结果表明：PPS／FEP梯度防腐蚀涂层明显改善了单纯氟树脂涂层对金属的不粘性,PPS／FEP五层梯度结构涂层与钢基体的结合强度可达11．8MPa;电子探针分析结果显示,五层体系中各组分沿横截面呈连续梯度分布,有效加强了层问结合。     

ZrO2涂层激光热冲击损伤机理研究

研究了等离子喷涂ZrO2涂层在激光热冲击条件下激光输出功率对涂层损伤的影响,并探讨了涂层的损伤机理.结果表明：随着激光输出功率的增大,ZrO2涂层损伤加剧,并伴随裂纹的萌生与扩展,激光输出功率为1800W时涂层被击穿,激光热冲击对基体的热影响作用较小;ZrO2涂层主要以裂纹的萌生、扩展消耗激光热冲击能量.     

ZrO2热障涂层研究进展

简述了热障涂层的发展;介绍了ZrO2陶瓷作为热障涂层材料的热力学性能和机械性能,以及ZrO2热障涂层的失效机理和改进措施;论述了梯度热障涂层的优点和有待解决的问题.     

Gradient DLC-Based Nanocomposite Coatings as a Solution to Improve Tribological Performance of Aluminum Alloy

The low hardness and poor tribological performance of aluminum alloy as moving component greatly restricts their wide applications in automotive fields. In this letter, an attempt to deposit gradient Ti/TiN/Si/(TiC/a-C:H) multi-layer on aluminum alloy is thus effectively performed by a combined arc ion plating and magnetron sputtering process based on the concept of involving coatings with a functionally graded interface. Multi-layered structure within DLC-based coatings has shown to significantly improve the load-bearing capacity, anti-wear and self-lubricating ability of Al alloys. The friction coefficient of gradient DLC-based coatings decreased to 0.18 under dry sliding condition while kept at 0.05 under the oil-lubricated conditions. The wear rate of gradient DLC multilayers was lower by two and even three orders of magnitude when compared with Al alloys both under dry wear and oil-lubricated conditions. Such gradient DLC-based coatings with good adhesion strength, high hardness, and excellent tribological performance are considered as potential protective surfaces of Al alloys for engine parts.     

等离子喷涂ZrO2热障涂层的热冲击性能

利用ANSYS软件对铝、镍基体等离子喷涂ZrO2热障涂层在热冲击过程中的应力分布进行了数值模拟,并比较了不同金属基体对涂层热冲击行为的影响.结果表明:热冲击过程中产生的径向热应力最终导致涂层中垂直裂纹的出现,镍基体涂层的热冲击性能优于铝基体,有限元计算结果与试验结果吻合良好.