AlN粉体表面抗水解涂层的制备及其对AlN陶瓷热导率的影响

提升AlN陶瓷粉体的抗水解性能对于其储存和成型加工至关重要。使用一种抗水解涂层作为阻止水分与AlN表面接触的屏障,以提升AlN粉体的抗水解性能。采用化学沉淀工艺在AlN粉体表面制备均匀、全包覆的非晶Y₂O₃涂层。利用TEM、XPS和Zeta电位测试详细研究了包覆层的有效性和完整性。通过测试室温下水基AlN悬浮液的pH-时间曲线以研究AlN粉体的水解性能。结果表明,经包覆处理的AlN粉体能够在水中保持稳定至48 h,这说明Y₂O₃表面包覆处理可以有效钝化AlN粉体,从而避免了其水解反应的发生。此外,与球磨工艺引入烧结助剂相比,化学沉淀工艺有利于提升AlN陶瓷的热导率。     

纳米Al_2O_3包覆ZrO_2/Y_2O_3热障涂层的制备及性能研究

将耐热合金钢基体进行活化处理后,以Ni Co Cr Al Y为粘接过渡层,采用等离子喷涂法和喷枪快速喷涂工艺相结合制备包覆复合粉体Al_2O_3-Zr O_2/Y_2O_3和未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3的2种不同厚度的热障涂层材料样品,通过涂层的结合强度试验、涂层微观结构和高温隔热试验比较相同厚度的2种陶瓷涂层的结合强度及隔热效果,并探讨涂层厚度与隔热效果的关系。结果表明:采用纳米Al_2O_3包覆Zr O_2/Y_2O_3粉体制备的热障涂层其结构和性能都优于未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3制备的热障涂层,且该热障涂层隔热性能随涂层厚度的增加而提高,温度越高性能优势越明显。     

Y_2O_3含量对包埋渗制备Y-Cr-Al涂层组织和抗高温氧化性能的影响

在GH586表面通过粉末包埋渗法制备了Y-Cr-Al涂层。通过改变Y_2O_3含量来探究Y_2O_3对涂层组织和性能的影响,并进行了涂层的氧化试验。随后利用XRD、SEM和EDS对试样氧化前后的相组成、涂层形貌和氧化层形貌进行分析。结果表明:Y_2O_3含量对Al-Cr共渗具有催渗效果,有利于形成致密连续的涂层,且在Y_2O_3含量为2%时,能得到厚度和相组成较为理想的涂层。包埋渗粉末中加入Y_2O_3能使得涂层抗高温氧化性能提高,Y_2O_3含量为2%时,涂层具有最佳的抗高温氧化性能,表面由细小致密的α-Al_2O_3颗粒组成,但Y_2O_3含量为3%时,抗高温氧化性能有所下降。     

大气等离子喷涂NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B_4C复合涂层的抗氧化性能

采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术制备了NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B_4C粉体,利用大气等离子喷涂技术制备了NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B_4C复合涂层,对粉体和涂层的显微结构进行了分析,并对涂层的抗氧化性能进行了研究。结果表明,Al_2O_3和B_4C表面均包覆一层致密的NiCoCrAlY合金,包覆层厚度为3~5μm。涂层呈典型的层状结构,涂层由NiCo CrAlY、Al2O3和B4C相组成。在850℃时,涂层的恒温氧化动力学曲线分为氧化初期的大斜率直线、氧化中期的小斜率直线和氧化后期的抛物线3个阶段。850℃下氧化96 h后,涂层表面生成一层连续的氧化物保护层,其外层主要由Al_2O_3组成,而内层则由Cr_2O_3和Al_2O_3组成。     

TiB_2陶瓷粉末纳米化改性及其增强环氧复合涂层的制备与表征（英文）

低温条件下,以钛酸丁酯为原料,采用胶溶-回流方法在Ti B_2粉体表面包覆纳米Ti O_2颗粒。通过SEM、XRD、BET等分析检测方法对复合颗粒的表观形貌、包覆层相成分、比表面积等进行表征。结果显示,纳米Ti O_2颗粒均匀离散地包覆在Ti B_2粉体表面,包覆层主要为锐钛矿型相,Ti B_2粉体纳米化改性后复合颗粒的表面粗糙度显著增加,比表面积较包覆前提高35倍以上。将包覆后的Ti B_2粉体引入环氧树脂制备耐磨复合涂层,测得其磨损失重仅为包覆前复合耐磨涂层的50%,其耐磨性显著提高,并初步分析了复合耐磨涂层的摩擦磨损性能、磨损形貌及耐磨机理。     

Ti_2AlN薄膜的抗高温氧化性能

采用多弧离子镀技术和后续的真空退火工艺在06Cr19Ni10不锈钢基体上制备了Ti_2AlN薄膜。重点研究了Ti_2AlN薄膜的抗高温氧化性能,并与TiN薄膜进行对比。分析结果表明:温度低于800℃时,Ti_2AlN薄膜能够保持良好的抗高温氧化性能;TiN和Ti_2AlN的氧化抛物线速率分别约为1.5×10~(-6)mg~2·cm~(-4)·s~(-1)和5×10~(-7)mg2·cm~(-4)·s~(-1),说明Ti_2AlN的抗高温氧化性能优于TiN;与TiN镀层氧化后形成絮状氧化物不同,Ti_2AlN薄膜经高温氧化后表面生成具有致密连续性的Al_2O_3氧化物,进一步提高了Ti_2AlN薄膜的抗高温氧化性能。     

超细Y_2O_3/W-Cu复合粉体的制备及其烧结体的组织性能

以偏钨酸铵、硝酸铜和硝酸钇为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含Y_2O_3(0~0.8%)的Y_2O_3/W-20Cu复合粉体,经成形、烧结获得了Y_2O_3/W-Cu复合材料烧结体。对Y_2O_3/W-Cu复合粉体的物相、形貌进行表征;考察了Y_2O_3的添加对Y_2O_3/WCu复合粉体的烧结性能以及烧结体的微观组织、物理和力学性能的影响。结果表明,所制备的Y_2O_3/W-Cu复合粉体的粒度在100~200 nm,粉体具有良好的烧结性能,其成形压坯经1200℃烧结后,相对密度可达98%以上,导电率高于41%IACS。此外,适量Y_2O_3的添加,可改善W-Cu材料的组织和力学性能,添加Y_2O_3的Y_2O_3/W-20Cu材料的抗弯强度和维氏硬度可达1040 MPa和312 HV。     

激光熔覆Y_2O_3-TiB增强钛基涂层摩擦磨损性能研究

采用激光熔覆快速非平衡合成法制备了原位反应合成Y_2O_3-TiB增强钛基复合材料。采用Y_2O_3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制得Y_2O_3-TiB/Ti复合涂层。采用形貌观察、硬度和摩擦磨损测试等方法研究了复合涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的硬度为基体材料的2~3倍,添加1%Y_2O_3的激光熔覆涂层硬度和摩擦磨损性较好。     

Y_2O_3/CeO_2改性的低温渗铝涂层制备和循环氧化性能研究（英文）

利用Y_2O_3/CeO_2纳米颗粒替代部分Al_2O_3粉作为填充剂,在Ni基体上,600℃低温渗铝10 h,制备了Y_2O_3/CeO_2改性的低温渗铝涂层。作为对比,采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al_2O_3粉制备了普通渗铝涂层。对比研究了Y_2O_3/CeO_2是如何影响氧化铝的相变以及渗铝涂层的1000℃时的循环氧化性能。结果发现,Y_2O_3和CeO_2对θ-α相变具有不同的作用:Y_2O_3抑制θ-Al_2O_3的长大,而CeO_2促进θ-α相变。与普通渗铝涂层相比,Y_2O_3/CeO_2改性的渗铝涂层形成粘附性更好的氧化铝膜,提高了渗铝涂层的循环氧化性能。文中对Y_2O_3/CeO_2是如何影响θ-α相变以及渗铝涂层的循环氧化性能进行了分析。     

Y_2O_3或CeO_2对低温渗铝涂层的氧化性能影响（英文）

利用Y_2O_3或CeO_2纳米颗粒替代部分Al_2O_3粉作为填充剂,在Ni基体上,于600℃低温渗铝10 h,制备了2种稀土氧化物改性的低温渗铝涂层。作为对比,采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al_2O_3粉制备了普通渗铝涂层。1000℃下恒温氧化结果表明:Y_2O_3通过抑制θ-Al_2O_3的长大提高涂层的抗氧化性能,而CeO_2则通过促进θ-Al_2O_3向α-Al_2O_3的相变明显提高其抗氧化性能。文中对Y_2O_3或CeO_2是如何影响渗铝涂层的氧化性能进行了分析。     

预处理对共沉淀Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体的影响

利用FTIR、SEM,TEM等手段,研究了预处理对Si_3N_4粉体表面基团、Zeta电位以及共沉淀法制备Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体形貌的影响。结果表明:Si_3N_4粉体通过酸洗+950℃预氧化处理后,可以在粉体表面形成硅氧烷(Si-O-Si)基团,硅氧烷基团在强碱环境下水解为硅烷醇(Si-OH)基团,所得基团有利于吸附Al~+和Y~+离子;预处理使粉体的等电点向左偏移,当酸洗+950℃预氧化处理后,粉体的p H_(IEP)2,粉体Zeta电位在p H=9时达到-65 m V;酸洗+950℃预氧化处理后共沉淀粉体经过950℃煅烧可以制备出S_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体,其中复合粉体中Al_2O_3和Y_2O_3的颗粒尺寸在20~100 nm。     

钇盐对铝合金表面PEO复合ZrO_2-Y_2O_3涂层组织及耐高温性能的影响

采用改进的等离子体电解氧化(PEO)技术在锆盐体系和锆盐-钇盐体系电解液中制备ZAl Sil2Cu3Ni2合金表面ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层和Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层,研究电解液中稀土钇盐Y(NO_3)_3对PEO陶瓷层组织和耐高温性能的影响。通过SEM、XRD等分析方法对陶瓷层的组织结构及相组成进行了分析,并对陶瓷层的隔热性能及高温稳定性进行了测试。结果表明,与ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层相比,Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层表面由细小颗粒组成,涂层均匀、致密;锆钇盐体系陶瓷层形成了钇部分稳定锆的固溶体(Y_2O_3和Y_(0.15)Zr_(0.85)O_(1.93)□_(0.07)),并提高了反应温度;Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层生长速度大于ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层,其中向外生长厚度明显增大;另外,隔热性能得到提高。Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层试样经400℃高温氧化处理,其氧化增重曲线呈对数规律,氧化增重量小,表明高温稳定性良好。     

SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能研究

目的提高C/C复合材料的抗氧化性能。方法采用大气等离子喷涂在C/C复合材料表面制备SiC-Al_2O_3-SiO_2(SAS)复合陶瓷涂层,并选用氧-乙炔在1500℃对涂层进行抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM、EDS等检测分析手段,对团聚粉末和球化粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行检测。结果经过等离子球化处理后,三种粉体流动性为90 s/50 g左右,粉末松装密度为1 g/cm~3左右。与团聚的SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体相比,粉末流动性提升了20%左右,松装密度提高了20%,更加适宜等离子喷涂工艺。采用球化处理SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体制备得到的涂层组织明显优于采用团聚粉体制备的涂层,涂层致密区域明显增大,内部缺陷数量和尺寸减少。在1500℃烧蚀600s后,SiC-36%Al_2O_3-4%SiO_2涂层具有最佳的抗烧蚀效果,涂层整体完整,质量烧蚀率为1.62×10~(-4) g/s。结论 SiC-Al_2O_3-SiO_2体系解决了等离子喷涂制备SiC涂层过程中沉积率低、SiC分解的问题。SiC-Al_2O_3_-SiO_2涂层具有良好的抗氧化烧蚀效果,烧蚀过程中SiO_2和Al_2O_3形成的莫来石相具有良好的高温稳定性、抗热震性以及较低的热膨胀率和氧扩散率,可以进一步提高涂层的抗氧化烧蚀效果。     

原位生长纤维状多型体AlN复合陶瓷材料的显微结构与力学性能

本文采用AlN-Y_2O_3-SiO_2,系制备出原位生长纤维状AlN多型体陶瓷复合材料,对其显微结构和生长机制进行了观察和研究,并测量其力学性能.实验结果表明,AlN-Y_2O_2-SiO_2系陶瓷复合材料的抗弯强度和断裂韧性较AlN陶瓷均有大幅度的提高,微观结构观察发现基体中存在大量共生的纤维状AlN多型体(27R,21R),系统中Y_2O_3不仅是原位生长复合AlN材料的致密剂,而且是纤维状多型体生长的媒介,SiO_2,是纤维状多型体生长的助生长剂,基体内纤维状多形体的存在提高了AlN陶瓷的强度和韧性。     

Li/V包层MHD绝缘涂层的研究现状与展望

绝缘涂层是解决液态氚增殖剂包层磁流体动力压降(magnetohydrodynamic pressure drop, MHD)的一种行之有效的方法。本文着重介绍了应用于Li/V自冷系统包层的CaO,Y_2O_3,Er_2O_3和AlN等几种候选绝缘涂层的稳定性研究、制备方法。研究表明,以Er_2O_3、AlN等为代表的若干种候选绝缘材料并没有表现出理论上的稳定性,这使得绝缘涂层的研究重心逐渐从单层绝缘涂层转向了复合绝缘涂层。然而,目前以"钒合金/绝缘层/金属层"结构为代表的复合绝缘涂层(如"V-alloy/Er_2O_3/V"等)虽表现出了较好的稳定性和足够的绝缘性,但也存在着一些明显的缺点,如无法实现原位制备及原位修复,制备工艺难以应用到大型的具有复杂形状的部件等。未来的工作可以着重设计和制备更有应用潜力的双层或多层绝缘涂层。作者提出了"钒合金/金属/绝缘层"结构的复合绝缘涂层,如"V-alloy/Ti/AlN",其优点之一就是有潜力可以实现原位制备和原位修复,还可能兼具优异的阻氢性能,因而具有一定的研究意义。     

Y_2Si_2O_7涂层的制备及其对C/SiC复合材料的氧化保护作用（英文）

以Y_2O_3粉和硅树脂配制成的浆料为原料,通过浸涂提拉法在C/SiC复合材料表面制备Y_2Si_2O_7涂层,研究Y_2Si_2O_7相的合成、涂层结构和氧化保护效果以及抗氧化机制。结果表明,质量比为54.2:45.8的Y_2O_3粉/硅树脂混合物先在800°C空气中裂解再在1400°C Ar惰性气氛下热处理,能够完全转化成Y_2Si_2O_7。Y_2Si_2O_7涂层致密度高且与基体结合紧密,在氧化过程中发生进一步致密化而呈现出优异的抗氧化性能,分别在1400、1500和1600°C氧化30 min后,复合材料的强度保留率达到130%~140%。此外,在1500°C下Y_2Si_2O_7涂层会与氧化铝支撑体之间发生反应,生成具有低共熔点的Y-Si-Al-O玻璃相。     

冷喷涂自敏发光高铝青铜复合涂层及其摩擦磨损性能

利用冷空气动力喷涂(冷喷涂)工艺在(45)~#钢基材上分别制备高铝青铜涂层、SrAl_2O_4掺杂和SiO_2包覆SrAl_2O_4掺杂高铝青铜自敏发光复合涂层。采用SEM分析复合涂层表面、界面组织结构;采用HT-1000型高温摩擦磨损试验机对涂层进行常温干摩擦试验。研究SrAl_2O_4掺杂和SiO_2包覆SrAl_2O_4掺杂分别对高铝青铜冷喷涂涂层沉积特性、显微组织以及摩擦磨损性能的影响,并检测了自敏发光复合涂层的宏观指示效应。结果表明:溶胶-凝胶法能够制备具有核-壳结构SiO_2-SrAl_2O_4包覆粉体,形成的SiO_2壳层结构较好地改善了粉体表面形貌,使得包覆粉体表面较为平整圆润,硬度增大;SiO_2包覆SrAl_2O_4掺杂高铝青铜涂层表面平整,具有最优的摩擦磨损性能,发光指示效应较明显。     

Al_2O_3和Y_2O_3改性的低温渗铬涂层的循环氧化和热腐蚀性能

采用在Ni基上复合电镀Ni—Al_2_O3和Ni-Y_2_O3复合涂层后在800℃下扩散渗铬的方法,分别制备了Al_2O_3和Y_2_03改性渗铬涂层。采用相同的工艺在单Ni镀层上直接渗铬,获得一种不含氧化物粒子的渗铬涂层。分析了Al_2O_3和Y_2O_3影响渗铬涂层的氧化和腐蚀性能的机理。组织结构分析表明,Al_2O_3和Y_2O_3能明显抑制在渗铬过程中涂层品粒的长大。800℃循环和75％Na2SO4＋25％NaCl混合盐腐蚀试验结果表明：与在单Ni镀层上直接渗铬相比,A1203和Y_20_3改性的渗铬涂层所具有的细晶结构促进了保护性氧化物形成元素Cr沿晶界向氧化前沿的快速扩散,从而有利于致密保护性Cr_2O_3氧化膜的快速形成,使得改性的渗铬涂层表现出更优异的抗循环氧化和混合盐热腐蚀性能。     

包覆量对铝酸锶复合包覆效果的影响

目的对铝酸锶进行复合包覆处理,以提高荧光粉的抗水解性能。方法采用液相水解法在铝酸锶表面包覆SiO2/Al2O3膜,并对膜层进行耐水性、发光性能测试及形貌分析,研究包覆量对包覆效果的影响。结果包覆量对包膜效果有着重要的影响。包覆量太低,荧光粉的耐水性能受到限制,很容易发生水解;包覆量太高,会影响荧光粉的发光性能,发光亮度降低。结论要想得到包膜效果较好的产品,SiO2和Al2O3占铝酸锶的质量百分比最好控制在5%左右。     

FeYO3/Y2O3∶3％Eu3+,5％Tb3+纳米磁性粉体的制备

以Fe_3O_4粉体,Y_2O_3∶3%(摩尔分数)Eu~(3+), 5%(摩尔分数)Tb~(3+)粉体和三聚氰胺为原料,采用微波烧结法制备FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)复合粉体,利用X射线衍射仪(XRD)对各种粉体的结构进行分析,利用扫描电镜(SEM)对复合粉体的形貌进行观察,并利用振动样品磁强计对复合粉体的磁学性能进行测试。结果表明:复合粉体均呈针状,长度和细度均为纳米级;当Fe_3O_4,Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)和三聚氰胺摩尔比为1∶3∶4时,所制备的FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)粉体磁力最强,饱和磁化强度为3.852 emu·g~(-1),剩余磁化强度为0.6 emu/g,矫顽力为232 Oe。