Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层界面剪切强度的研究及有限元分析

为了测量经过热喷涂-激光原位反应合成技术在CLAM钢表面制备的Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的界面剪切强度,采用万能拉压试验机配合自制的剪切装置研究了涂层与基材界面的剪切强度,并通过有限元的方法模拟了剪切强度的大小与在界面处的受力、变形情况。结果表明:通过热喷涂-激光原位合成技术制备的Al_2O_3-TiO_2涂层的界面剪切强度较高,大约为283MPa;有限元(FEM)模拟的结果大约为319.59MPa,与实验结果相似。     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2涂层物相组成和力学性能的影响

采用等离子喷涂工艺在灰铸铁基体上制备了4种TiO_2含量不同的Al_2O_3-TiO_2涂层,运用X射线衍射技术,并结合Rietveld全谱拟合方法,对不同涂层中的物相进行定量分析;采用显微硬度测试和拉伸试验研究TiO_2含量对涂层力学性能的影响。结果表明:Al_2O_3-3%TiO_2涂层中存在大量的γ-Al_2O_3相、α-Al_2O_3相以及少量的非晶相;在Al_2O_3-13%TiO_2涂层中,非晶相含量出现最大值,并有Al_2TiO_5相形成;随着TiO_2含量进一步增加,非晶相含量降低,Al_2TiO_5相含量增加,在Al_2O_3-40%TiO_2涂层中只存在α-Al_2O_3和Al_2TiO_5相;随着TiO_2含量增加,涂层的显微硬度降低,但涂层的结合强度升高,这与涂层中Al_2TiO_5相的含量有关。     

磁力磨削Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层试验

采用磁力研磨技术进行Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的精密加工,设计了平面陶瓷研磨的试验装置,通过研究磨粒粒度等参数对表面粗糙度的影响规律,得出精密加工的最优参数。     

爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨摩擦副的磨损行为

研究了爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能和磨损机理,并对比分析了Al_2O_3-20%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2涂层的磨损性能。结果表明:该陶瓷涂层的磨损率随摩擦时间的延长呈先减小后增大的趋势,在相同试验条件下,Al_2O_3-20%TiO_2涂层的耐磨性能优于Al_2O_3-40%TiO_2涂层的;Al_2O_3-20%TiO_2涂层的磨损率随载荷和速度的增大而增大,在大于30 N后磨损率迅速增大;陶瓷涂层的磨损机理主要为粘着磨损。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

等离子喷涂自反应合成陶瓷/金属复合涂层的形成机理

用Fe2O3粉、Al粉和粘结剂制备了Fe2O3-Al复合粉。等离子喷涂自制的复合粉，使其在焰流内部发生反应，在喷涂基材上形成以Al2O3陶瓷为基体，以Fe金属为第二相的陶瓷／金属复合涂层。这种工艺成功地把等离子喷涂技术和自蔓延技术结合在一起。分析了复合粉和陶瓷／金属复合涂层以及反应过程中复合粉的微观结构，研究了等离子喷涂自反应复合粉的反应过程和陶瓷／金属复合涂层的形成机理。     

ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的抗氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al_2O_3-Y_2O_3/ZrB_2复合粉体,对其进行放电等离子烧结制备相应的复相陶瓷,并对不同YAG(钇铝石榴石)、Al_2O_3含量的复相陶瓷进行了氧化试验,用SEM、XRD和电子探针等研究了YAG、Al_2O_3对ZrB_2陶瓷抗氧化性的影响。结果表明:制备的各种复相陶瓷和纯ZrB_2陶瓷相比,在相同氧化条件下表面的氧化层厚度都有所变薄,YAG、Al_2O_3的加入可以改善ZrB_2陶瓷的抗氧化性能;在相同氧化条件下,Al_2O_3含量越多,氧化层厚度越小;在高温条件下,复相陶瓷氧化层中均存在ZrO_2、B_2O_3和Al_(18)B_4O_(33)相,Al_2O_3含量越多,Al_(18)B_4O_(33)相也越多。     

等离子喷涂氧化铝——氧化钛陶瓷涂层的应用

<正> 一、陶瓷涂层的特性最常用的陶瓷材料是单一的氧化物,如氧化铅(Al_2O_3),氧化铬(Cr_2O_3),氧化钛(TiO_2),氧化锆(ZrO_2)等。也有采用单一氧化物的混合陶瓷材料,如Al_2O_3+3%TiO_2、Al_2O_3+13%TiO_2、Al_2O_3+3%Cr_2O_3等作为涂层材料。陶瓷材料具有熔点高、导热系数低、化学性能稳定等特点。上述特点决定了它所制备的涂层具有硬度高、耐磨损、耐高温、耐化学介质腐蚀和耐绝缘等多功能特性。在宇航、国防、化工、石油等部门中陶瓷涂层有着广泛的应用前景。     

孔隙率对Al_2O_3陶瓷涂层绝缘轴承绝缘性能的影响

采用等离子喷涂工艺在轴承外圈上喷涂Al_2O_3陶瓷绝缘涂层,对涂层厚度、微观结构、孔隙率及绝缘性能进行检测,结果表明:等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层结构中存在一定数量的孔隙,不同喷涂工艺参数下,孔隙率在1%~8%之间;孔隙率对涂层的绝缘性能影响较大。     

复合尼龙涂层的腐蚀—冲蚀磨损特性

本文对尼龙涂层及尼龙+5％Al_2O_3陶瓷颗粒和尼龙+5％SiC晶须复合涂层进行了腐蚀—浆体冲蚀磨损试验研究。研究了砂浆的pH值,冲击速度等参数对涂层的腐蚀冲蚀磨损的影响,对涂层表面的组织结构和形貌进行了观察分析,探讨了复合尼龙涂层的腐蚀冲蚀磨损机理,建立了V_e-pH-U腐蚀—冲蚀磨损三维图。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

FeAl/Al2O3阻氚涂层表面Al2O3薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al_2O_3薄膜组成的FeAl/Al_2O_3阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选,Al_2O_3薄膜是决定FeAl/Al_2O_3阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为,包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制,介绍了基体元素对Al_2O_3薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al_2O_3薄膜低温制备技术的研究进展,展望了FeAl/Al_2O_3阻氚涂层的未来研究方向。     

TC4表面等离子沉积Al2 O3/MoS2涂层及性能分析

利用阴极等离子电解沉积技术在Ti6Al4V表面制备了Al_2O_3/MoS_2减磨耐蚀复合涂层。利用XRD、SEM、DES等检测手段分析了脉冲电压对复合涂层的形貌、物相组成及涂层摩擦学/腐蚀性能的影响。结果表明,随着电压的升高,涂层中α-Al_2O_3硬质相的质量分数增加,但涂层表面粗糙度和孔径增大,导致MoS2的质量分数先增加然后下降。在干滑擦磨损试验中,300 V以下的试样摩擦系数和磨损率最低,过高电压不利于耐磨性能的提高。腐蚀测试表明涂层样品比未处理的样品具有更好的耐腐蚀性。     

热喷涂-激光制备CrFeAlTiC金属/玻璃陶瓷涂层

将铬铁粉、铁铝粉和钛粉按40%:40%:20%的比例混合,制成复合粉末,采用热喷涂-激光复合工艺在304不锈钢基材表面制备CrFeAlTiC金属/玻璃陶瓷涂层。借助光学显微镜、扫描电镜、能谱仪对涂层的宏观形貌、微观结构和组成成分进行了分析,并研究了其界面结合性能。结果表明:经激光处理得到的涂层厚度为20~30μm,表面较为平整、致密,且与基材呈良好的冶金结合;试样拉伸5%时,没有出现裂纹与涂层脱落的现象,涂层与304不锈钢基材界面结合性能较好。     

Al_2O_3和TiO_2添加量对共沉淀法制备MgO基陶瓷性能的影响

采用共沉淀法分别制备Al_2O_3和TiO_2前驱体包覆MgO颗粒,并在1 450℃保温2h得到MgO基陶瓷,研究了Al_2O_3和TiO_2添加量对陶瓷物相组成、烧结性能和抗热震性能的影响.结果表明:添加Al_2O_3后,陶瓷的主要物相为方镁石相和MgAl_2O_4相,随Al_2O_3添加量的增加,MgAl_2O_4相含量增多,线收缩率和热震次数均先增后降,体积密度则增大;添加TiO_2后,陶瓷的主要物相为方镁石相、Mg_2TiO_4相和MgTiO_3相,随TiO_2添加量的增加,Mg_2TiO_4和MgTiO_3相含量增多,线收缩率和体积密度均先增后降,热震次数则先增加后保持稳定;当Al_2O_3和TiO_2的质量分数分别为6%,4%时,陶瓷的烧结性能和抗热震性能均最佳.     

基于原子沉积法的纳米Al2O3涂层微织构刀具刀-屑界面间摩擦系数研究

采用原子沉积法(Atomic Layer Deposition,ALD)分别在点状微织构和条状微织构YT5硬质合金刀具(微织构刀具)上制备了纳米Al_2O_3涂层,通过直角切削实验研究了纳米Al_2O_3涂层对微织构刀具刀-屑界面间摩擦系数的影响,并将纳米Al_2O_3涂层微织构刀具与微织构刀具、YT5硬质合金刀具进行对比。结果表明,微织构能降低刀具刀-屑界面间的摩擦系数;纳米Al_2O_3涂层能进一步降低微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数,其中厚度为100 nm的Al_2O_3涂层微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数最小,当点状微织构间距为0.15 mm时摩擦系数值最优,当条状微织构方向垂直于主切削刃时摩擦系数值最优;刀具刀-屑界面间的摩擦系数随着切削速度的增加而增大。纳米Al_2O_3涂层与微织构相结合将刀-屑界面间的摩擦由滑动摩擦转变为滑动-滚动复合摩擦的形式,降低了微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数,改善了摩擦性能,有利于提高刀具耐用度。     

国外陶瓷刀片牌号对照表及其性能

<正> 表1收集了欧美11家硬质合金和陶瓷刀具生产厂的陶瓷刀具资料,按陶瓷刀片的化学组成分为纯Al_2O_3,增韧陶瓷Al_2O_3+ZrO_2,混合陶瓷Al_2O_3+TiC,Al_3O_2+TiN,Sialon Si_3N_4+Al_2O_3,氮化硅(非Sialon)Si_3N_4,Si_3N_4+Al_2O_3涂层,TiC+TiN     

特高温Al2O3陶瓷—金属化共烧结技术

本文介绍了我所研制的特高温92％Al_2O_3陶瓷—金属化共烧结技术,详细讨论了92％Al_2O_3的组成特性、金属化配方设计和92％Al_2O_3陶瓷—金属化共烧结工艺,分析了陶瓷金属化烧结机理,建立了物理模型,并成功地应用了陶瓷管壳的研制。     

基于陶瓷表面化学镀镍的6061铝合金-Al2 O3封接工艺

研究陶瓷与6061铝合金烧结封接工艺及其结合机制。将Al_2O_3陶瓷进行表面化学镀镍,再与6061铝合金进行烧结封接,在不同烧结温度下观察Al_2O_3(N)陶瓷/6061铝合金接头微观形貌,并选取在590℃、1 h下获得的接头进行EDS分析,测定不同温度下烧结Al_2O_3(N)陶瓷/6061铝合金接头强度。研究表明,所制Al_2O_3陶瓷表面化学镀镍层均匀致密,铝合金中元素扩散至化学镀镍层,自铝合金一侧至陶瓷一侧,Al元素含量整体上呈先减小后增大的趋势;随着烧结温度的升高,接头强度也随之升高,最大可达15.4 MPa。