石墨表面氧化锆陶瓷防护涂层组织性能研究

采用棒材火焰喷涂工艺,以不同致密度的氧化锆陶瓷条棒为喷涂材料在石墨基体上制备了氧化锆陶瓷防护涂层,对涂层的组织形貌、结合强度和抗热震性进行了测试研究。结果表明,采用不同致密度的陶瓷条棒可制备出组织致密的涂层,氧化锆陶瓷涂层在石墨基体表面的结合强度最高可达5.0MPa,在6.3×10~(-1)Pa真空环境下涂层的室温~1300℃抗热震性良好,涂层结合强度和抗热震性随涂层致密度的提高而提高。     

转炉烟道电弧超音速喷涂涂层性能分析试验

针对转炉烟道的工况及失效形式,为提高烟道的使用寿命,设计了一种电弧超音速喷涂工艺制备的以镍铬合金为主的3层复合涂层,金相观察、显微硬度分析、高温氧化试验及抗热震性能测试表明,复合涂层与基体结合强度高,耐磨耐蚀性能优良。     

熔盐法制备C/C复合材料表面MoSi_2-SiC涂层的结构与性能

采用两步熔盐法于900~1 000℃下在C/C复合材料表面制备MoSi_2-SiC复合涂层,即在含仲钼酸铵的熔盐中制备Mo_2C涂层,然后通过熔盐渗硅生成MoSi_2-SiC复合涂层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱分析(EDS)等方式研究涂层的组织结构,并测试涂层在1 500℃下的抗氧化性能和抗热震性能。同时对涂层氧化后的组织结构进行分析。结果表明:复合涂层主要由MoSi_2和SiC两相组成,涂层与C/C基体结合处仅有少量未反应的Mo_2C。涂层整体致密,与基体结合良好,均匀地包覆整个基体表面,厚度约为100μm。涂层样品在1 500℃的静态空气中氧化42 h后,涂层表面仍保持完整,质量损失率仅为2.79%。1 500℃下经历30次热震实验后,样品的质量损失率为1.96%,涂层具有良好的抗氧化和抗热震性能。     

爆炸喷涂连铸结晶器表面涂层组织和性能北大核心

为探讨连铸结晶器镀层表面局部喷涂技术的可行性,采用爆炸喷涂工艺分别在铜基体和铜基体+镀铬层表面制备NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层,研究了涂镀层的显微结构、结合强度和抗热震性能。结果表明:涂层呈典型的层状组织,结构致密均匀,涂层与铜基体以及涂层与镀层之间结合都非常紧密,未发现界面污染和氧化物夹杂存在;涂层与基体、镀层与基体、涂层与镀层之间的结合强度均接近于70 MPa,喷涂工艺未对镀层和基体之间的结合状态产生不利影响;涂层+铜基体结构的抗热震性能差于涂层+镀层+铜基体结构的抗热震性能,电镀层起到了过渡层和阻隔层的作用,减缓了涂层热震失效的速度,降低了铜基体氧化的倾向。     

爆炸喷涂连铸结晶器表面涂层组织和性能

为探讨连铸结晶器镀层表面局部喷涂技术的可行性,采用爆炸喷涂工艺分别在铜基体和铜基体+镀铬层表面制备NiCr-Cr_3C_2金属陶瓷涂层,研究了涂镀层的显微结构、结合强度和抗热震性能。结果表明:涂层呈典型的层状组织,结构致密均匀,涂层与铜基体以及涂层与镀层之间结合都非常紧密,未发现界面污染和氧化物夹杂存在;涂层与基体、镀层与基体、涂层与镀层之间的结合强度均接近于70 MPa,喷涂工艺未对镀层和基体之间的结合状态产生不利影响;涂层+铜基体结构的抗热震性能差于涂层+镀层+铜基体结构的抗热震性能,电镀层起到了过渡层和阻隔层的作用,减缓了涂层热震失效的速度,降低了铜基体氧化的倾向。     

CeO2对不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的影响

采用高温熔烧法于1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备掺CeO2的SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层,研究了不同含量CeO2对涂层的抗氧化性、抗热震性和硬度的影响。研究结果表明,含CeO2的不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层能有效阻止不锈钢基体的氧化增重,提高涂层的抗热震性能及硬度。本实验条件下,CeO2含量2.8%时,涂层具有最好的抗氧化性能和抗热震性能。     

过渡金属氧化物系红外辐射涂料抗热震性实验研究

针对红外辐射涂料在工业炉不同基体表面上应用时出现的涂层易脱落问题，对自制的过渡金属氧化物系红外辐射涂料进行了涂层高温抗热震性实验研究，研制了两种抗热震性优良的红外辐射涂料，并能同时适应耐热金属基体和耐材基体。     

复合添加剂对氧化铝陶瓷烧结性和抗热震性的影响

研究了复合添加剂MnO2、MgO和Y2O3对Al2O3陶瓷烧结性和抗热震性的影响.试验结果表明:在复合添加剂中引入MgO和Y2O3大幅度提高了Al2O3陶瓷的致密度,促进了陶瓷的烧结,提高了材料的强度.Al2O3陶瓷的抗热震性能也得到提高,当MgO和Y2O3的含量为0.5%时,Al2O3陶瓷的临界热震温差在300℃左右,抗热震性能大大提高;继续增加MgO和Y2O3的含量,其抗热震性有所降低.添加复合添加剂的Al2O3陶瓷的抗热震性受到细晶强化和气孔的共同控制,对抗热震性提高的主要贡献为细晶强化,但气孔也会影响其抗热震性.     

航空航天用新型Ta10W合金复合高温抗氧化涂层

利用双辉离子镀法在Ta10w基材表面制备一层与基体冶金结合的钼系涂层,再利用料浆熔烧工艺在钼系涂层表面制备了硅化物高温抗氧化复合涂层,研究了1 800℃下复合涂层的静态抗氧化和热震性能。利用扫描电镜和EDS能谱等手段对涂层组成和表面断口形貌进行分析,结果表明:1 800℃下复合涂层可连续使用10 h,表层失效,渗钼层完好,渗钼层和基体、硅化物涂层之间均有厚度不等的扩散层生成,增强了涂层间的结合强度,可有效提高涂层的耐高温性能。     

CeO_2添加剂对Cr_2O_3涂层组织和抗热震性的影响

本文在 Cr2 O3陶瓷材料中添加不同含量的 Ce O2 ,探讨了 Ce O2 对等离子喷涂 Cr2 O3涂层组织和抗热震性的影响。研究结果表明 ,加入 3.0 % Ce O2 可降低涂层中的孔隙率和空洞尺寸 ,减少涂层内应力在孔隙边缘的应力集中 ,从而提高 Cr2 O3涂层的抗热震性。陶瓷涂层的热震失效是由于涂层在循环加热和冷却过程中 ,涂层内产生循环热应力 ,导致涂层发生热疲劳失效     

Ni基合金—ZrO_2·Y_2O_3倾斜功能材料的研究

本文研究的是一种新型材料——“倾斜功能材料”。在一定实验的基础上利用等离子喷涂法成功地制造了7层过渡的Ni基合金—ZrO_2.Y_2O_8倾斜功能材料,其抗热震性能领先于现有文献报道的同类方法制造的倾斜功能材料。同时,本文利用X射线法对ZrO_2·Y_2O_8涂层的残余应力进行了测量,这也是一种新的探索;实验过程中对本文中的两类试样进行了真空热处理及抗热震性实验。实验结果表明,陶瓷涂层中存在着大的应力梯度并随基体温度的提高,ZrO_2.Y_2O_2涂层中残余压应力的趋势增大;对于倾斜功能材料试样,随着过渡层数的增加,材料抗热震性明显增加,并且经过真空热处理后,材料的抗热震性明显提高。     

铌合金表面硅化物涂层热震行为研究

为提高铌合金高温抗氧化性能, 采用复合包渗法在Nb521合金表面制备了以MoSi2为主体的硅化物涂层, 对涂层进行了室温～1650 ℃热震试验, 利用XRD, SEM, EDS以及EPMA等检测手段对热震前后涂层组织结构变化进行了分析, 观察了裂纹扩展过程.结果表明: 涂层室温～1650 ℃有效抗热震次数可达600次; 热震过程中, 元素扩散导致涂层组织结构发生明显改变; Nb5Si3低硅化物层的产生对裂纹扩展有重要影响.     

堇青石-铁氧体基红外辐射非晶节能涂层的制备与性能

采用等离子喷涂技术在普碳钢表面制备堇青石-铁氧体基红外辐射非晶节能涂层。采用扫描电镜、X射线衍射分析复合红外粉末及其涂层的形貌、物相组成与结构,采用红外光谱仪测定涂层的辐射率,采用划痕法测定涂层与基体的结合力,采用水冷法检测涂层的抗热震性能。研究结果表明:在普碳钢表面制备的堇青石-铁氧体基红外辐射非晶涂层呈层状堆积结构,孔隙率低,与基体的结合力为一级,与传统刷涂工艺制备的涂层相比,等离子喷涂制备的涂层具有更优良的抗热震性能,且制备的红外辐射非晶涂层在3~5μm波段具有较高的红外辐射率,为0.8,在8~10μm波段更是高达0.94。     

氧-乙炔火焰喷涂红外辐射节能涂层的性能

以Fe_2O_3,MnO_2,Co_2O_3和NiO为原料,采用料浆喷雾干燥、高温固相反应结合氧-乙炔火焰喷涂工艺在Q235A普碳钢基体表面制造红外辐射节能涂层。采用X射线衍射、扫描电镜及红外光谱对粉末和涂层的物相组成、微观结构及涂层的发射率进行分析;并采用拉伸法测定涂层与基体的结合力,采用水淬法检测涂层的抗热震性能。研究结果表明:涂层由混合尖晶石结构的铁氧体物相组成,涂层表面粗糙,半熔融态的颗粒均匀分布在碳钢基体表面;涂层在800℃全波段的红外发射率在0.7以上,相比传统刷涂工艺,节能涂层在低于5mm波段的红外辐射性能更优,说明氧-乙炔火焰喷涂制备的红外辐射涂层在高温阶段具有更强的辐射换热能力;涂层与普碳钢基体的结合强度为19.5 MPa,是采用刷涂工艺制备涂层的结合强度的3倍以上;涂层试样1 000℃水淬19次后表面未出现裂纹或脱落现象,说明涂层具有优异的抗热震性能。     

添加物对VOD精炼炉用镁铬砖抗热震性的影响

主要研究了不同添加物对镁铬砖抗热震性的影响.结果表明:在电熔再结合镁铬砖基质中分别外加2%的添加物,镁铬砖的抗热震性都有所提高.添加物在提高镁铬砖抗热震性上的顺序为:α-Al2O3 TiO2复合＞α-Al2O3＞ZrO2＞TiO2,其中α-Al2O3 TiO2复合添加物是提高镁铬砖抗热震性的理想添加物.     

炭/炭刹车盘的复合抗氧化涂层探讨

在C/C刹车盘的非摩擦面上涂层是氧化防护的一种有效方法,对涂层配方进行DTA分析,确定了涂层的固化温度,对经磷酸和氧氯化磷处理过的样品的起始氧化温度进行了测试,对不同复合抗氧化剂处理过的样品的抗氧化、抗热震性能进行了试验,采用SEM,TGA,EDAX对涂层及涂层与基体之间的界面结构、涂层的成分等进行了观察和分析,表面预浸磷酸后浸TEOS(正硅酸乙酯)再涂层有最佳且稳定的抗氧化效果。     

碳化硅复合镍磷合金涂层的组织结构、显微硬度及腐蚀性能研究

镍基复合涂层是一项有望替代电镀铬涂层的先进绿色环保表面处理技术。 本文在铝合金表面制备了纯 Ni、 NiP及其与SiC复合涂层, 利用SEM、 EDS和XRD研究了Ni、 NiP及其复合涂层的微观形貌、 成分与组织结构, 利用显微硬度计与电化学工作站研究了其硬度与耐腐蚀性能。 研究结果表明： SiC 复合电镀纯镍涂层的表面较为 粗糙, SiC 复合电镀镍磷合金涂层中晶粒轮廓明显; 电沉积镍磷合金涂层的相结构包括晶体 Ni2P、 Ni12P5 和非晶 NiP。 铝合金基体表面 Ni-P 合金涂层的显微硬度显著高于纯 Ni 涂层, 引入 SiC 纳米颗粒形成复合涂层可提高其 显微硬度; SiC 颗粒有助于提高复合涂层在氯化钠溶液中的腐蚀电位, 降低腐蚀电流密度, 提高其耐蚀性能。     

氩弧熔覆TiB/FeB增强Fe基复合涂层组织与性能研究

以Fe粉、Ti粉和B粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出TiB/FeB增强Fe基复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.并测试了涂层的硬度和耐磨性.结果分析表明:在Q235钢表面成功制备了以α-Fe为基体,以TiB/FeB颗粒为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 100HV,涂层耐磨性较基体提高近12倍.复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损.     

铁基高铬涂层热腐蚀行为的研究

以Q235钢为基体,采用高速电弧喷涂制备Fe-Cr涂层并对其进行650℃涂盐热腐蚀,采用扫描电镜和X射线衍射仪对腐蚀后涂层的形貌、成分和相组成进行分析。结果表明:铬含量对Fe-Cr涂层的抗热腐蚀性能有显著的影响,在本实验范围内,涂层抗热腐蚀性能随铬含量的增加而提高。当铬含量为44wt%时,100h腐蚀后,基体的腐蚀增重为涂层腐蚀增重的7.87倍,涂层表面生成了FeCr2O4复合氧化物保护膜,涂层具有良好的抗热腐蚀性能;在铬含量(<30wt%)较低的涂层,涂层表面生成的氧化物主要是Fe2O3,而Fe2O3对基体基本没有起到保护作用。     

稀释剂对原位合成TiC_p/钢基硬质涂层组织和性能的影响

为提高钢基硬质涂层的表面质量和显微硬度,采用真空消失模铸造法引发自蔓延高温合成(SHS)反应,在铸件表面制备原位合成TiC颗粒增强钢基硬质涂层。通过X-ray、OM、SEM、EDS及显微硬度测试等方法,研究了稀释剂TiC的加入量对钢基硬质涂层微观组织和力学性能的影响。结果表明:硬质涂层与基材之间呈冶金结合,涂层组织由TiC颗粒和α-Fe基体相构成;随外加TiC含量的增加,可降低燃烧反应温度,提高涂层组织致密度,原位合成的TiC颗粒细小呈圆球或近圆球形状,均匀分布在基体组织中,显著提高了TiC颗粒总体积分数和硬质涂层显微硬度,其中TiC加入量为10%(质量分数)时,涂层的综合性能最佳。