溶胶-凝胶法CeO2涂覆钨纤维工艺

以硝酸铈作为原料,采用溶胶凝胶法对预处理后的钨纤维进行CeO2涂覆改性,探讨Ce溶胶的制备工艺,研究溶胶特性、煅烧温度、升温速度以及涂覆层数对涂覆效果的影响。采用红外光谱(FT-IR)分析Ce溶胶的特征基团,X射线衍射(XRD)分析Ce凝胶煅烧后的物相组成,扫描电镜(SEM)分析CeO2涂层纤维的微观形貌,电子能谱仪(EDS)分析涂层纤维的物质组成。结果表明:溶胶制备中加入二甲基乙酰胺(DMAC)可提高溶胶稳定性,有利于钨纤维的涂覆改性;在真空气氛中,采用1℃/min的升温速度并在600℃煅烧2 h的一次涂覆工艺,制备了均匀、致密、完整的CeO2涂层。     

溶胶-凝胶制备的Al2O3涂层抗原子氧侵蚀性能研究

以异丙醇铝(Al(C3H7O)3)为先驱物,水为溶剂,HNO3做胶溶剂制得了稳定、均一的Al2O3溶胶,浸涂在聚酰亚胺和银薄膜表面干燥后获得了致密透明的涂层.采用空间综合环境地面模拟设备对试样进行了原子氧暴露实验.结果表明:溶胶-凝胶制备的Al2O3涂层抗原子氧侵蚀性能优异,抗原子氧侵蚀性能比聚酰亚胺基体提高了2个数量级以上.经FTIR和XPS分析表明:在原子氧暴露后涂层表面生成了一层Al2O3,阻止了原子氧对基体材料的进一步侵蚀.涂覆涂层后基体的光学性能没有受到影响.实验证明溶胶-凝胶制备抗原子氧侵蚀的防护涂层是一种行之有效的方法.它工艺简单,可涂覆形状复杂、大面积的器件.     

溶胶-凝胶法制备的Al2O3涂层及其对γ-TiAl合金的高温氧化防护

以异丙醇铝(Al(OC3H7)3)为原料,采用溶胶-凝胶法在γ-TiAl基合金表面制备Al2O3涂层.以空白样品做对照,研究涂层的作用机制以及涂层对γ-TiAl基合金1 000 ℃高温氧化行为的影响.结果表明:采用浸涂工艺制备的涂层表面均匀、无裂纹,主要由γ- Al2O3相组成,厚度约为0.8 μm;等温氧化110 h后,空白试样和Al2O3涂层试样的氧化抛物线速率常数分别为4.85×10-12 和 3.31×10-13 g2/(cm4-s),涂层明显提高合金的抗氧化能力及抗循环氧化能力;空白样品上形成的氧化膜出现分层现象,而在涂层样品的Al2O3涂层中存在金红石型TiO2和α-Al2O3混合物.     

Ti-Ni形状记忆合金表面PVA/SiO_2复合涂层的制备

研究溶胶-凝胶法制备Ti-Ni记忆合金表面复合涂层的工艺,并对涂层结构性能进行测试。结果表明,Si O2复合涂层溶胶凝胶法制备涂层适当的工艺参数如下:聚乙烯醇(PVA)与正硅酸乙酯(TEOS)质量比为1:4,提拉速度为2 mm/min,烧结温度为550℃。通过扫描电子显微分析、原子力显微分析、纳米压痕力学性能分析可知,经上述工艺涂覆后的Ti-Ni形状记忆合金表面形成了均匀致密的Si O2涂层,涂层与基体的结合强度良好。     

溶胶凝胶法制备304钢表面陶瓷涂层的耐蚀性研究

目的提高304不锈钢表面的耐蚀性。方法选取304不锈钢为基体,采用溶胶凝胶法,制备陶瓷涂层。以异丙醇铝为前驱体制备Al2O3溶胶。通过XRD对干凝胶粉末进行物相分析,并对陶瓷涂层的耐腐蚀性能进行了研究,分析了制备溶胶的原料配比、胶溶剂的加入量、不同烧结温度对陶瓷涂层表面形貌和耐腐蚀性能的影响。结果 n异丙醇铝:n无水乙醇:n去离子=1:1:100、水浴温度70℃、p H=4~5时搅拌制备出的溶胶,在600℃下保温30 min可制备出无裂纹、均匀、高纯、表面质量良好的陶瓷涂层,陶瓷涂层为高纯的Al2O3。结论陶瓷涂层在Na Cl溶液和盐雾中表现出优异的耐蚀性。     

喂料制备工艺对等离子喷涂ZnO/Al_2O_3涂层介电性能的影响

采用等离子喷涂方法,以ZnO为吸收剂,铝溶胶热分解所得Al2O3为填料,聚乙烯醇(PVA)为粘结剂制备ZnO/Al2O3复合吸波涂层。研究了喂料制备工艺对复合涂层相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。背散射电子(BSE)扫描电镜结果表明,ZnO均匀的分布在喷涂后所得的涂层中。X射线衍射(XRD)分析结果表明,喷涂后所得涂层中有ZnAl2O4相,复合涂层的相组成和孔隙率与喂料制备工艺有关。X波段(8.2~12.4 GHz)复介电常数测试表明,通过控制喂料制备工艺能调节复合涂层的复介电常数。     

热处理温度对Ni-P/Al2O3/石墨烯复合刷镀层性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Al2O3溶胶,并用表面活性剂对氧化石墨烯颗粒进行改性,通过透射电镜(TEM)对Al2O3溶胶、石墨烯分散液在镀液中的分散情况进行了表征.然后采用电刷镀技术在优质合金钢表面制备了Ni-P/Al2 O3/石墨烯复合刷镀层,对制备的Ni-P/Al2O3/石墨烯涂层进行100～500℃的热处理,利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、电化学工作站和摩擦磨损试验机等研究了其微观形貌、力学及摩擦学性能.结果 表明:A12O3溶胶和改性后的石墨烯分散液在复合镀液中具有良好的分散性和稳定性.当热处理温度达到400℃时,Ni-P/A12O3/石墨烯镀层表面致密、未出现裂纹,显微硬度高达869.8 HV0.2,耐磨性最佳,其平均摩擦系数为0.11,表明热处理有效改善了Ni-P/Al2O3/石墨烯复合涂层的磨损性能和摩擦系数.同时,经热处理后复合镀层的耐腐蚀性能比镀态好.     

NiCrFe金属上涂覆玻璃陶瓷涂层的结构和性能

以硝酸铝Al(NO3)3·9H2O和正硅酸四乙酯(TEOS)为主要原料,采用溶胶-凝胶法在镍铬铁合金(NiCrFe)载体上制备不同硅铝摩尔比的玻璃陶瓷涂层,研究不同制备条件对涂层形貌、结晶质量及结合强度的影响。XRD、SEM及热冲击、超声振荡、拉伸试验结果表明,与传统涂层相比,该涂层可以提高比表面积,增强柴油车金属基(NiCrFe)后处理器与催化剂的结合强度,且焙烧温度较低,制备工艺简单。其中,载体经900℃预处理,硅铝摩尔比为5:1的涂层经70℃烘干2h,650℃焙烧2h后得到最佳样品。     

溶胶-凝胶制备的Al2O3涂层抗原子氧侵蚀性能研究

以异丙醇铝（Al（C3H7O）3）为先驱物，水为溶剂，HNO3做胶溶剂制得了稳定、均一的Al2O3溶胶，浸涂在聚酰亚胺和银薄膜表面干燥后获得了致密透明的涂层。采用空间综合环境地面模拟设备对试样进行了原子氧暴露实验。结果表明：溶胶．凝胶制备的Al2O3涂层抗原子氧侵蚀性能优异，抗原子氧侵蚀性能比聚酰亚胺基体提高了2个数量级以上。经FTIR和XPS分析表明：在原子氧暴露后涂层表面生成了一层Al2O3，阻止了原子氧对基体材料的进一步侵蚀。涂覆涂层后基体的光学性能没有受到影响。实验证明溶胶．凝胶制备抗原子氧侵蚀的防护涂层是一种行之有效的方法。它工艺简单，可涂覆形状复杂、大面积的器件。     

溶胶-凝胶法制备Al2O3/ZrO2涂层及对γ-TiAl

以异丙醇铝(Al(OC3H7)3)和氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)为原料,采用溶胶-凝胶法在γ-TiAl基合金表面制备Al2O3/ZrO2涂层。研究涂层试样和空白试样在1000℃静态空气中的长期氧化行为和循环氧化行为。结果表明:Al2O3/ZrO2涂层降低了该合金的氧化速率,提高了合金的抗循环氧化能力。对涂层的作用机制进行了探讨。     

Improvement in the Oxidation Resistance of Tungsten by Sol-Gel Derived Al2O3 Coating

An Al2O3 coating was prepared from aluminum isopropoxide as precursor on tungsten substrate.The dependences of crystalline and phase in Al2O3 coating on temperature were studied.The results show the coatings being compact,uniform and crack-free can be obtained by suitable experiment.The main phase of coating is α-Al2O3.Compared to the uncoated specimens,the ones with coatings synthesized by sol-gel process provide excellent oxidation resistance at high temperature.     

高强度碳化硅泡沫陶瓷的制备及其抗压强度研究

选用Al2O3、Y2O3作为烧结助剂,通过有机模板复制法及多次浸渍涂覆工艺制备出高强度碳化硅泡沫陶瓷材料。系统地研究了原料组成、烧结温度等工艺参数对制得的碳化硅泡沫陶瓷物相组成、宏观结构、微观结构的影响,同时对陶瓷的气孔率、力学性能等进行了测试。结果表明:通过选取不同PPI值的有机泡沫模板,泡沫陶瓷宏观孔径可控;随着涂覆次数的增加,陶瓷体孔径减小、孔棱直径增加;随着烧结温度的提高,孔棱致密度增加,抗压强度显著提高;在1700℃下获得了20PPI值,气孔率为77%,抗压强度达2.48MPa的碳化硅泡沫陶瓷。     

氧化铝孔结构特征对Pd基催化剂性能的影响

考察2种γ-Al2O3改性前后的孔结构参数,并以改性氧化铝为涂层基体材料制备Pd基催化剂。结果表明,改性Al2O3-02具有比表面积:134.691m2·g-1,孔容:0.5851cm3·g-1,孔径:8.6877nm,且用其制备的Pd基催化剂TWC-02的性能较优越;该催化剂经950℃煅烧后,Pd均匀分散于改性Al2O3-02表面,甚至温度≥1050℃高温条件下煅烧后Pd的分散性仍较好。氧化铝对Pd基催化剂起到结构助催化作用,起燃活性评价试验也证实改性Al2O3-02的这一优越性能。     

锆合金表面涂层耐高温高压动水腐蚀性能的研究

目的 提高锆合金在高温高压环境中耐动水腐蚀性能。方法 利用多弧离子镀技术（MAIP）在Zr-4合金表面分别制备了Al2O3涂层和Cr/TiAlN复合涂层,利用磁控溅射技术（MS）在Zr-4合金表面制备了TiN涂层。通过堆外高压釜实验,对比研究了三种不同涂层的耐高温高压动水腐蚀性能,利用自动划痕仪检测膜基结合力,利用XRD分析涂层的物相成分,利用SEM观察涂层腐蚀前后的微观形貌,利用EDS对涂层元素种类与含量进行分析。结果 多弧离子镀技术制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层致密度较高,但表面存在少量大颗粒与微孔洞;磁控溅射技术制备的TiN涂层均匀平整,表面大颗粒较少。Al2O3涂层、TiN涂层和Cr/TiAlN涂层可承受的临界载荷分别为26、16、26.5 N。在实验条件下,Cr/TiAlN涂层和TiN涂层表面均发生了剥落或腐蚀现象,且这两种试样表面均检测出大量的ZrO2,而Al2O3涂层几乎未被破坏,基体得到了充分防护。结论 利用多弧离子镀技术在Zr-4合金表面制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层的膜基结合力较高,利用磁控溅射技术制备的TiN涂层的膜基结合性能较差,其中Al2O3涂层具备良好的耐腐蚀性能,在高温高压动水腐蚀环境中能够有效地保护锆合金基体。     

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。     

Effect of Y2O3 or CeO2 Fillers on the Oxidation Behavior of Aluminide Coatings by Low-temperature Pack Cementation

利用Y2O3或CeO2纳米颗粒替代部分Al2O3粉作为填充剂,在Ni基体上, 于600 ℃低温渗铝10 h,制备了2种稀土氧化物改性的低温渗铝涂层。作为对比,采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al2O3粉制备了普通渗铝涂层。1000 ℃下恒温氧化结果表明：Y2O3通过抑制q-Al2O3的长大提高涂层的抗氧化性能,而CeO2则通过促进q-Al2O3向a-Al2O3的相变明显提高其抗氧化性能。文中对Y2O3或CeO2是如何影响渗铝涂层的氧化性能进行了分析。     

扩散铝涂层的制备及其对γ-TiAl基体的防护

采用电弧离子镀在γ-TiAl基体上镀铝后进行扩散处理,制备出了扩散铝涂层,涂层与基体结合良好,无贯穿性裂纹,EDX和XRD分析表明涂层由厚的TiAl3外层和薄的TiAl2内层构成．900℃空气中的高温氧化实验结果显示：γ-TiAl氧化后生成了疏松多层的Ti和Al氧化物的混合物,其抗高温氧化性能很差;施加扩散铝涂层后,高温下生成了一层连续致密的Al2O3膜,抗氧化性能显著提高,同时讨论了涂层的氧化和退化机制．     

Al2O3/Ni纳米复合电刷镀技术应用于失效凸轮轴再制造的实验研究

目的将Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术应用到失效凸轮轴修复,使失效凸轮轴得以再制造利用。方法在快速镍镀液中加入Al_2O_3纳米颗粒和分散剂柠檬酸三铵、十六烷基三甲基溴化铵形成复合镀液,将复合镀液放在恒温磁力搅拌器上加热并搅拌,使复合镀液温度达到50℃且纳米Al_2O_3悬浮稳定。利用电刷镀技术将复合镀液镀于与凸轮轴材质相同的45#钢板表面,通过硬度测试,分别评价纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压对复合镀层硬度的影响。结果复合镀层的硬度大于45#钢,且硬度随刷镀电压、纳米Al_2O_3质量浓度的增加而增加。当刷镀电压大于10 V后,硬度随纳米Al_2O_3质量浓度的增加而减小。复合镀层表面裂纹随纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压的增加而增多,纳米Al_2O_3的质量浓度越低,电压变化对复合镀层表面硬度的影响越大。相对纳米Al_2O_3质量浓度,电压对复合镀层表面硬度的影响更大。结论用Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术修复失效凸轮轴可提高凸轮轴表面硬度,使其得以再制造利用。为提高凸轮轴表面质量,避免出现表面疏松、焦糊等缺陷影响表面硬度,应开发自动化纳米复合电刷镀设备及采用不同镀层交替叠加方式刷镀。     

Ti_2AlN-La_2O_3/Cu复合材料的界面反应与性能

采用粉末冶金法制备了以Ti2AlN和La2O3为增强相的新型铜基复合材料。研究了Ti2AlN与Cu界面反应及其对复合材料性能的影响。结果表明:Ti2AlN颗粒化学镀铜后改善了铜与Ti2AlN的界面结合情况,形成了宽度为20 nm左右的过渡区。在880~940℃的烧结温度范围内,增强相与基体的界面发生化学反应,生成了Cu(Al)固溶体与TiNx,在显著提高复合材料强度的同时,降低材料的导电性。另外,La2O3纳米颗粒分布在铜基体内,对材料起到弥散强化的作用。