Al2O3对等离子喷涂Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2复合陶瓷涂层性能影响研究

目的研究Al_2O_3添加量对Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在油气管道X80管线钢基体表面制备出具有不同Al_2O_3含量的四元复合陶瓷涂层。另外,为探究基体温度对涂层性能的影响,所有涂层均在等离子喷枪预热及室温的两种基体上制备。所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性能分别采用煮沸称重法、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站进行检测,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析不同Al_2O_3含量涂层的物相组成和形貌特征,研究Al_2O_3含量对涂层各性能的影响。结果随着Al_2O_3含量的增加,Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层的气孔率呈现先降低后增加的趋势,相对应的四元复合陶瓷涂层的结合力、维氏硬度则先增加后降低。当Al_2O_3质量分数为60%时,四元复合陶瓷涂层的性能最优,气孔率为3.6%,硬度为824.6HV,结合力为53.8N。电化学腐蚀测试表明,Al_2O_3能增强涂层的耐腐蚀性能,Al_2O_3质量分数为60%时,涂层自腐蚀电位最高,为-0.28 V。另外,在基体预热和不预热条件下,所制涂层性能随Al_2O_3含量的变化一致,但是基体预热比不预热更有利于涂层性能的提高。结论 Al_2O_3的添加不仅能够有效降低涂层Cr含量,还能显著提升四元复合陶瓷涂层的各项性能,特别是耐腐蚀性。此外,等离子喷涂前对基体进行预热,有利于涂层性能提高。     

等离子喷涂Al2O3与Al2O3/TiO2涂层中的相变及涂层的耐腐蚀行为

研究了采用等离子喷涂法制备Al2O3涂层与Al2O3／TiO2复合涂层，以及喷涂前后涂层中相变及涂层的腐蚀行为。结果表明，在喷涂过程中有9％的α-Al2O3及45％的β-Al2O3转变成为γ-Al2O3；机械混合的Al2O3与TiO2之间没有新相Al2TiO5形成，但有39％的TiO2由金红石晶型转变为锐钛矿晶型。在5％沸腾的HCl内γ-Al2O3及β-Al2O3较α-Al2O3被优先腐蚀，TiO2相也同时被腐蚀。     

95Al2O3陶瓷件的活性钎焊

对活性封接在真空器件制造中的应用进行了分析探讨,针对自制Ag-26.5Cu-4.5Ti(质量分数,%)钎料测试了钎料熔化温度范围以及对95Al2O3陶瓷的润湿铺展特性,制备了95Al2O3 /Ag-26.5Cu-4.5Ti搭接接头,并分析了接头组织形貌。针对真空器件封接需求,重点对95 Al2O3陶瓷进行了活性钎焊封接试验,测试钎焊强度及漏气率。     

Bonding of Al2O3 ceramic and Nb using transient liquid phase brazing

The brazing of Al2O3 to Nb was achieved by the method of transient liquid phase (TLP) bonding. Ti foil and Ni-5V alloy foil were used as interlayers for the bonding. The base materials were brazed at 1423-1573 K for 1-120 min. The results show that the shear strength of the joint first increases and then decreases with increasing holding time and brazing temperature. The joint interface microstructure and elements distribution were investigated. It can be concluded that a composite structure, in which the base metals are solid solution Nb(V) and Nb(Ti) reinforced by Ni3Ti, is formed when the brazing temperature is 1473 K and holding time 15 min, and a satisfactory joint strength can be achieved. The interaction of Ti foil and Ni-5V foil leads to the formation of liquid eutectic phase with low melting point, at the same time the combination of Ti come from the interlayer with O atoms from Al2O3 results in the bonding of Al2O3 and Nb.     

COMPUTER SIMULATION OF PHASE SEPARATION IN CaO MgO Fe 2O 3 Al 2O 3 SiO 2 GLASS

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｈａｓｇｒｅａｔｅｆｆｅｃｔｏｎｎｕｃｌｅａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｇｌａｓｓ．Ｉｔ’ｓａｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｇｌａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｉｔ’ｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｎｕｃｌｅａｔｉｏｎａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｌａｓｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｗａｓｍａｄ…     

超微晶陶瓷氧化铝磨料的研究

本文首先分析了传统刚玉磨料和超微晶陶瓷氧化铝磨料的特点。以A l2O3.H2O和HNO3为原料、Zn(NO3)2溶液为凝胶改良剂、超细Fe2O3为引晶剂、采用溶胶-凝胶工艺制备了超微晶陶瓷氧化铝磨料。对磨料的密度、硬度、韧性及磨削性能进行了测定。用正交实验考察了pH值、引晶剂、凝胶改良剂量等因素对磨料性能的影响。结果表明:各因素的影响顺序为引晶剂Fe2O3%量>酸度pH值>凝胶剂量。引晶剂Fe2O3%量不同,制得的磨料各项性能差别较大,添加量约为0.50%时、制得的磨料具有较佳的性能,磨料的密度为3.91g/mL、显微硬度为236MPa、磨削性能为传统刚玉的3.5倍。磨料性能可以和进口SG磨料相媲美。SEM电镜结果表明:该种磨料的晶粒度比较均匀,颗粒度较小,颗粒间不存在裂痕,样品的粒度在200-400nm。     

Al2O3纤维对Al2O3基陶瓷型芯材料性能的影响

采用常压烧结制备Al2O3基陶瓷型芯材料，通过XRD，SEM分析表征了材料的成分和内部结构。测量了Al2O3基陶瓷型芯气孔率、抗蠕变性能、80℃饱和NaOH溶液中侵蚀性能，并讨论了材料性能随Al2O3纤维含量变化的原因。     

Selective laser sintering of polymer-coated Al2O3／ZrO2／TiC ceramic powder

A type of polymer-coated Al2O3/ZrO2/TiC ceramic powder was prepared. The laser sintering mechanism of polymer-coated Al2 O3/ZrO2/TiC powder was investigated by studying the dynamic laser sintering process.It is found that the mechanism is viscous flow when the sintering temperature is between 80 ℃ and 120 ℃, and it is melting/solidification when the temperature is above 120 ℃. The process parameters of selective laser sintering were optimized by using ortho-design method. The results show that the optimal parameters include laser power of 14 W,scanning velocity of 1 400 mm/s, preheating temperature of 50 ℃ and powder depth of 0.15 mm. A two-step posttreatment process is adopted to improve the mechanical properties of laser sintered part, which includes polymer debinding and high temperature sintering. After vacuum sintering for 2 h at 1 650 ℃, the bending strength and fracture toughness of Al2O3/ZrO2/TiC ceramic part reach 358 Mpa and 6.9 Mpa · m1/2 , respectively.     

Microstructure and mechanical properties of extruded Al/Al2O3 composites fabricated by stir-casting process

A novel two step mixing method including injection of particles into the melt by inert gas and stirring was used to prepare aluminum matrix composites (AMCs) reinforced with Al₂O₃ particles. Different mass fractions of micro alumina particles were injected into the melt under stirring speed of 300 r/min. Then the samples were extruded with ratios of 1.77 or 1.56. The microstructure observation showed that application of the injection and extrusion processes led to a uniform distribution of particles in the matrix. The density measurements showed that the porosity in the composites increased with increasing the mass fraction of Al₂O₃ and stirring speed and decreased by extrusion process. Hardness, yield and ultimate tensile strengths of the extruded composites increased with increasing the particle mass fraction to 7%, while for the composites without extrusion they increased with particle mass fraction to 5%.     

激光重熔纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层组织及性能

为了进一步提高等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数, 下同)复合陶瓷涂层的性能,在γ-TiAl基体材料表面采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层形貌、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,等离子喷涂纳米陶瓷涂层由纳米颗粒完全熔化区和部分熔化区两部分组成,仍然具有等离子喷涂态的典型层状结构.经过激光重熔后,形成了致密细小的等轴晶重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区,由于激光快速加热和快速冷却加工特点,在重熔区仍保留了部分来源于原等离子喷涂部分熔化区的残留纳米粒子.与常规等离子喷涂陶瓷涂层相比,纳米结构涂层可在一定程度上提高其硬度和耐磨性,经过激光重熔后其硬度和耐磨性进一步提高.     

热压态Al2O3弥散强化铜的组织研究

用Cu_2O粉作氧化剂,采用简化的内氧化工艺,在900℃下使Cu-Al合金薄平板内氧化,获得Al_2O_3/Cu复合材料。然后采用热挤压法制取了Al_2O_3/Cu复合材料,对其显微组织和拉伸断口及界面进行观察与分析。结果表明:增强颗粒在基体中分布均匀,细化了晶粒,压制后组织进一步致密细化,且该材料具有良好的热稳定性;拉伸断口有韧窝断裂;能谱分析表明,板表面之间存在元素的扩散,热力学分析表明界面上有化学结合,界面结合状态较好。且复合层中Al_2O_3颗粒呈弥散状分布;复合层表面和内部的晶粒大小明显不同,表面晶粒较小。     

等离子喷涂纳米结构Al2O3/TiO2涂层的组织与性能研究

采用液相喷雾造粒的方法将纳米级Al2O3／TiO2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体。并利用等离子喷涂技术成功地制备出含有纳米结构的陶瓷涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等设备对涂层的微观结构和性能进行检测。结果表明，所制备的涂层中含有适当比例的未熔或半熔的纳米颗粒。涂层的硬度、韧性和耐磨性等性能与传统涂层相比都有了较大的提高。     

镁铝质直孔陶瓷过滤器的研制

采用特制的切割机切割聚苯乙烯泡沫塑料制型，浇注镁铝质浆料成型过滤器的方法．研究了浆料的成分、过滤器的结构参数等对过滤器性能的影响规律．进行了该种过滤器过滤４５＃钢的对比实验．结果表明：该种过滤器成型简单方便、性能优良，用于过滤钢水具有良好的效果     

TiN/TiCN/Al2O3/TiN与TiN/TiCN/Al2O3/TiCNO多层涂层的组织性能比较

目的对比TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层的组织性能。方法采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金基体上沉积TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的物相和组织形貌,采用纳米力学测试系统测试涂层顶层的硬度和弹性模量,利用显微维氏硬度计和划痕仪分别测量涂层的显微硬度和结合强度,利用往复式多功能摩擦磨损试验机研究涂层的摩擦磨损性能。结果顶层TiN晶粒为柱状晶,顶层TiCNO晶粒呈细针状。与顶层TiN相比,顶层TiCNO硬度更大,抗塑性变形能力更强。与以TiN为顶层的多层涂层相比,以TiCNO为顶层的多层涂层表面粗糙度、摩擦系数较大,结合强度较低。当磨损只发生在顶层时,耐磨性取决于顶层涂层的性能,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率为TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的1.2倍。当磨损进行到顶层与Al_2O_3层界面时,结合强度对耐磨性也有重要影响,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率是TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的82%。结论与TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN相比,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的顶层TiCNO硬度较大,抗塑性变形能力强,其顶层耐磨性较好。改善TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO多层涂层表面粗糙度和结合强度将进一步提高该涂层的摩擦磨损性能。     

纳米结构Ni/Al2O3热喷涂喂料的制备及显微分析

采用化学包覆、喷雾造粒以及气体保护烧结等工艺,制备了纳米结构Ni/Al2O3热喷涂喂料.对喂料以及使用该喂料制备的等离子喷涂涂层的显微结构进行了分析,结果表明:化学包覆后,Ni/Al2 O3粒度约为100～200 nm,喂料为多孔的球形结构,直径约为20～50 μm.采用该喂料制备的涂层表面粗糙度约为50μm,内部呈现...     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的显微组织检测技术

使用自动金相制样设备和光学显微镜对大气等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层金相样品制备技术及显微组织评估技术进行研究,确定最佳的制样及评估方法.结果表明:金相试样制备时采用树脂粘接SiC湿砂轮切割片取样、配备正确制样参数的自动化磨抛设备,采用SiC新砂纸研磨和回弹性低的无毛布抛光,能够有效呈现涂层的真实显微组织,解决了涂层孔隙率异...     

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 利用双向脉冲复合电沉积技术制备Ni/Al₂O₃复合镀层，并用X射线衍射（XRD）、扫描电镜/能谱（SEM/EDS）及性能测试等方法研究了复合镀层的组织与硬度。结果表明：采用双向脉冲电沉积技术可获得结晶细密且表面光滑平整的Ni/Al₂O₃复合镀层。在本试验范围内，镀层的硬度随着Al₂O₃含量的增加而升高。     

Al2 O3与ZrO2复合粉涂层的组织形貌分析

利用大气等离子喷涂技术（ASP）在20号锅炉钢（20G）基体上制备Al2O3和ZrO2复合粉热障涂层（TBC）。通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）等观察分析了复合粉涂层表面形貌，分析了表面微裂纹和孔隙的形成过程。结果表明，涂层表面主要由α-Al2O3和t-ZrO2高温稳定相组成。复合粉涂层面层组织致密，Al2O3和ZrO2颗粒互熔在一起，从而提高了涂层的结合强度和致密度。     

玻璃陶瓷复合材料的制备、微结构和性能

采用电子陶瓷工艺制备了一系列玻璃/锶长石陶瓷复合材料,并对复合材料进行X射线衍射分析、扫描电镜观察和性能测试。结果表明:复合材料的介电常数、热膨胀系数和显微硬度随着锶长石含量的增加而增加,而介电损耗随锶长石含量的增加而减小。锶长石含量大于50%(质量分数)的复合材料中α石英和方石英的析出增加了材料的热膨胀系数,但对材料的介电性能影响不大。所制备的复合材料具有低的介电常数(5.2~5.8)、低的介电损耗(0.10%~0.25%)、低的热膨胀系数(4.4×10-6~6.2×10-6℃-1)和低的烧结温度(≤900℃),有望用于电子封装领域。