微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂(MPS) 在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层, 并以大气等离子喷涂(APS)为对照. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对MPS涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究. 结果表明: 在微束等离子喷涂过程中, HA 的分解程度比大气等离子喷涂有显著降低, 除了HA相, 仅形成β-TCP相和非晶相. MPS涂层的结晶度主要受喷涂距离的影响. 喷涂距离较短(<80mm)时, 涂层结晶度高于APS方法制备的涂层. 喷涂距离在130mm时, 涂层结晶度低. 大气等离子喷涂层含有β-TCP、α-TCP、TTCP、CaO和非晶. MPS涂层分解较APS少的主要原因是喷涂过程中HA粒子过热不严重.     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层相结构的微拉曼光谱研究

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)涂层以其优异的生物相容性和骨传导性在生物医疗领域得到了广泛应用。然而,HA涂层的生物性能与其组织结构密切相关。本研究采用微束等离子喷涂技术,在Ti-6Al-4V基体上制备HA扁平粒子及HA涂层。采用扫描电镜(SEM)分别对原始HA粉末、HA扁平粒子表面和HA涂层截面的形貌进行了观察。通过微拉曼光谱对扁平粒子和涂层截面微区的相结构进行分析,得到磷酸基团(PO_4~(3-))及羟基基团(OH~-)在所选定区域的信息,对900～1 000 cm~(-1)频率范围的内的微拉曼光谱进行分峰拟合,获得了微束等离子喷涂HA扁平粒子表面相分布情况以及HA涂层沿厚度方向相结构的变化。结果表明,单个HA扁平粒子以非晶相为主,而在涂层中,靠近基体部分的相组成以非晶相及分解相(β-TCP)为主,仅包含少量HA晶体相,随着离涂层与基体界面距离的增加,非晶相及分解相含量逐渐减少,HA相增多,在近涂层表面非晶相和分解相(β-TCP)略有增加。     

爆炸喷涂Al2O3陶瓷梯度涂层的组织与性能

用爆炸喷涂法制备了Ａｌ２Ｏ３与自熔性合金的陶瓷梯度涂层。结果表明,基体／Ｎｉ６０／２５％Ａｌ２Ｏ３＋７５％Ｎｉ６０／５０％Ａｌ２Ｏ３＋５０％Ｎｉ６０／Ａｌ２Ｏ３的陶瓷梯度涂层具有较好的结合力,较低的残余内应力及和缓的热应力,对粉末及涂层的ＸＲＤ谱分析表明,爆炸喷涂的Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层结构为γ－Ａｌ２Ｏ３,而其粉末结构为α－Ａｌ２Ｏ３,这说明在爆炸喷涂中存在相变过程。爆炸喷涂Ａｌ２Ｏ３陶瓷梯度涂层适合于工作环境较恶劣的热障耐磨涂层。     

等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层低温抗热震性能的研究

为研究等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层的低温抗热震性能,对不同结构的涂层进行了600 ℃低温热震试验,并分析、探讨了涂层的热震失效机制.结果表明,Al2O3陶瓷涂层低温下热震失效是由层间裂纹或层内裂纹引起的.对于单一Al2O3涂层,涂层与基体的界面是最薄弱处,层间裂纹的萌生及扩展导致涂层自界面处脱落;对于有FeCrAl金属过渡层的涂层,层内粒子间的结合是最薄弱处,层内片层间裂纹的萌生、扩展导致涂层局部脱落.在陶瓷工作层与基体间增加金属过渡层可有效地缓和涂层界面处的热应力,阻碍裂纹的形成及扩展,从而提高涂层的抗热震性能.     

Cr2O3涂层性能与等离子喷涂工艺稳定性的关系

研究了等离子喷涂工艺参数稳定性对Ｃｒ２Ｏ３涂层结合强度和耐磨性的影响。结果表明,影响涂层性能及其稳定性的最重要的工艺参数是电弧电流,其次为涂层厚度;电弧电流和涂层厚度之间有一定的交互作用。涂层孔隙率是影响涂层性能的主要原因。涂层的抗拉结合强度与耐磨性之间存在着正比关系。     

反应等离子喷涂TiN/Ti3O复相陶瓷涂层

采用等离子反应合成技术,制备出了TiN/Ti3O复相陶瓷涂层,并分析了复相涂层的组织及其性能.研究结果表明:复相涂层主要由TiN相组成,并含有少量的钛的氧化物;复相涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间结合较好;制备的复相涂层的韧性得到明显提高,其韧性优于等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层;特别是复相涂层具有优于M2钢的耐磨性.     

Al2O3陶瓷爆炸喷涂涂层性能分析

使用爆炸喷涂法制备了Al2O3陶瓷涂层,以自熔性NiAl合金粉末作为底层,基体为45钢。涂层的XRD图谱分析表明,爆炸喷涂的Al2O3陶瓷涂层结构以α-Al2O3及γ-Al2O3为主,说明在爆炸喷涂中存在相变过程;使用国标JB/T7509-94铁试剂方法进行测定,Al2O3陶瓷涂层孔隙率为0.019个/mm2,爆炸喷涂的Al2O3陶瓷涂层结构致密;滑动磨损试验说明,爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层提高了钢基体的耐磨损性能,适用于耐磨涂层。     

等离子喷涂A12O3＋13%TiO2陶瓷涂层的组织结构及其耐磨性

本文用Ｘ射线衍射、扫描电镜等研究了等离子喷涂Ａ１２Ｏ３＋１３％ＴｉＯ２（质量分数）陶瓷涂层的相结构、相组成及其组织特征。陶瓷涂层孔隙率低,致密程度较高,以亚稳相ｒ－Ａ１２Ｏ３为主要相,同时存在α－Ａ１２Ｏ３和金红石ＴｉＯ２。富Ａ１２Ｏ３区与富ＴｉＯ２区呈明显相互交迭的层状结构,且存在相互成分扩散,另外涂层设计对硬度有一定影响,ＴｉＯ２的引入提高了涂层的耐磨性。     

Fe3Al-Al2O3陶瓷梯度涂层性能研究

利用等离子喷涂制备了不同成分设计的多种Fe3Al-Al2O3陶瓷复合涂层，采用金相显微镜、SEM、XRD及电子探针等手段，研究了涂层的微观组织及成分分布，并对涂层的结合强度、显微硬度及抗热震性能进行了试验研究。结果表明，Fe3Al过渡层的引入可有效地改善涂层的质量，Fe3Al金属间化合物是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料。涂层成分的梯度化有利于涂层结合强度和抗热震性能的提高。     

TiO_2含量对Al_2O_3陶瓷涂层性能的影响

Ａｌ２Ｏ３是一种应用较为广泛的陶瓷涂层材料，但其熔点高，喷涂沉积效率较低。笔者以往研究表明，加入ＴｉＯ２可提高Ａｌ２Ｏ３涂层的致密性及喷涂沉积率。本文对加入ＴｉＯ２后Ａｌ２Ｏ３涂层的性能进行了试验。结果表明，当ＴｉＯ２含量为１３％～２０％时，涂层的耐磨性最好。     

Cr元素对电弧喷涂TiB2陶瓷涂层耐磨性能的影响

利用TiB2陶瓷材料的高硬度、高耐磨耐热等一系列优异性能,采用低碳钢带制成粉芯线材,用电弧喷涂工艺在Q235基体上制备耐磨涂层.通过添加Cr元素来优化喷涂工艺,改善涂层性能,并对添加Cr元素后涂层的耐磨粒磨损性能等进行了测试,通过多种手段分析Cr元素的加入对涂层耐磨性能的影响以及涂层磨损机理.结果表明,粉芯中添加Cr元素后,涂层韧性得到很大改善,涂层中组织分布也更加均匀弥散,磨粒磨损性能因此得到较大提高.     

Al2O3梯度涂层的制备及性能研究

为了克服无梯度陶瓷涂层中应力集中、易产生裂纹的缺陷,以提高涂层的结合强度,采用等离子喷涂方法制备了NiAl-Al-2O-3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和抗热震性进行了研究.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观的连续性分布特征,NiAl过渡层的引入可有效地改善涂层的质量.本梯度涂层中Al-2O-3含量为80%时,涂层的显微硬度最高(达620 HV).涂层成分的梯度化有利于涂层的结合强度和抗热震性能的提高.     

含TiB2陶瓷相热喷涂涂层的研究进展

TiB2具有高耐磨、高耐腐蚀、耐高温、抗氧化等优异性能,但由于高脆性和材料制备的困难性,使其用作结构材料还很难.通过各种工艺制备含有TiB2陶瓷相的涂层既可充分发挥材料的优异特性,满足工件所需的耐磨耐高温耐腐蚀等性能,又节省了材料节约了成本.本研究介绍了先进陶瓷材料TiB2的主要结构性能以及目前制备TiB2涂层的主要方法,着重介绍了有关国内外热喷涂法制备含TiB2陶瓷相涂层的研究进展和成果,并对不同热喷涂工艺的特点与发展趋势做了分析和讨论,最后阐述了TiB2涂层的成功应用情况及其广阔的发展前景.     

Preparation and Properties of Plasma Spraying Cu-Al2O3 Gradient Coatings

In order to overcome the limitations of low adhesion strength and poor thermal-shock resistance of pure ceramic coatings, Cu-Al2O3 gradient coatings were fabricated by plasma spraying. The microstructure and distribution of Cu-Al2O3 gradient coatings were analyzed. The adhesion strength, thermal-shock resistance and porosity of the coatings were tested. The results show that the composition of the gradient coatings has a gradient distribution along the thickness of coatings. As copper has a relatively low melting point and the molten copper has good wettability on the surface of Al2O3, it can be melted sufficiently and could fill the interstices and pores among the spraying particles effectively, thus improves the adhesion strength, thermal shock resistance and reduces the porosity. The adhesion strength of the gradient coating is 15.2 MPa which is two times of that of the double-layer structure coating.     

火焰喷涂Al2O3/TiO2-NiCrBSi梯度热障涂层的微观组织

采用金相显微镜,SEM,EDAX,XRD等手段研究了1Cr18Ni9Ti基体上氧乙炔火焰喷涂制备的AI2O3／TiO2-NiCrBSi梯度热障涂层的微观结构。结果表明,涂层沿厚度方向陶瓷与合金组元较均匀过渡,二者之间结合良好。涂层制备过程中,陶瓷－合金组元之间没有发生化学反应,无新相生成。当两组元含量相差较大,涂层形成以高组元为基体相,低组元为第二相弥散分布的复合结构;当两组元含量相近时,则以带状分布。     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层磨粒磨损性能的研究

采用橡胶轮磨损试验机，对三种类型粉末制备的超音速火焰喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层的磨粒磨损性能进行了试验，研究了喷涂工艺条件和粉末制备工艺对涂层磨损失重量的影响。在运用扫描电镜对涂层磨损表面观察分析的基础上，探讨了该涂层的磨粒磨损失效机制。