复合涂层对钢结构耐蚀性的影响分析

采用低压等离子喷涂方法,制备了Q345A钢结构的单一Al涂层和Al-25％Cr-5％纳米SiO2复合涂层,并进行了人造酸雨全浸腐蚀和中性盐雾腐蚀的测试和分析.结果表明:低压等离子喷涂Al-25％Cr-5％纳米SiO2复合涂层,能显著提高钢结构的耐蚀性,且耐蚀效果较单一Al涂层好.与未经处理试样相比,喷涂了这种复合涂层的Q345A钢结构经20天人造酸雨全浸腐蚀后的质量损失率降低了91.90％,经10天中性盐雾腐蚀后的质量损失率从15.95％降至2.01％.     

Q345R板材表面冷喷涂Al-Zn涂层的组织及性能研究

目的 研究添加元素Zn含量的变化对涂层的显微组织、孔隙率、硬度及涂层-基体间界面结合强度等的影响规律.方法 采用冷喷涂技术在Q345R板材表面制备性能优良的纯Al和Al-Zn复合涂层,通过扫描电子显微镜对涂层的形貌进行分析,通过维氏显微硬度计对涂层的力学性能进行表征,并揭示涂层与基体间的界面结合机理.结果 冷喷涂纯Al...     

电泳沉积制备YSZ/(Al,Ni)热障涂层的性能研究

利用电泳沉积技术在Inconel600高温合金基体表面制备热障涂层。涂层经1100℃真空烧结2 h后,利用XRD、SEM、自动划痕机和电化学工作站分析涂层的物相、表面形貌、结合强度和抗氯腐蚀能力。结果表明,YSZ/(Ni,Al)复合涂层经真空烧结后,涂层均匀,比YSZ涂层致密。Al、Ni元素的加入,在界面处形成了一定厚度的过渡区。与YSZ涂层相比,YSZ/(Ni,Al)复合涂层与基体结合强度更高。YSZ/(Ni,Al)涂层的抗氯腐蚀与Ni和Ni_3Al有关。     

新型Zn-22Al-Mg-Re合金涂层性能研究

使用高速电弧喷涂技术在Q420钢基体上制备了新型Zn-22Al-Mg-Re合金涂层,通过SEM,Cu加速乙酸盐雾实验和电化学工作站等手段研究了其微观形貌、结合强度、耐蚀性能,并与纯Zn和Zn-15Al涂层进行了比较。结果表明,Zn-22Al-Mg-Re合金涂层的结合强度高、腐蚀电位低、腐蚀电流小;腐蚀产物较为稳定,呈细小致密的针状,具有良好的自封闭性;合金涂层的阴极保护能力和耐蚀性能均优于纯Zn和Zn-15Al涂层。     

低压冷喷涂制备Al(Y)-30％Al2O3涂层及其海水腐蚀行为

采用低压冷喷涂技术在Q235碳钢基体上制备了不同稀土元素(Y)添加量的Al(Y)-30%Al_2O_3(体积分数)复合涂层。结合SEM、XRD、FTIR等材料分析测试手段,采用开路电位、交流阻抗、动电位极化等电化学测试方法对涂层的腐蚀行为进行了研究。通过考察不同稀土元素(Y)添加含量对涂层微观组织和腐蚀电化学行为的影响,研究复合涂层的腐蚀机制。结果表明:添加适量的Y元素可以提高涂层的耐蚀性能,加入量过少,Y作用不明显;加入量过多,涂层的耐蚀性有所下降;当Y添加量为0.2%(质量分数)时,涂层的耐蚀性比Al-30%Al_2O_3涂层提高了1个数量级;Al(Y)-30%Al_2O_3涂层的腐蚀过程包括:表层均匀腐蚀、界面侵蚀-渗透扩散、局部腐蚀、腐蚀抑制4个阶段。     

电弧喷涂Zn-22Al-Mg-RE合金涂层的耐蚀性能

采用电弧喷涂技术和自主研发的合金丝材在Q345基体上制备出Zn-22Al-Mg-RE合金涂层。通过SEM、铜加速乙酸盐雾试验、XRD和极化曲线来比较纯锌涂层和Zn-22Al-Mg-RE合金涂层的微观结构及耐蚀性能。结果表明,Zn-22Al-Mg-RE合金涂层相比于纯锌涂层结合强度提高了40%,在铜加速乙酸盐雾试验中出现第一锈点的时间延长1倍以上。电化学实验结果也表明合金涂层具备更优异的耐蚀性能。研究认为,Zn-22Al-Mg-RE合金涂层腐蚀产物中出现大量稳定致密的Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O物相,是耐蚀性能提高的主要原因之一。     

ZD-1型等离子一次喷涂粉末及其涂层结合机理的研究

前言喷涂层和基体的结合强度是评价喷涂层质量的一项重要指标。因此,如何提高涂层的结合强度,是热喷涂工作者普遍关心的问题。在热喷涂工艺过程中,人们通常首先在基体上喷涂一层Ni/Al复合粉末做为结合层,然后在Ni/Al结合层上面喷涂工作层。这种喷涂结构有效地改善了工作涂层与基体之间的结合性能,但同时也增加了喷涂工艺过程的复杂性,使喷涂层的质量控制更加困难。为此,美国     

基体喷丸处理对电泳沉积YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层显微组织、相变和性能的影响（英文）

采用电泳沉积技术在喷丸处理和未处理的Inconel600高温合金基体表面制备YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层,然后进行真空烧结。使用X射线衍射、扫描电子显微镜和电子探针能谱仪分析复合涂层的组成和相变,分析和讨论基体喷丸处理后的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层的显微组织结构和性能之间的关系。结果显示,基体喷丸处理后的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层在1100°C等温氧化100 h后的结合强度和抗氧化增重分别是3.3 N和0.00817 mg/cm~2,而基体未处理的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层的结合强度和抗氧化增重分别为2.6 N和0.00559 mg/cm~2。在能谱分析得出喷丸处理的涂层在等温氧化后出现明显的铬元素从基体向涂层扩散。基体喷丸处理后的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层具有更优异的结合性能和抗高温氧化性能。     

稀土掺杂Nd2O3对YSZ/(Ni,Al)复合涂层组织与性能的影响

目的提高YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度和抗高温氧化性。方法采用电泳沉积方法在Inconel600高温合金表面沉积YSZ/(Al,Ni)复合涂层和掺杂稀土Nd_2O_3-YSZ/(Al,Ni)(N-YSZ/(Al,Ni))复合涂层,然后进行真空烧结,最后对制备好的热障复合涂层进行划痕实验和等温循环氧化实验。通过对样品进行等温循环氧化实验,获取不同氧化时间段的复合涂层样品,并通过采用SEM和XRD分别对复合涂层形貌和微观结构进行分析。结果在1100℃等温氧化过程中,未掺杂稀土元素复合涂层的氧化增重速率为0.0057 mg/cm~2,而掺杂钕元素的复合涂层的氧化增重速率为0.0046 mg/cm~2,比未掺杂稀土YSZ/(Al,Ni)复合涂层低。N-YSZ/(Al,Ni)热障复合涂层在等温氧化过程中颗粒较小,裂纹少,表面更加致密,并且发生自愈合现象。真空烧结后的YSZ/(Al,Ni)复合涂层和N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度大约为4.0 N,在经过氧化100 h后,掺杂稀土的N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层的结合强度为3.26 N,未掺杂稀土钕元素YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度为2.6 N。N-YSZ/(Al,Ni)热障复合涂层中存在Nd_2Zr_2O_7相和稳定的NiAl_2O_4相,Nd_2Zr_2O_7相具有良好的稳定性以及耐高温氧化性。结论掺杂稀土氧化钕N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层,在1100℃、空气氛围下等温氧化过程中发生自愈合现象。随着氧化时间的增加,掺杂稀土元素钕的N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层表面的颗粒趋于均匀化,裂纹明显变少,使得涂层更加致密和平整。掺杂了稀土钕元素的N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体之间具有更高的结合强度。在1100℃、空气氛围下等温氧化100 h时,掺杂了稀土钕元素的N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度明显大于YSZ/(Al,Ni)复合涂层,提高了N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层的抗剥落性和服役寿命。在1100℃、空气氛围下等温氧化过程中,掺杂稀土元素钕的N-YSZ/(Al,Ni)复合涂层的抗高温氧化性能比未掺杂稀土元素的YSZ/(Al,Ni)复合涂层的抗高温氧化性能显著提高。     

冷喷涂及阳极氧化复合处理对WE43镁合金耐蚀性能的影响

通过冷喷涂、冷喷涂-阳极氧化对WE43镁合金进行复合表面处理,采用高锰酸钾点滴试验,动电位极化曲线,扫描电镜(SEM/EDS),X射线衍射(XRD)等测试手段,研究了涂层的腐蚀行为。结果表明,经冷喷涂处理制备的涂层表面致密,相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了0.864 V,自腐蚀电流密度降低至2.1×10^-5 A/cm²,点滴试验时间由5 s增加至59 s;冷喷涂-阳极氧化复合涂层相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了1.097V,自腐蚀电流密度降低至3.16×10^-7 A/cm²,自腐蚀电流密度相较于单一冷喷涂处理下降了两个数量级,点滴试验时间由5 s增加至478 s;采用冷喷涂处理和冷喷涂-阳极氧化复合处理均能提高WE43镁合金的耐蚀性能。     

316L表面制备Ni-Al系金属间化合物层的耐铅铋腐蚀性能

利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面熔覆一层Ni60合金粉末,采用热喷涂技术在Ni60合金涂层表面制备纯Al涂层,再通过620 ℃×5 h高温扩散试验,使Ni60合金涂层和纯Al涂层中间生成Ni-Al金属间化合物。最后把制备有Ni60合金和Ni-Al金属间化合物涂层试样置于液态铅铋合金中进行400 ℃×500 h腐蚀试验。采用SEM,XRD对金属间化合物涂层腐蚀前后的表面、截面的形貌、物相组成及元素分布进行测试,分析Ni60合金涂层和金属间化合物涂层在400 ℃液态铅铋合金中的腐蚀情况。试验结果表明,经过高温扩散试验,试样表面生成了一层由Ni3Al,NiAl等组成的Ni-Al系金属间化合物;经过400 ℃液态铅铋合金腐蚀试验,Ni60合金涂层表面腐蚀较为严重,表面大量金属元素被氧化、溶解,在试样表面形成了不连续金属氧化物和腐蚀坑;Ni-Al金属间化合物涂层被氧化成为稳定的金属氧化物涂层,可以有效阻止Pb,Bi,O等元素渗透进入基体,提高316L的耐液态铅铋腐蚀性能。创新点： 利用激光熔覆、热喷涂、高温扩散相结合的方法制备了金属间化合物,并研究了金属间化合物涂层在液态铅铋合金中的腐蚀情况。     

Formation of NiAl Intermetallic Compound by Cold Spraying of Ball-Milled Ni/Al Alloy Powder Through Postannealing Treatment

Ni/Al alloy powders were synthesized by ball milling of nickel-aluminum powder mixture with a Ni/Al atomic ratio of 1:1. Ni/Al alloy coating was deposited by cold spraying using N₂ as accelerating gas. NiAl intermetallic compound was evolved in situ through postspray annealing treatment of cold-sprayed Ni/Al alloy coating. The effect of annealing temperature on the phase transformation behavior from Ni/Al mechanical alloy to intermetallics was investigated. The microstructure of the mechanically alloying Ni/Al powder and NiAl coatings was characterized by scanning electron microscopy and x-ray diffraction analysis. The results show that a dense Ni/Al alloy coating can be successfully deposited by cold spraying using the mechanically alloyed powder as feedstocks. The as-sprayed alloy coating exhibited a laminated microstructure retained from the mechanically alloying powder. The annealing of the subsequent Ni/Al alloy coating at a temperature higher than 850 °C leads to complete transformation from Ni/Al alloy to NiAl intermetallic compound.     

冷喷涂辅助原位合成CuFeCrAlNiTi高熵合金涂层的组织性能研究

目的 为了提升普通金属材料的表面性能,提出了一种在普通金属材料表面制备性能较好的CuFeCrAlNiTi高熵合金涂层的技术工艺.方法 采用Cu、Fe、Cr、Al、Ni、Ti六种金属单质粉末为原料,经过2 h机械混合后,使用低压冷喷涂技术在45#钢基体上制备混合金属涂层,再经感应重熔技术将混合金属涂层原位合成为CuFeC...     

镁合金表面冷喷涂技术研究进展

归纳和总结了国内外镁合金冷喷涂技术最新研究进展,介绍了镁合金冷喷涂Al-Zn、纯Al、Al基复合涂层、Al基非晶涂层、Zn基合金、Ni、不锈钢涂层等的耐腐蚀性.讨论了工艺参数(如压力、温度)以及喷涂材料的选择,涂层对镁合金防腐蚀性能的影响,展望了未来镁合金在汽车、航空航天轻量化方面的发展.     

等离子喷涂氧化铝基复合涂层研究进展

随着等离子喷涂技术的发展,等离子喷涂氧化铝基复合涂层在防腐蚀、耐磨损和航天航空等领域得到了广泛应用。首先简要介绍了新型等离子喷涂技术(激光等离子喷涂、悬浮液等离子喷涂和超音速等离子等)和主要喷涂工艺参数(喷涂功率、送粉方式和喷涂距离等),然后从改善涂层耐腐蚀性能的角度出发,阐述了第二相、喷涂工艺参数和后处理工艺对涂层气孔率的影响及与涂层耐腐蚀性能的关系。重点分析了硬度、喂料特征和激光熔覆技术对氧化铝基复合涂层耐磨损性能的影响,详述了影响硬度的因素,以及喷涂粉末特征和激光熔覆处理对复合涂层微观结构的影响。在电磁波吸收性能研究方面,论述了吸收剂含量、涂层厚度和多种电磁波吸收剂匹配以及喷涂参数的调整对等离子喷涂氧化铝基复合涂层吸波性能的影响。最后对以等离子喷涂技术制备性能更加优异的氧化铝基复合涂层提出了展望。     

Optimization of In-Situ Shot-Peening-Assisted Cold Spraying Parameters for Full Corrosion Protection of Mg Alloy by Fully Dense Al-Based Alloy Coating

Magnesium-based alloys have excellent physical and mechanical properties for a lot of applications. However, due to high chemical reactivity, magnesium and its alloys are highly susceptible to corrosion. In this study, Al6061 coating was deposited on AZ31B magnesium by cold spray with a commercial Al6061 powder blended with large-sized stainless steel particles (in-situ shot-peening particles) using nitrogen gas. Microstructure and corrosion behavior of the sprayed coating was investigated as a function of shot-peening particle content in the feedstock. It is found that by introducing the in-situ tamping effect using shot-peening (SP) particles, the plastic deformation of deposited particles is significantly enhanced, thereby resulting in a fully dense Al6061 coating. SEM observations reveal that no SP particle is deposited into Al6061 coating at the optimization spraying parameters. Porosity of the coating significantly decreases from 10.7 to 0.4% as the SP particle content increases from 20 to 60 vol.%. The electrochemical corrosion experiments reveal that this novel in-situ SP-assisted cold spraying is effective to deposit fully dense Al6061 coating through which aqueous solution is not permeable and thus can provide exceptional protection of the magnesium-based materials from corrosion.     

冷喷涂制备CuZn35涂层结构及耐摩擦磨损性能

目的 采用高压冷喷涂技术制备低氧化、致密、耐摩擦磨损的CuZn35涂层,并探究加速气体温度对CuZn35涂层性能的影响。方法 利用高压冷喷涂技术在铝板上沉积CuZn35涂层,探究加速气体温度对冷喷涂CuZn35涂层微观结构及耐摩擦磨损性能的影响。在载荷为2 N时,在旋转式摩擦磨损试验仪上进行试验,对比铸态CuZn35材料的耐磨性能,评估在压力为5 MPa,加速气体温度为400、600、800℃条件下冷喷涂制备的CuZn35涂层的耐磨性能。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、三维轮廓仪(3D Profiler)对涂层的微观结构和磨损表面形貌进行分析。结果 当冷喷涂加速气体温度从400℃升至800℃时,CuZn35涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒之间形成了较好的结合,孔隙率从2.67%降至0.5%以下,硬度从200HV0.3升至242HV0.3,涂层磨损率从3.67 mm³/(N·mm)降至1.80 mm³/(N·mm)。在温度为800℃条件下制备的CuZn35涂层表现出最优的耐摩擦磨损性能,在磨损过程中涂层材料未发生明显的块状脱落现象...     

反应等离子喷涂Ni3Al涂层的组织与性能

为了满足高温热防护的需求,采用等离子喷涂技术制备Ni3Al复合涂层,并详细研究了涂层的组织结构、结合强度、热震性能及高温抗氧化性能。结果表明,由于Ni、Al粉体之间接触充分,喷涂过程中,完全反应生成了Ni3Al中间相,并放出大量的热,涂层与基体呈微冶金结合,结合强度较普通镍包铝涂层高30%~40%,并具有良好的抗热震性和高温抗氧化性能     

热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状

铝是一种应用十分广泛的耐腐蚀材料,热喷涂技术作为表面工程领域的重要技术之一,在钢铁材料表面喷涂铝涂层,能够对钢铁材料起到很好的耐腐蚀保护作用,延长钢铁的使用寿命,减少对钢材的维护与保养。目前通常采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术和冷喷涂技术制备铝涂层,对此三种热喷涂技术制备铝涂层的涂层特点和耐腐蚀性能进行综述。系统归纳了这三种热喷涂技术的热源温度、粒子飞行速度和喷涂距离对形成涂层特点的影响机制,以及铝涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀机理,揭示出铝涂层内部孔隙是影响其耐腐蚀性能的最主要因素,孔隙含量可由孔隙率表示,并指出随着孔隙率的增大,其耐腐蚀性能降低。但是并未详细指出涂层内部孔隙的含量和形状大小对涂层耐腐蚀性能的影响,因此通过进一步优化热喷涂技术制备铝涂层的工艺,研究不同孔隙含量的铝涂层和不同形状大小孔隙的铝涂层在实际服役工况下的具体耐腐蚀程度,对今后热喷涂铝涂层的实际应用具有重要的科学意义,是今后的重点研究方向之一。     

抗氧化耐氯腐蚀电弧喷涂铁基粉芯线材

采用304L不锈钢带包覆铬、镍、钼、铝、稀土等金属粉末制备粉芯丝材,使用电弧喷涂方法制备涂层,研究了合金元素成分对涂层抗高温氧化性能和抗氯腐蚀性能的影响,并与传统的Ni-Cr-Ti涂层(PS45)的性能进行了对比。结果表明,Cr元素的抗氧化性能要好于Ni元素,在氯腐蚀环境下,Ni元素的耐腐蚀性能比Cr元素更为优异,添加适当数量的Al元素、Mo元素对耐氯腐蚀性能有一定的促进作用。所研制的LJ-1铁基涂层在650℃温度下具有良好的抗高温氧化性能和耐氯腐蚀的性能,其抗氧化性能和耐氯腐蚀性能分别是Ni-Cr-Ti涂层(PS45)的0.74倍和0.67倍,但涂层成本大幅度降低,性价比提高。