孔隙对陶瓷涂层绝缘性能的影响及处理

采用等离子喷涂法在试样表面喷涂氧化铝涂层,并对涂层进行封孔处理和磨削加工,对涂层厚度、孔隙率、绝缘性能进行检测。结果表明:等离子喷涂陶瓷涂层存在孔隙,孔隙率越低,涂层的绝缘性能越好;封孔处理后,涂层的绝缘性能得到进一步提高,且磨削加工对封孔效果影响不大。     

等离子喷涂陶瓷涂层的动态防滑性能和耐磨性

采用等离子喷涂技术制备Al2O3-13%Ti O2和WC复合涂层。利用MMS-1G高速摩擦试验机评价涂层在高速动态条件下防滑性能和耐磨性,并分析涂层的磨损机制。结果表明:所有涂层防滑性能随着速度和载荷的增加而下降,在相同条件下WC涂层的防滑性能最好,但Al2O3-13%Ti O2涂层耐磨性要好于WC涂层;所有涂层磨损率均随载荷和速度增加呈现上升趋势,Al2O3-13%Ti O2涂层磨损机制以黏着磨损和层片剥落为主,而裂纹扩展引起的脆性断裂则主导了WC涂层的磨损机制。     

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。     

牵引电机轴承绝缘涂层绝缘性能与力学性能试验分析

长期承受交变力与热冲击载荷作用的牵引电机轴承绝缘涂层会发生变色、氧化乃至龟裂,导致绝缘涂层的绝缘性能和结合强度等发生改变。以不同型号和涂层厚度的退役绝缘轴承为研究对象,进行温度、湿度交变循环下的轴承绝缘涂层性能试验、划痕试验和热-应力耦合仿真,结果表明：绝缘涂层厚度越大,轴承的整体绝缘性能越好;轴承边缘位置的涂层与基体结合的临界载荷值小于中心位置,边缘位置更容易发生失效,同一型号轴承随着绝缘涂层厚度增加,涂层与基体的临界载荷值减小,涂层与基体的结合强度下降;涂层边缘和中心处内外界面的等效应力差值均随涂层厚度的增加而增大,涂层厚度的增加不利于涂层与基体结合。     

陶瓷增强相对金属-陶瓷复合涂层的影响

对电弧喷涂几种不同陶瓷增强相的Fe复合涂层的特点和性能进行了研究，在20钢基体上喷涂含陶瓷TiB2／Al2O3，TiB2-Cr3C2，TiB2，Cr3C2及TiB2-Cr3C2-Al2O3的管状喷涂丝材，采用光学显微镜和XRD对涂层的微观特性进行分析，结果表明，涂层中含有TiB2，Al2O3，Cr3C2，Cr3O2等陶瓷相。通过对涂层常规性能测试表明，含TiB2／Al2O3和Cr3C2的涂层孔隙率较低、结合强度高、并具有优良的耐磨性及抗热震性能。     

不同陶瓷涂层厚度对汽车铝合金活塞温度与热应力影响

以汽车发动机铝合金活塞为研究对象,分析不同陶瓷涂层厚度对铝合金活塞温度和热应力的影响。研究结果表明:未覆盖陶瓷涂层及不同陶瓷涂层厚度的铝合金最高温度均出现在活塞顶部中心位置及边缘,且活塞温度从顶部开始向底部沿轴线依次降低;由于陶瓷热导率低于铝合金,导致铝合金活塞最高温度随陶瓷涂层厚度的增加而增加;随着陶瓷涂层厚度的增加,铝合金活塞基体温度明显下降。不同陶瓷涂层厚度铝合金活塞应力曲线几乎平行,随着陶瓷涂层厚度的增加,最大等效应力开始逐渐减小;而随着陶瓷涂层厚度的增加,铝合金基体的最大应力也随之变大。适当喷涂陶瓷涂层有助于降低铝合金活塞基体温度、改善其受力分布,进而延长其使用寿命。     

等离子喷涂耐磨陶瓷涂层的组织研究

为了满足表面冶金强化零件的各项性能要求,本论文主要研究了等离子喷涂Al2O3-13wt%TiO2复合陶瓷涂层的微观组织结构以及涂层的硬度和摩擦磨损等性能。研究表明:Al2O3-13%TiO2涂层具有良好的致密度,结合强度相对较低;而硬度又较大;涂层中有硬质相或颗粒,虽然宏观硬度并不特别高,但具有很高的耐磨性。     

NiCr-CrAl涂层的高温氧化行为

采用固体粉末包埋法在高温合金K438表面制备了一种NiZr-CrAl涂层和单渗铝涂层,通过循环氧化动力学曲线分析、形貌观察及物相分析等对比研究了两种涂层在1000℃下的循环氧化行为。结果表明:单渗铝涂层和NiCr-CrAl涂层均由β-NiAl构成;在循环氧化300h后,NiCr-CrAl涂层质量增加明显低于单渗铝涂层的;单渗铝涂层表面氧化物由α-Al2O3、NiAl2O4和TiO2混合氧化物组成,涂层出现了明显的NiAl向Ni3Al退化,涂层抗氧化性能下降;而NiCrCrAl涂层表面氧化物仍由致密的α-Al2O3相构成,涂层中仅出现轻微的退化,表现出优异的抗循环氧化性能。     

表面涂层改善柴油机喷油嘴抗磨性能的研究

提出在针阀的密封锥面上喷涂表面涂层来提高喷油嘴抗磨损性能的方案。根据喷油嘴的材料性能要求,选出Al2O3和DLC 2种代表性的表面涂层材料,利用ANSYS仿真分析喷涂2种涂层后喷油嘴的接触应力分布。结果表明,2种涂层材料显著提高了针阀密封锥面的强度、硬度和许用应力,针阀密封锥面承受冲击能力增强,其中DLC涂层对针阀偶件的保护作用更好;随着针阀密封锥面涂层厚度的增大,针阀偶件的最大接触应力减小,应力集中区域减小并向涂层上转移。通过发动机实验测试喷涂DLC涂层的针阀偶件的抗磨损性能。结果表明,DLC涂层针阀抗磨损性能明显好于无涂层针阀。     

等离子喷涂NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层的结构与组织特征

利用等离子喷涂方法制备了NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、相结构、硬度和孔隙率进行了研究.结果表明:梯度涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性的分布特征,是由α-Al2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、Ni、NiO以及镍铝金属间化合物等多种相组成的复合材料;梯度涂层中NiAl合金层的孔隙最少,表面纯陶瓷层孔隙率最高;随着Al2O3含量的增加,涂层的硬度逐渐增大.     

不同粒度Al2O3复合涂层的磨粒磨损行为研究

将微米级、亚微米级、纳米级3种粒度的Al2O3与Ni基自熔性合金制成复合粉末后，用氧乙炔焰热喷焊工艺制备出复合涂层，研究了载荷大小、磨损时间等对涂层耐磨粒磨损性能的影响。结果表明，在低载荷下．纳米Al2O3复合涂层的耐磨性最好；而在高载荷下，微米Al2O3复合涂层的耐磨性最好。     

镁合金有机涂层特性研究

应用3种工艺对常用的变形镁合金进行了粉末材料表面涂覆试验,分别对其结构和性能进行测试.结果表明,ZK60镁合金经静电喷涂耐高温漆后耐腐蚀性较好;但经阴极电泳喷涂,表面出现小点,涂层不均匀,且厚度薄;粉末涂层较厚且均匀,外观平整光滑、色泽鲜艳,适用作装饰产品.     

热障涂层抗氧化夹层界面残余应力分析

通过喷涂等工艺预制的Al2O3夹层能有效抑制热障涂层高温不规则氧化生长及其所导致的失效.但是,预制的Al2O3夹层又会导致其界面应力重新分布.针对热障涂层界面三维形貌特征,考虑陶瓷层(ZrO2层)、夹层(Al2O3层)、氧化层及粘结层,建立了三维四层球模型,并推导出相应的应力解析式.凹凸两种界面形貌下抗氧化夹层的算例分析表明,抗氧化夹层厚度对热障涂层界面残余应力分布规律有很大的影响.     

低成本氧——燃气火焰喷涂系统在Cr2O3涂层的应用

采用新开发的便携式DZ90000型超音速氧燃气火焰喷涂系统，获得了不同粒度范围Cr2O3粉末的理想喷涂涂层。通过对涂层微观组织及性能指标检测，证明该系统喷涂不同粒度Cr2O3粉末，其涂层均无明显层状结构；粗粒度粉末涂层的孔隙率大于细粒度粉末涂层；粗粒度粉末涂层的显微硬度更高一些；粉末粒度大小对涂层的相结构影响不大。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦学特性

运用高速火焰喷涂方法，选用自主研发的Fe-Al／CrsC2喷涂材料，在20钢基体上制备了复合涂层。利用XRD分析了涂层的相组成，利用SEM分析了涂层表面以及磨损表面形貌，对涂层进行了EDAX分析，并对涂层的摩擦学特性进行了研究。结果表明：高速火焰喷涂Fe-Al／Cr3C2复合涂层中主要相包括Fe3Al、Cr3C2和α-Fe相，涂层的磨损率随温度的升高而下降，具有很好的抗高温磨损性能。     

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。     

第一讲 装备再制造技术（七）

（3）超音速等离子喷涂技术制备微米、纳米结构涂层 装备再制造技术国防科技重点实验室采用自行研制的高效能超音速等离子喷涂系统喷涂Al2O3/TiO2和WC／Co纳米结构喂料,制备了纳米结构热喷涂涂层。表9为其超音速等离子喷涂工艺参数。     

杂化封孔剂中KH-570含量对等离子喷涂涂层封孔性能的影响

以等离子喷涂Al2O3-13%TiO2陶瓷层为封孔对象,采用溶胶-凝胶法(以TEOS为SiO2的前驱体)制备了一种新型KH-570/SiO2杂化封孔剂,研究了封孔剂中KH-570含量对涂层封孔效果的影响。结果表明:KH-570成功接枝到SiO2表面,形成了KH-570/SiO2有机-无机杂化材料;当TEOS与KH-570的体积比为4∶5时,杂化封孔剂的性能优良,其固含量为36.66%,可以获得均匀、无裂纹的膜层,此时涂层中的孔隙率最低,为4.88×10-3%。     

电爆炸定向喷涂Ti6Al4V涂层的工艺研究

用电爆炸定向喷涂技术在45^#钢基体上制备了钛合金Ti6A14V涂层，应用电子标尺和金相法对不同喷涂次数下涂层厚度和孔隙率进行了比较。结果表明，随着喷涂电压的增加，涂层的孔隙率降低，涂层的厚度增加，但增加幅度减小；随着喷涂距离的增加，涂层厚度随着喷涂距离的增加而减小，涂层孔隙率随着喷涂距离的增加而增加；随着喷涂次数的增加，涂层厚度增加，孔隙率降低。     

等离子喷涂用纳米结构喂料的制备研究

探索了等离子喷涂用纳米结构喂料的制备工艺，并采用此方法制备了纳米结构的Al2O3-13％TiO2喂料。采用等离子喷涂工艺进行了喷涂试验。试验结果表明，该喂料可用于等离子喷涂，涂层良好。