等离子喷涂 Cr2O3-TiO2/YSZ 高效热防护涂层 微观结构及性能研究

本文以 Cr2O3、TiO2 和 NiO 为原材料,通过喷雾造粒和烧结获得了由尖晶石结构 NiCr2O4 和钙钛矿结构TiCrO3 组成的 Cr2O3-TiO2 复合粉末。采用大气等离子喷涂技术在镍基高温合金表面制备 Cr2O3-TiO2/nano-YSZ 复合涂层,分析测试了复合涂层的微观结构、抗拉结合强度、抗烧蚀性能和高温热辐射性能。结果表明,Cr2O3-TiO2/nano-YSZ 复合涂层孔隙率较低,抗拉结合强度达到 29.2 MPa;经 1.5 MW/m2、600 s 氧乙炔火焰烧蚀后,Cr2O3-TiO2/nano-YSZ 复合涂层表面有轻微点状剥落,涂层内部结构完整,未发生失效。在烧蚀过程中,Cr2O3-TiO2/nano-YSZ 复合涂层隔热能力达到 426 ℃,比单一纳米 YSZ 涂层隔温能力高 146 ℃,基体温度比纳米 YSZ涂层低 335 ℃;Cr2O3-TiO2/nano-YSZ 复合涂层在 400 ℃和 750 ℃在 2~15 μm 波段内的法向发射率分别为 0.91 和0.89。     

机械合金化制备Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层及其性能研究

通过机械合金化在室温下于304不锈钢表面成功制得Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层。通过相关实验分析了复合涂层的组织形貌、显微硬度及高温氧化性能。结果表明:随着球磨时间的增加,涂层厚度先增加后减小;当球磨时间为8h时,涂层最为致密,平均厚度约为200μm;当球磨时间为14h时,涂层部分剥落,涂层厚度减小。涂层的显微硬度明显高于基体,且从表层到基体呈梯度下降,最高显微硬度值达HV0.1525,为基体硬度的2倍多。Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层的抗高温氧化性能良好。     

超细25%NiCr-Cr_3C_2粉末制备及HVOF涂层性能研究

本文采用超细碳化铬粉末通过团聚烧结工艺制备球形25%NiCr-Cr3C2复合粉末,使用超音速火焰喷涂工艺制备耐高温磨损涂层,分析了超细25%NiCr-Cr3C2复合粉末的化学成分和表面形貌,通过涂层的结合强度和显微硬度与常规粉末的对比实验,研究超细Cr3C2颗粒对超音速火焰喷涂涂层的性能影响。     

SiC 添加相对 NiCr-Cr3C2 金属陶瓷涂层高温磨损性能的影响

本文利用超音速火焰喷涂技术 (HVOF), 在 G20 钢表面制备了三种不同 SiC 掺杂含量 (5wt.%、 10wt.%、 15wt.%) 的 NiCr-Cr3C2 金属陶瓷复合涂层, 并探究掺杂含量对涂层微观结构、 力学性能和摩擦学性能的影响。 利 用扫描电镜、 显微硬度计、 拉伸试验机对涂层的微观结构和力学性能进行了表征, 使用球盘式摩擦磨损机对三种 涂层在 400℃下的磨损性能进行了对比研究。 结果表明掺杂 5wt.%SiC 的复合涂层具有最好的力学性能, 其显微 硬度达到 812HV, 结合强度达到 71MPa。 但随着掺杂量的升高, 涂层的孔隙率增大, 涂层力学性能下降。 涂层 的抗高温磨损性能随着 SiC 掺杂量的增加先升高后降低再升高, 其中掺杂 15wt.%SiC 的复合涂层磨损率最低, 其 值为 1.053× 10-12m3/N·m。 在高温磨损环境中, 掺杂 15wt.%SiC 的复合涂层表面形成的 Cr2O3、 SiO2 等氧化物阻隔 了磨损表面之间的直接接触, 使涂层表现出优异的抗高温磨损性能。     

Y2O3对NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层热腐蚀性能影响行为研究

本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等对涂层的微观结构和力学性能进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线能谱仪(EDS)对复合涂层热腐蚀产物形貌、物相进行分析。结果表明掺杂1wt.%Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层结构致密、孔隙率低、结合强度高,显微硬度达到801HV。热腐蚀过程中掺杂Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层表面均生成耐蚀性良好且致密的Cr2O3膜。随着Y2O3掺杂量的增加,涂层的耐热腐蚀性能先升高后下降,当Y2O3掺杂量为1wt.%时,复合涂层表现出最佳的耐热腐蚀性能。     

高温耐磨损Cr3C2-25%NiCr涂层制备及其性能研究

采用超音速火焰喷涂球形烧结态Cr3C2-25%NiCr复合粉末制备高温耐磨损涂层,用扫描电子显微镜(SEM)分析粉末和涂层显微组织,用图像处理软件分析涂层孔隙率。通过结合强度、表面硬度和摩擦磨损等实验检测涂层机械性能。结果表明:粉末烧结状态、Cr3C2硬质相及粉末粒度因素影响涂层机械性能,KF-70涂层具有最高结合强度和表面硬度。     

硼化钼基涂层的制备及耐磨抗蚀性能研究

针对连续热镀锌生产线中沉没辊、轴套等零部件的腐蚀磨损问题,采用造粒烧结制备了MoB-Al2O3(MA)复合陶瓷粉末,采用等离子喷涂工艺制备了MA复合陶瓷涂层,测试了涂层的显微组织、显微硬度及耐熔融锌液腐蚀磨损性能.结果 表明,涂层显微组织均匀,显微硬度约1300HV100.采用细粒度粉末、粘结底层和封孔工艺制备的MA涂...     

TC4钛合金表面WSi_2/W_5Si_3复合涂层制备及性能研究

利用磁控溅射(PVD)、化学气相沉积(CVD)以及热扩散渗硅方法在TC4钛合金表面制备WSi_2/W5Si_3复合涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪对复合涂层的结构、组织形貌以及微区化学成分进行分析;对复合涂层显微硬度、附着力以及耐磨性进行测试。结果表明:WSi_2/W5Si_3复合涂层的WSi_2层和W_5Si_3层厚度分别为20、56μm,显微硬度平均值分别为10.70和8.32 GPa; WSi_2/W_5Si_3复合涂层与基体结合力为171.6 N; WSi_2/W5Si_3复合涂层表面摩擦因数为0.75,磨损率为1.184×10~(-6)mm~3·mm~(-1)。在TC4钛合金表面制备的WSi_2/W_5Si_3复合涂层结构均匀致密,与基体结合良好。     

Fe2O3对粉末冶金铁基合金组织和力学性能的影响

在气雾化Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25Y粉末中添加1％(质量分数)的Fe2O3粉末,经过热挤压-轧制-热处理工艺制得铁基合金,研究添加Fe2O3对铁基合金显微组织和性能的影响.结果表明:添加少量Fe2O3粉能促进合金中粒径为200 nm到5μm的富Ti、Y、Cr和O的第二相颗粒形成;第二相颗粒能够显著细...     

纳米TiO2-Al2O3复合粉体的电化学合成

用电化学合成方法制备了TiO2-Al2O3的复合粉体材料,借助化学热力学数据库软件系统对体系进行了热力学分析。所得到的TiO2/Al2O3的复合粉体中,氧化铝主要沉积在二氧化钛颗粒的表面,且二氧化钛的成分任意可调。对TiO2-Al2O3复合凝胶进一步高温处理,可获得纳米Al2TiO5。     

La2O3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的组织和性能的影响

用5kWCO2激光器在A3钢表面激光熔覆添加有La2O3的TiC/Ni基复合涂层，研究了稀土对激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织，耐蚀性和耐磨性的影响。研究结果表明：复合合金粉末中添加0.4%的La2O3能够减少熔覆层的气孔，疏松，使熔覆层的组织致密。熔覆层中TiC分布均匀且细小圆滑，熔覆层的耐蚀性和耐磨性得到提高。     

F92 阀芯件表面 HVOF 制备 NiCr-Cr3C2涂层高温摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术 (HVOF) 在 F92 阀芯材料表面制备 NiCr-Cr3C2单层和 NiCr+NiCr-Cr 3C2双层涂层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、高温摩擦试验机等探究了两类涂层的显微形貌、相结构、力学及高温摩擦学性能。结果表明：两种涂层成分均匀、结构致密。其中,单层涂层的表面硬度较低(810.19±22.74HV),且摩擦系数范围由低温的 0.4~0.9 到高温的 0.3~0.7,磨损率从 3.19×10 -6 mm3 /(N?m) 到 3.06×10 -5 mm3/(N?m),单层涂层在高温下 (630℃ ) 表现出更为优异的耐磨性能;双层涂层具有较高的表面硬度 (869.68±44.12 HV), 且摩擦系数受摩擦往复频率影响在0.4~0.8波动,磨损率维持在2.5×10 -5 mm 3 /(N?m)左右,受磨损频率因素影响较小,更能适用于频率频繁变换 (1 Hz~5 Hz) 的服役环境中。C 析出生成的 Cr7C3与高温氧化生成的 Cr 2O3之间的协同作用能够提高涂层的高温摩擦磨损性能,磨损机理分析表明：两种涂层的高温摩擦磨损形式相似,整个磨损过程由磨粒磨损、黏着磨损构成。     

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。     

CeO2添加量对45钢表面激光熔覆Ni-WC涂层的组织和性能影响

利用二氧化碳激光器在45钢基体表面上熔覆Ni-WC-CeO₂的复合涂层,使用扫描电镜、EDS、显微硬度计、洛氏硬度计,研究CeO₂添加量对Ni-WC-CeO₂复合涂层宏观形貌、显微组织、元素分布、表面硬度及纵截面显微硬度的影响,以找到最佳的CeO₂添加量。CeO₂的添加有助于改善涂层宏观形貌、基体和涂层的扩散及浸润性,细化微观组织及WC形貌,提高涂层表面硬度和纵截面显微硬度。CeO₂添加量存在一个最佳值：当CeO₂添加量为0.3%时,Ni-WC-CeO₂复合涂层表面无渣、无裂纹、较小润湿角,宏观形貌最好,从表面到与基体结合处涂层显微组织无枝晶,组织明显细化,Ni-Cr合金与WC间、涂层与基体间的元素发生明显互扩散,碳化钨形貌细化且分布较为均匀,涂层表面硬度最高,所有涂层纵截面显微硬度均呈现中间高两端低的“山形”分布;当CeO₂添加量为0.25%时,每组纵截面显微硬度几乎都高于其他CeO     

等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层过程中的物相转变研究

综述了等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层过程中的不同粒度Al2O3粉末及TiO2物相转变,通过不同喂料及涂层的X射线衍射图,分析Al2O3和TiO2不同相态在喷涂过程中的转化机制。研究结果表明,涂层的Al2O3主要以α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,TiO2则主要以金红石晶型存在。对等离子喷涂陶瓷涂层过程中的物相转变研究提出展望。     

真空感应熔覆高碳铬铁粉/铁基自熔合金的应用研究

以高碳铬铁粉和铁基合金粉末作为涂覆粉末,通过真空感应熔覆技术在45号钢表面获得具有较高硬度的复合涂层,并实现熔覆层与基体材料良好的冶金结合。通过宏观洛氏硬度测试、微观显微硬度测试、X射线衍射分析、显微组织分析、能谱分析进一步分析复合材料的组织结构和性能指标。分析结果显示:熔覆层的表面洛氏硬度HRC能够达到63以上,由熔覆层向基体材料内部显微硬度呈梯度分布;硬质增强相主要是Cr7C3、Cr2B等物相组成,分布在熔覆层和过渡区中,提高了涂层硬度。     

等离子喷涂高强韧纳米TiO2涂层的制备及其力学性能研究

为提高大气等离子喷涂（APS）TiO2陶瓷涂层的结合强度及其摩擦磨损性能,采用喷雾造粒的纳米结构TiO2粉末为原料,利用APS工艺制备出TiO2陶瓷涂层,研究了涂层的显微组织、相组成、力学性能和摩擦磨损性能,并与常见的微米级TiO2粉末制备的陶瓷涂层组织性能进行了对比。结果表明,微米TiO2粉在喷涂前后相成分从板钛矿变为主为金红石和锐钛矿的混合相;而纳米团聚的TiO2粉喷涂前后无明显的相成分变化,均以金红石相为主。纳米TiO2涂层的孔隙率为1.4%,低于微米粉涂层的3.3%。纳米TiO2涂层的力学性能优于微米涂层,微米涂层硬度为934.2 HV0.1,而纳米涂层的硬度为1 349 HV0.1;纳米和微米涂层的弹性模量分别为203.1和185.8 GPa;纳米涂层的断裂韧性为2.1 MPa?m1/2,略高于微米涂层的2.0 MPa?m1/2;纳米涂层的结合强度可达46.8 MPa,是微米涂层的3.18倍（14.7 MPa）。此外,在相同的摩擦条件下,纳米TiO2涂层的摩擦因数为0.69,比微米TiO2涂层更低,纳米涂层的磨损体积也比微米涂层更少。综合来说,纳米TiO2涂层相对于微米级TiO2涂层体现出更好的综合力学性能。     

等离子熔覆(Cr,Fe)7C3/γ-Fe复合涂层的组织与耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,利用等离子熔覆技术在45号钢表面制备了(Cr,Fe)7C3/γ-Fe复合涂层.并对涂层的显微组织、显微硬度和室温干滑动实验进行了具体分析.结果表明涂层组织包括初生相(Cr,Fe)7C3以及γ-Fe与(Cr,Fe)7C3组成的共晶;其组织有明显的由基材到涂层外延生长的特征,结构均匀,与基材之间为完全冶金结合;且具有较高的硬度及合理的硬度梯度.该涂层在室温干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性.     

热喷涂玻璃-Cr2O3陶瓷涂层的性能

以SiO2-Al2O3系玻璃与Cr2O3陶瓷粉末为原料,采用高温烧结、球磨破碎工艺制备玻璃态物质包覆Cr2O3陶瓷颗粒的玻璃-Cr2O3陶瓷复合粉末,利用氧-乙炔火焰热喷涂技术在45号钢表面喷涂SiO2-Al2O3-Cr2O3玻璃陶瓷保护涂层。利用扫描电镜(SEM)对SiO2-Al2O3-Cr2O3玻璃陶瓷粉末与涂层的微观形貌进行表征。采用粘接拉伸法检测涂层与基体的界面结合强度,在介质溶液中进行腐蚀实验,研究玻璃与陶瓷粉末的配比对涂层微观结构与性能的影响。研究表明:当SiO2-Al2O3系玻璃的含量(质量分数)为40%时,涂层具有较好的综合性能,与基体的结合强度达30.4MPa,在10%CH3COOH溶液(体积分数)、8%NaOH溶液(质量分数)和3.5%NaCl溶液(质量分数)中腐蚀120 h的腐蚀速率分别为112.6、87.1和83.1 mg/(h.m2)。     

高能高速等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2涂层的显微组织与性能

本文采用高能高速等离子喷涂方法制备了纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)涂层.通过X射线衍射法(XRD)分析了涂层物相成分,利用电子扫描显微镜(SEM)观察涂层截面组织形貌,并测量涂层显微硬度与结合强度.结果表明:该涂层具有独特的显微组织结构;涂层的维氏显微硬度达到了1134HV0.1;结合强度超过64MPa.