等离子喷涂镍铬硼硅耐磨涂层的工艺研究

采用大气等离子喷涂方法制备镍铬硼硅耐磨涂层,对涂层的结合强度、金相组织、硬度等性能进行分析,并对机械加工后的涂层进行了显微组织分析,研究结果表明,镍铬硼硅耐磨涂层可用于等离子喷涂工艺,涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性。     

低压等离子喷涂Ti—Ni合金涂层工艺的研究

本文较详细地研究了低压等离子喷涂(LPPS)Ti～Ni合金涂层的工艺以及喷涂参数(如喷涂气氛,气氛压力,主气流量,喷涂功率,粉末粒度,喷涂距离和送粉率等)对Ti-Ni合金涂层质量的影响。研究结果表明,适当地选择工艺参数,可以获得致密并且与基体结合强度高、耐蚀的高质量Ti-Ni合金涂层。     

等离子喷涂CuNiIn涂层性能研究

通过等离子喷涂方法制备了CuNiIn涂层试样,对不同参数所制备的涂层进行了金相组织分析、显微硬度及弯曲试验.研究结果表明:等离子焰流的功率对涂层材料有非常明显的影响作用;随着氢气流量和喷涂功率的增大,涂层致密度及显微硬度提高,涂层中氧化物增多,涂层弯曲后裂纹也增多,涂层剪切强度则先增大后减小.     

三阳极大气等离子喷涂Cr2O3涂层的研究

采用SEM及XRD方法对用三阳极等离子喷枪所制备的Cr2O3涂层的结构、相及基本的性能进行了表征.并与传统等离子喷涂所制备的Cr2O3涂层进行对比.结果表明,在显微结构和硬度方面三阳极等离子喷涂所制备的Cr2O3涂层与传统等离子喷涂所制备的相近,但结合强度比传统等离子喷涂的高48%.     

低压等离子喷涂钨涂层性能的研究

用低压等离子喷涂技术在铜基体上制备出厚度大于1 mm的铜钨梯度钨涂层,对钨涂层性能研究结果表明,采用铜钨梯度方法可以使热膨胀系数不匹配的影响降低,梯度涂层呈层状结构,不易形成贯穿的裂纹;梯度涂层具有良好的导热性和耐热冲击性能,能承受9.6 MW/m2和200 s的脉冲,而铜基体温度低于200℃.真空等离子喷涂梯度涂层是制备核聚变面对等离子体材料的一种有效方法.     

等离子喷涂热障涂层失效机理的研究

对等离子喷涂热障涂层热震失效和高温氧化失效机理进行了研究。结果表明，热障涂层具有良好的抗热震性；ZrO2与基体间热膨胀系数的差异所产生的热应力是热震失效的主要原因；在NiCrAlY与ZrO2的界面生成氧化物是高温氧化失效的主要原因。     

等离子喷涂制备的ZrSiO4陶瓷涂层性能的研究

采用等离子喷涂工艺制备的ZrSiO4/NiCr涂层与基材结合良好,涂层致密;ZrSiO4涂层主要由ZrO2基体相和SiO2相组成,SiO2组元比较均匀地分布在ZrO2基体相中.ZrSiO4涂层的硬度为HRC50～55.ZrSiO4/NiCr涂层的抗热震性能优于ZrSiO4/Ni-Al涂层及ZrSiO4涂层,ZrSiO4/NiCr涂层能够承爱热冲击作用而不发生涂层自基体表面剥落.ZrSiO4/NiCr涂层具有很好的抗熔融金属(锌与铝)热腐蚀的性能.     

大气等离子喷涂制备锰钴尖晶石涂层及其电导率

采用大气等离子喷涂(APS)工艺制备了Mn-Co尖晶石涂层,同时研究了不同载气和喷距对涂层形貌及电导率的影响.采用直流四电极法测量涂层的电导率,利用SEM,XRD和XPS等表征手段对涂层微观形貌、组成等进行表征.结果表明,所制备的涂层致密、孔洞较少、与基体结合良好,表面呈现液态沉积与微熔颗粒堆积相混合的状态.800℃时,载气量为2 SLPM下涂层的电导率是18 S/cm,而其余载气量下涂层电导率仅有8 S/cm,低载气量制备的Mn-Co涂层具有良好的导电性;800℃下只有喷距为130 mm的涂层电导率超过了10 S/cm,增加喷距对电导率影响较小,各涂层电导率分布较为接近.测试态涂层表面形成了各种取向的金字塔状尖晶石晶体结构,其尖晶石相衍射峰强度显著提高;高电导率涂层中2价和3价元素比例更接近1∶2,为典型的尖晶石结构,其表现出较高的电导率.因此,适当的载气流量和喷涂距离可使涂层中含有更多的高电导率尖晶石相.     

超音速等离子喷涂WC/Co涂层的工艺优化

采用国内新研制的超音速等离子喷涂（S-APS）设备制备WC-12Co涂层,探讨其影响因素.结果表明,喷涂距离和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随功率增加而增加.功率和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随喷涂距离的增加而降低.喷涂距离不变时,粒子速度随送粉量的增加呈先增后减的趋势,粒子温度随送粉量的增加而下降,电压对粒子的速度影响较大,粒子速度随电压的增大而增大,电流对粒子温度影响较大,粒子温度随电流的增大而增大.超音速等离子喷涂WC-12Co粉末的最佳工艺参数为：功率56kW（电压140V,电流400A）,氩气流量3.8m^3/h,氢气流量0.15m^3/h,氮气流量0.60m^3/h,喷涂距离100mm,送粉量50g/min.     

固体氧化物燃料电池阴极的等离子喷涂制备及结构调控

固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种高效、环保的发电装置备受关注,金属支撑型SOFC因高鲁棒性和优异性价比而极具发展潜力。目前金属支撑型SOFC的制备方法（如湿化学法和镀膜技术）,仍存在需高温烧结、效率低和工艺复杂等问题。大气等离子喷涂（APS）技术因具备成本低、效率高、对基体热输入少等特点,适合高效制备金属支撑型SOFC。本文采用APS技术制备金属支撑型SOFC,重点探究了不同喷涂参数在立方钙钛矿锶钴铁氧体（LSCF）阴极结构的调控作用。通过对APS制备的单粒子形貌进行表征,阐明了阴极沉积的机理,同时揭示了微观结构对电池性能的影响。研究结果表明：在14 kW条件下,采用APS制备的多孔阴极涂层,由熔融粒子和部分半熔化粒子构成,具有最佳电催化性能;在800 ℃下,电池整体的极化电阻仅为0.12 Ω·cm²、输出峰功率达到1 074 mW·cm^-2,表现出良好的输出能力。     

等离子喷涂碳化钛-硅化钛涂层的组织结构与性能

研究直接喷涂和反应喷涂合成的两种碳化钛-硅化钛复合涂层的组织结构与性能.通过等离子喷涂技术将两种不同复合粉(TiC-TiSi₂和Ti-SiC)分别喷涂在TC4钛合金表面制备成碳化钛-硅化钛复合涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、显微维式硬度计、划痕仪对所得涂层进行表征及测试.结果表明:等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得涂层中含TiC为58%,Ti₅Si₃为21%,TiSi₂为7%,Si为9%和SiO₂为5%,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层含有TiC(47%),Ti₅Si₃(40%)和SiC(13%);在等离子喷涂过程中Ti-SiC复合粉中的Ti与SiC发生了明显的化学反应,反应生成了TiC和Ti₅Si₃;等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层,具有更薄的层片和更小的晶粒尺寸.与等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层相比,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层具有更高的结合强度、更高的显微硬度(提高了18.7%)、更好的韧性及更好的耐划痕性能,这主要在于等离子喷涂Ti-SiC复合粉反应合成的碳化钛-硅化钛涂层中硬质相的相对含量更高且反应合成的碳化钛、硅化钛晶粒更细小.     

Ni元素对等离子喷涂铁基涂层组织和摩擦磨损性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Ni含量的铁基涂层(XPT?512?Ni),系统研究金属Ni对铁基涂层组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响.结果表明:XPT?512?Ni系铁基涂层组织主要由铁素体(F)、渗碳体(Fe3 C)以及少量FeO和Ni相组成;涂层与铝基体形成良...     

等离子喷涂距离和氩气流量对MoSi_2 涂层结构的影响

以MoSi_2粉末为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了二硅化钼涂层,考察了不同喷涂距离和氩气流量对MoSi_2涂层的相组成和微观组织的影响.结果表明,随喷涂距离的增加,涂层的相组成由富硅相向富钼相演变;氩气流量的增大可减少涂层中的富钼相,但若流量过大,则会降低涂层的致密性;采用喷涂功率为30 kW、喷涂距离为100 mm和氩气流量为50 L/min的喷涂工艺可制备出以MoSi_2为主相且致密性较高的涂层,明显提高了基体的高温抗氧化性.     

悬浮液冷喷涂的液滴蒸发及加速过程研究

超细粉末的流动性差,导致其需要以悬浮液或气浮的方式输送,而冷喷涂时超细粉末悬浮液输送常选择在喷枪出口处,这限制了大面积稳定涂层的制备。针对该现状,采用基于离散相的Multicomponent模型,模拟了悬浮液液料在喷枪前端送料时液滴的蒸发及加速过程,并探讨了颗粒沉积的可行性。模拟结果表明,在不同压力和温度下,液滴沿喷枪轴线加速时,由于悬浮液液滴含量较少及与主气温度差值较大,导致悬浮液中的液相与预热气体之间发生强烈的传热传质,液相可在喷枪喉部前完全蒸发。对蒸发过程影响因素的研究结果表明：相同气体压力下随着预热温度的提升,悬浮液液滴蒸发速度更快;液滴直径越小,则完全蒸发所对应的喷枪位置越靠前;固含量越低,完全蒸发所对应的喷枪轴向位置越靠近喷枪喉部;气体压力和材料种类对液相蒸发过程无明显影响。采用幂函数拟合方式,对悬浮液液滴的蒸发过程进行拟合而得到拟合公式,其中pl值反映了液滴蒸发的变化趋势、x_c值的变化趋势基本反映了蒸发完全所对应的喷枪轴线位置的变化。对Cu悬浮液液滴蒸发加速的模拟结果表明：Cu颗粒与基体碰撞瞬间的速度值大于600 m·s^-1,与...     

低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的抗燃气热冲击性能研究

为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1 000℃/75 h燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层表面形貌、相组成和显微组织、涂层厚度和均匀性等性能参数的变化。结果表明：热冲击试验后,不同涂层叶片的整体尺寸未发生显著变化,表明涂层在高温环境下具有稳定的尺寸;涂层表面形成了Al₂O₃膜和NiAl₂O₄尖晶石,保留了较好的结构完整度,这有助于提高涂层的耐腐蚀性能;涂层的物相组成主要包括γ-Ni、γ’-Ni₃Al和少量的β-NiAl,形成了贫Al区、互扩散区、二次反应区等典型微区结构,析出的TCP相为R相,表明在热冲击过程中涂层发生了相变;不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层均表现出了良好的抗热冲击性能,为航空发动机涡轮叶片的高温应用提供了可行的涂层方案。     

离子交换法从淋洗液中回收铼过程中硒的行为

研究了离子交换法以钼冶炼烟气淋洗液中回收铼的过程中硒的走向,并研究了硒对离子交换树脂吸附性能的影响。试验结果表明,在离子交换法吸附铼的过程中,淋洗液中的SeO₃^2-也被同时被吸附到树脂上,铼先于硒达到饱和吸附;解吸附铼的过程中,大部分的硒也被解吸附,并富集210倍;解吸液沉淀物XRD分析表明,解吸液中被富集的硒,部分会被还原为单质。解吸液中的胶状硒黏附在离子交换树脂上后,导致树脂变为红棕色,并影响其对铼的吸附性能。采用脱硒药剂A可将树脂上的硒脱除,脱硒后树脂对铼的吸附性能得到一定的恢复。     

转子式混凝土喷射机结构与性能分析

针对转子式混凝土喷射机在使用中出现的一些问题,通过对其结构形式分析,据此,提出解决这些问题的一点建议。     

喷枪阳极结构对等离子射流及粒子行为的影响

喷枪阳极是等离子喷涂系统中的关键部件之一,其通过电弧的运动行为直接影响等离子射流流动及粒子的加热加速历程,最终决定了涂层的综合性能．为了深入理解大气条件下锥形Laval和标准圆柱形阳极喷嘴制备涂层性能之间存在较大差异的原因,在前期制备涂层工作的基础上继续开展相关的数值模拟工作．基于计算流体动力学理论针对等离子喷涂过程建立包括喷枪内外区域的数学物理模型,系统探究两种阳极产生等离子电弧、射流特征及喷涂粒子的飞行行为．结果表明：在相同的喷涂条件下,锥形Laval阳极内产生的等离子电弧电压低、消耗电功率小,大电流密度区和等离子速度明显较标准圆柱形阳极的小;在喷嘴出口处,标准圆柱形阳极具有更高的等离子射流温度和速度,但锥形Laval阳极的等离子射流在喷枪外具有较小的衰减速率和较大的空间尺寸;在相同喷距位置,锥形Laval阳极的喷涂粒子速度要比标准圆柱形的小得多,但相应的升温和降温速率却更大,熔化也更充分．因此,标准圆柱形阳极适合制备致密且结合强度高的涂层,而锥形Laval阳极则更适合用于制备高沉积效率的多孔涂层.