等离子喷涂制备热障涂层的研究进展

等离子喷涂是制备热障涂层最常用的技术。综述了大气等离子喷涂、超音速等离子喷涂、低压等离子喷涂制备热障涂层的研究进展,分析了这3种制备技术的优缺点,并对等离子喷涂制备热障涂层的发展趋势进行了展望。     

热喷涂及电子束物理气相沉积技术在热障涂层制备中的应用

对常用热障涂层制备技术,包括火焰喷涂、爆炸喷涂、大气等离子喷涂、高能等离子喷涂、超音速等离子喷涂、低压等离子喷涂、溶液注入等离子喷涂及电子束物理气相沉积技术进行了综述.介绍了上述几种制备技术的原理、工艺特点、存在不足及解决措施.认为发展爆炸喷涂工艺、溶液注入等离子喷涂工艺与EB-PVD工艺及其在新型热障涂层制备中的应用将是热障涂层制备技术研究的重点.     

低压等离子喷涂技术及研究现状

低压等离子喷涂作为一种热喷涂技术,相比于传统的大气等离子喷涂技术以及气相物理沉积,可制备更加纯净、更为致密、结合强度更高的涂层。主要介绍了低压等离子喷涂的原理、分类及特征,回顾了低压等离子喷涂的产生及发展历程,并与等离子喷涂、超低压等离子喷涂和等离子喷射沉积相比较,分析了其在涂层制备上的独特优势。进一步叙述了低压等离子喷涂技术在制备热障涂层、燃料电池、太阳能、半导体等领域的国内外研究及应用情况,并对其发展进行了展望,指出低压等离子喷涂技术未来的重点发展方向在于对等离子喷涂焰流与材料基板作用机理进行深入研究,以及与其他前沿技术进行复合。     

耐锌蚀陶瓷防护层的制备与腐蚀机理初探

采用电弧喷涂法预先在Q235钢试样基体上喷涂FeCrAl粘结层,再利用等离子弧喷涂制备Al2O3陶瓷涂层,分析了陶瓷涂层在500℃静态锌液腐蚀试验中的腐蚀机制及影响因素.通过SEM和XRD分析可知,Al2O3陶瓷涂层与锌液为不互溶材料,起隔离基体与锌液、防止铁锌发生互扩散反应的作用.试验结果表明,等离子喷涂的Al2O3陶瓷涂层能极大地延缓Q235钢腐蚀失效的时间,耐液锌腐蚀性极好;陶瓷涂层的结合强度和涂层厚度是影响耐锌蚀性能的主要因素.     

喷涂工艺参数对NICrBSi涂层显微组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统制备了NiCrBSi涂层。研究了电弧功率、喷涂距离和等离子气体流量对涂层显微组织和性能的影响。试验结果表明,NiCrBSi涂层的致密程度与显微硬度随电弧功率和气体流量的增加而增加。当喷涂距离超过40mm时,喷涂距离对涂层显微硬度没有显著影响。采用微束等离子喷涂工艺制备的NiCrBSi涂层显微硬度可达HV0．2700。     

等离子喷涂纳米陶瓷涂层的研究进展

等离子喷涂纳米陶瓷涂层是目前纳米涂层领域的研究热点之一.综述了国内外等离子喷涂纳米陶瓷涂层的研究现状,指出了目前用等离子喷涂技术制备纳米陶瓷涂层所面临的难题,展望了等离子喷涂技术在制备纳米陶瓷涂层方面的发展前景.     

固/液相等离子喷涂制备固体氧化物燃料电池复合电极

提出并研究以硅片为基体、采用固/液相等离子喷涂工艺制备固体氧化物燃料电池复合电极.固相送料方式喷涂阳极和阴极;悬浮液束流送料方式喷涂电解质.用CCD监测悬浮液束流与等离子射流形态,其特征分析结果表明最佳注射气压为0.25MPa.采用SEM和EDAX对电极涂层微观组织和组分进行分析,结果表明:喷涂距离是影响电解质涂层形貌...     

汽车用316L不锈钢激光/等离子喷涂Co-Cr3C2涂层组织与结合强度分析

为了提高汽车用316L不锈钢表面的机械强度,采用激光/等离子喷涂的方法制得Co-Cr3C2涂层,并与等离子喷涂层进行比较,试验测试分析了涂层的微观组织及沉积过程中的焰流形态。分析结果表明:采用等离子喷涂制得的涂层存在大量孔隙;利用激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层具有明显的冶金结合特征,涂层中的孔隙裂纹较少。以激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层孔隙率小于等离子喷涂层的,结合强度高。等离子喷涂形成了完全熔融、部分熔融以及没有熔融的3种颗粒;采用激光/等离子进行喷涂制得的涂层内没有产生尺寸较大的的未熔颗粒,达到了更好的铺展状态,形成了尺寸更小的晶粒,显著降低了涂层中的裂纹与孔洞数量,提高了涂层的表面硬度与耐磨性。     

固体氧化物燃料电池核心部件的液料等离子熔射制备工艺

设计与开发了液料送粉系统,开展液料等离子熔射工艺制备SOFC电解质层的研究,并与大气等离子熔射制备结果进行比较.结果表明,致密电解质层的孔隙率1.61%,基本满足SOFC对电解质致密性的要求;较之于常规的大气等离子熔射制备工艺,液料等离子熔射制备的电解质层的厚度均匀性和致密性均得到了很大改善,有助于提高其导电性能;晶粒尺寸较小,有利于制备致密电解质涂层.     

低压等离子喷涂316L等轴晶涂层及其性能研究

为研究低压等离子喷涂等轴晶涂层组织性能和形成机理,采用大气等离子喷涂（APS）和低压等离子喷涂（LPPS）,分别制备了316L不锈钢涂层.利用金相显微镜,X射线衍射和显微硬度等方法,分析了2种涂层的金相组织、相结构、显微硬度和耐蚀性.结果表明：一定条件下制备的低压等离子喷涂SUS316L不锈钢涂层明显不同于传统大气等离...     

粘结层喷涂方法对铜基体与热障涂层结合强度的影响

为提高铜基体上热障涂层的工作温度和寿命,分别采用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)制备NiCrAlY粘结层,采用等离子喷涂制备ZrO2-8%Y2O3陶瓷面层.用拉伸试验测试了热障涂层的结合强度,利用SEM分析了拉伸断口的成分分布和微观形貌.研究表明,用HVOF制备粘结层的热障涂层的结合强度为47.9 MPa,用APS制备粘结层的热障涂层的结合强度为31.2 MPa.与等离子喷涂制备粘结层相比,采用超音速火焰喷涂制备粘结层可明显提高ZrO2陶瓷涂层的结合强度.     

纳米结构热障涂层研究进展

本文主要综述了目前制备纳米结构热障涂层的三种方法,即大气等离子喷涂、溶液前驱体等离子喷涂和悬浮液等离子喷涂,并对这三种方法的工艺过程、制备原理、涂层的微观结构特征和研究现状进行了归纳。最后,总结了纳米结构热障涂层研究目前存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

HEPJet等离子喷涂Al2O3性能试验研究

研究了新开发的高效能超音速等离子喷涂系统(HEPJet-High Efficiency Plasma Jet)的射流特性,及所制备的Al2O3陶瓷涂层的结合强度、显微硬度和孔隙率等性能以及显微结构,并与一种普通等离子喷涂系统进行了对比试验研究.结果表明,HEPJet系统制备Al2O3涂层的性能及显微结构明显优于普通等离子喷涂的Al2O3涂层.     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂(MPS) 在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层, 并以大气等离子喷涂(APS)为对照. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对MPS涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究. 结果表明: 在微束等离子喷涂过程中, HA 的分解程度比大气等离子喷涂有显著降低, 除了HA相, 仅形成β-TCP相和非晶相. MPS涂层的结晶度主要受喷涂距离的影响. 喷涂距离较短(<80mm)时, 涂层结晶度高于APS方法制备的涂层. 喷涂距离在130mm时, 涂层结晶度低. 大气等离子喷涂层含有β-TCP、α-TCP、TTCP、CaO和非晶. MPS涂层分解较APS少的主要原因是喷涂过程中HA粒子过热不严重.     

大气和低压等离子喷涂氧化铝涂层

根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层.分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析.结果表明:低压等离子喷涂制备的高纯氧化铝涂层韧性和致密性明显优于常压喷涂氧化铝涂层.     

不同喷涂工艺下NiCoCrAlYTa涂层的显微结构和性能

为探索不同喷涂工艺对NiCoCrAlYTa涂层的显微结构和性能的影响规律,确定最优工艺,采用大气等离子、低压等离子、常规超音速火焰和低温超音速火焰4种工艺在镍基单晶高温合金表面制备了NiCoCrAlYTa涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计等分析手段对喷涂态涂层的相组成、显微结构和显微硬度等进行了表征。结果表明,不同喷涂工艺下涂层的相组成均为γ′-Ni_3Al、β-NiAl和γ-Ni固溶体。低压等离子和超音速火焰喷涂的涂层致密且孔隙率低,其中超音速火焰喷涂的涂层孔隙率低于1%。低压等离子和低温超音速火焰喷涂的涂层氧含量很低,控制在0.3%~0.6%的范围。综合来说,低温超音速火焰喷涂工艺制备的涂层结构致密,孔隙率和氧含量很低。该工艺是沉积NiCoCrAlYTa涂层的首选。     

等离子喷涂HA涂层的制备工艺优化与表征研究进展

从喷涂工艺的改进、涂层物相表征与性能检测、喷涂过程的数学模拟以及生物学评价等几个方面概述了近几年在生物医用材料表面等离子喷涂羟基磷灰石涂层的最新研究进展.并在分析评价的基础上展望了等离子喷涂法制备羟基磷灰石涂生物活性涂层的发展趋势.     

纳米ZrO2等离子涂层的结构,性能和工艺特点

采用大气等离子喷涂技术(APS)，制备了常规氧化锆和纳米结构氧化锆两种涂层．利用扫描电镜(SEM)对涂层的显微结构进行了观察．对两种涂层的沉积效率、表面粗糙度和显微硬度作了对比研究．结果表明，粉末原料的显微结构、粒度、形态、喷涂工艺参数(喷涂功率和距离)对涂层的显微结构有较大的影响．等离子喷涂造粒纳米氧化锆粉制备的涂层沉积效率高而稳定，其显微结构与喷涂功率和距离密切相关．与常规氧化锆涂层相比，纳米结构氧化锆涂层具有较高的显微硬度和较低的表面粗糙度．     

棒材等离子喷涂制备非晶态合金雾化过程的数值模拟及工艺参数的制定

根据已有的火焰喷涂一维稳定流动学研究的成果,提出棒材等离子喷涂法制备非晶涂层的雾化机理并计算了棒材等离子喷涂法制备非晶时雾化粒子的中值粒径。同时改变棒材等离子喷涂中主气压力和辅气压力两个主要参数,优化了铁系非晶涂层制备工艺。结果表明,3mm Fe80P13C7及Fe72Cr8P13C7的晶体棒材通过大气等离子喷涂,在喷涂电压为55V,喷涂电流为600A,棒材与喷嘴的距离为4mm,送棒速率为50mm/min,喷涂距离为100mm,喷涂角度≈90°,主气压力为0.95MPa,辅气压力为0.35MPa喷涂可制备非晶涂层。     

Al合金超音速等离子喷涂WC/Co涂层的组织结构

采用超音速等离子喷涂技术制备了WC/Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计对涂层的组织结构和硬度进行了表征。结果表明,超音速等离子喷涂层微观组织为多边形WC硬质相分布于Co基体中,未见WC分解现象。在涂层同基体结合界面处,部分区域喷涂粒子嵌入Al合金基体之中。与Al合金基体相比,超音速等离子喷涂层硬度显著提高,达到876HV0.2。