等离子喷涂含Al_2O_3-TiO_2颗粒的Fe基非晶合金涂层的性能(英文)

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

磷酸二氢铝浸渍剂的制备与改性

采用浓度为85%的磷酸溶液和纯Al(OH)3粉以P/Al原子数比3/1.04配制Al(H2PO4)3(AHP)溶液,并利用纳米SiO2、超细SiC粉体对Al(H2PO4)3浸渍剂进行改性。利用SEM、EDS、XRD对制备的磷酸铝基材料组成及表面特征进行分析。结果表明:1300℃下,Al(H2PO4)3在空气中烧结时,产物为Al(PO3)3和AlPO4混合物;而在氮气气氛中烧结时,产物主要为AlPO4,且烧结程度高;纳米SiO2比超细SiC粉体更有利于磷酸铝致密膜的生成。     

Fe基非晶涂层封孔处理及耐蚀性研究

以二氧化硅溶胶为封孔剂,对等离子喷涂Fe基非晶涂层进行封孔处理,并对封孔处理后的涂层进行不同温度热处理。通过扫描电镜观察不同温度热处理后涂层的表面形貌,利用电化学分析手段对涂层抗腐蚀性能进行测定。结果表明:二氧化硅溶胶封孔剂能够渗透到涂层的孔隙中起到填充作用,显著降低了涂层的孔隙率。封孔处理后的涂层经过热处理后具有较高的腐蚀电位,说明封孔处理和热处理工艺相结合能提高Fe基非晶涂层耐腐蚀性能。热处理温度对涂层表面裂纹的产生起着主要作用,从而对涂层的耐蚀性也会产生影响。     

硫酸氢铵焙烧粉煤灰提取氧化铝(英文)

采用NH4HSO4焙烧法从粉煤灰中提取Al2O3。首先,通过NH4HSO4焙烧和去离子水浸出法提取粉煤灰中的Al和Fe;然后,加入NH4HCO3溶液沉淀浸出液中的Al和Fe,利用NaOH溶液浸出得到的Al(OH)3和Fe(OH)3混合沉淀,所得铝酸钠溶液经碳酸化分解得到纯净的Al(OH)3;最后,煅烧纯净的Al(OH)3制备α-Al2O3产品。通过实验确定各工艺流程的最佳条件。制备的α-Al2O3产品达到YS/T 274-1998标准的工艺指标。     

镁合金AZ31表面液相沉积Ca-P生物陶瓷涂层的研究

研究了镁合金AZ31经过预钙吸附和阳极氧化预处理后,在Hank's溶液、Ca(NO3)2和NH4H2PO4混合溶液(简称Ca-P溶液)中制备Ca-P基生物陶瓷涂层的可能性.利用能谱分析仪和X射线衍射仪分析了涂层的化学成分和相组成.结果表明,两种预处理后的AZ31镁合金在Hank's溶液中均不能沉积得到涂层.而在Ca-P溶液中浸泡48 h后,镁合金表面均沉积了Ca-P涂层.其结晶产物主要为透钙磷石(CaHPO4·2H2O)和少量的Ca(H2PO4)2.预钙吸附处理后镁合金表面形成钙的形核点,在Ca-P溶液中沉积所得的涂层均匀致密,由长、宽20～50 μm的片状结晶体组成,结晶体相互咬合交织生长;而阳极氧化处理后的AZ31在Ca-P溶液中沉积所得的涂层则呈竹叶状,且不致密.     

等离子喷涂工艺对锅炉管束用Fe 基非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的研究等离子喷涂功率和喷涂时间对锅炉管束用Fe基非晶涂层的相组成、微观组织结构及涂层耐蚀性能的影响。方法通过X射线衍射、扫描电子显微镜和三电极电化学研究进行分析。结果涂层主要由非晶相组成,表面较为平整致密;随着喷涂功率和喷涂时间的增加,涂层非晶相含量降低,孔隙率降低,致密性升高。非晶涂层在0.5mol/L H2SO4溶液和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中均表现出良好的钝化作用,在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区较宽,在3.5%NaCl溶液中自腐蚀电流密度较低。随喷涂功率和时间的增加,阳极极化曲线钝化区加宽,电流密度降低。结论喷涂功率升高会导致涂层孔隙率下降,喷涂时间增加则致使涂层厚度增加,腐蚀介质渗透到基体的表面路径和阻力增加,从而可以进一步改善Fe基非晶涂层的耐蚀性能。     

超音速火焰喷涂制备Fe基非晶涂层的组织结构及耐蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在锅炉管束受热面制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面、截面微观形貌,并进行电化学腐蚀测试。结果表明:采用超音速火焰喷涂技术在锅炉管束受热面制备了Fe基非晶涂层,涂层孔隙率为2%,涂层显微硬度为832.4 HV;在1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的自腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

等离子喷涂制备锅炉管束用非晶涂层及耐蚀性研究

采用等离子喷涂技术,在锅炉管束受热面设计制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面截面微观形貌,并进行腐蚀试验。结果表明:采用等离子喷涂技术在锅炉管束受热面制备的Fe基非晶涂层孔隙率较低;经盐雾试验1000 h以上无明显腐蚀特征;在353 K的1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

铁基非晶合金涂层在氯化钠溶液中的腐蚀行为研究

利用新型超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,在304不锈钢基体上制备了Fe49.7Cr18Mn1.9Mo7.4W1.6B15.2C3.8Si2.4Fe非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、场发射环境扫描电镜、显微维氏硬度仪、动态极化曲线、电化学阻抗谱研究了非晶合金涂层的结构、硬度、耐腐蚀性能以及电极反应动力学过程。通过与304不锈钢的对比,研究了Fe基非晶合金在中性介质下的腐蚀行为。结果表明,该Fe基非晶合金涂层具有较高的非晶含量,较均匀的组织,较高的硬度和在氯化钠溶液中较高的耐腐蚀性能。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

铁基非晶涂层在NaCl和H_2SO_4溶液中的钝化行为

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备了一种Fe Cr Mo Mn WBCSi非晶态合金涂层,测试并分析了非晶涂层组织、钝化膜成分及涂层在不同浓度Na Cl和H2SO4介质中的钝化行为,并与304不锈钢和ND钢进行对比.结果表明,非晶涂层由于钝化膜中高含量的Cr,Mo及W的氧化物,钝化区间宽,抗钝化膜破裂能力强,孔隙的存在降低其均匀腐蚀抗力.304不锈钢钝化膜破裂电位较低且与Na Cl溶液浓度密切相关.304不锈钢和ND钢只有在浓H2SO4溶液中具有较稳定的钝化特征,非晶结构有助于涂层在稀H2SO4溶液中形成更加稳定的钝化膜,厚度较小的涂层(200μm)具有较高的非晶相含量,形成的钝化膜较厚,耐蚀性更加优异.     

Fe基非晶纳米晶涂层在油润滑条件下的耐磨损性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备了厚度约为300μm的Fe基非晶纳米晶涂层。研究了Fe基非晶纳米晶涂层在油润滑条件下,不同速度(180r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min)、载荷(2.5N、5N、10N、20N、30N)对涂层的摩擦磨损行为。采用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和透射电镜对涂层的组织结构进行了表征,利用纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析。试验结果表明:Fe基非晶纳米晶涂层组织均匀、结构致密,氧化物含量和孔隙率低,主要由非晶相和纳米晶相组成;涂层具有较高的硬度(12.03GPa)和弹性模量(197.1GPa)。在载荷为30N、速度为300r/min、磨损时间为900s条件下,其相对耐磨性是3Cr13涂层的3倍。Fe基非晶纳米晶涂层的磨损失效机制为脆性疲劳剥落。     

超音速等离子喷涂非晶涂层微观结构与摩擦学性能

采用新一代超音速高能等离子喷涂(SAPS)技术制备了Fe基和Mo基两种非晶涂层,对涂层的微观结构与摩擦学性能进行对比分析。结果表明,SAPS喷涂Fe基和Mo基非晶涂层内部孔洞少、结构致密性高。与Fe基涂层相比,具有更低孔隙率的Mo基涂层在摩擦过程中表现出更低的磨损率(1.1×10^-4 μm·N^-1·s^-1),耐磨性更优。涂层的磨损机理均以磨粒磨损和疲劳磨损为主,并伴随着磨屑氧化。     

不锈钢表面热浸涂层的结构与抗腐蚀耐磨损性能

采用AI(NO3)3溶液反复热浸渍法在304不锈钢表面制备复合涂层.采用SEM、XRD、EDS等方法分析涂层的组织结构,用动电位极化法评价涂层在3%NaCI溶液中的腐蚀行为,用球一盘摩擦试验机评价涂层的摩擦学性能.结果表明:Al(NO,).溶液热浸渍法制备的涂层由Al(OH)3及少量Al2O3组成,厚度约为20 μm;被覆涂层试样与304不锈钢基体相比,自腐蚀电位分别提高了10mV,且发生了钝化现象,表明涂层提高了基体的抗腐蚀性能.涂层与GCr15钢对磨的摩擦系数高,摩擦过程中Fe向涂层的材料转移导致出现严重的粘着现象,涂层本身产生轻微磨损.     

Fe基非晶合金涂层的磨损与电化学腐蚀特征

等离子喷涂Fe基非晶合金涂层的耐磨性能较好，其磨损是一个缓慢逐层磨削过程；经晶化处理后，涂层硬度升高但韧性下降，涂层耐磨性能变差，当涂层完全晶化并基本上由Fe-B硬质化合物相组成时，耐磨性最差，其磨损是一个涂层表面层在外加载荷作用下不断被压裂而脱落并被碾碎成微粒的过程。非晶合金涂层在0．5mol H2SO4溶液和在3．5％ NaCl溶液中具有钝化作用，随涂层厚度的增加，钝化区加宽，维钝电流密度降低并保持在较低值，涂层的抗腐蚀性能提高。     

Fe基非晶/纳米晶涂层的微结构及其在H2O2溶液中的腐蚀性能

为研究强氧化环境中,显微结构和相组成对Fe基非晶/纳米晶复合涂层的腐蚀腐蚀性能的影响,采用大气等离子喷涂(APS)技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上喷涂制得具有不同微结构和相组成的Fe基非晶/纳米晶的复合涂层。采用XRD、SEM、TEM和DSC等检测方法对涂层的组织和相组成、晶化行为、晶化程度、内部的孔隙等微观结构进行表征。采用电化学法研究具有不同微结构和相组成的涂层在30%H₂O₂ (质量分数,下同)溶液中的腐蚀行为,探讨Fe基非晶/纳米晶复合涂层在强氧化环境中的腐蚀机理。研究表明,Mo₃Si和Fe₅Si₃相的形成使得涂层耐腐蚀性能明显降低。     

室温下Li-Fe(II)-P-H_2O体系共沉淀制备LiFePO_4的热力学分析(英文)

对 Li-Fe(II)-P-H2O 体系共沉淀制备 LiFePO4进行热力学研究。在常温条件下,当 pH 值为 0～11.3 时可生成 LiFePO4;而当 pH 值大于 11.3 和 12.9 时,会依次生成 Li3PO4 和 Fe(OH)2。LiFePO4共沉淀的最佳 pH 值为8～10.5。考虑到低温条件下共沉淀前躯体向 LiFePO4 相转变的动力学速度较慢,对亚稳态 Li- Fe(II)- P-H2O 体系进行研究。结果表明,当共沉淀体系的初始 Li 与 Fe 与 P 摩尔比为 1:1:1 或 1:1:3 时,不能得到等摩尔量的Fe3(PO4)2.8H2O 和 Li3PO4 沉淀;而当摩尔比为 3:1:1、溶液 pH 值为 7～9.2 时,能够制备出符合化学计量比的前躯体。这表明采用共沉淀法制备 LiFePO4的一个重要条件是溶液中要存在过量的 Li+。     

镁合金表面磷酸盐转化膜研究

研究了以Zn(H2PO4)2为主盐的溶液在AZ31和AZ61镁合金表面进行磷酸盐转化膜处理的工艺.通过正交试验确定了溶液成分和工艺参数,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析了镁合金磷酸盐转化膜的结构和组成,利用中性盐雾试验等研究了膜的耐蚀性.讨论了镁合金表面磷酸盐转化反应过程以及转化膜可能的耐蚀原理.结果表明,镁合金磷酸盐转化膜结晶细致,微观表面粗糙,膜的主要成分是[Zn3(PO4)2·4H2O]·[Zn2Mg(PO4)2·4H2O],转化膜与涂层的结合力可以达到1级,涂层经3%盐水腐蚀360 h无明显变化,经中性盐雾腐蚀144 h无明显变化.     

喷涂粉体粒径对铁基非晶涂层腐蚀行为的影响

选用三种不同粒径的Fe43Cr16Mo16C10B5P10粉体为喷涂原料,利用等离子体喷涂技术制备铁基非晶合金涂层,研究粉体粒径对涂层显微结构和耐蚀性能的影响。结果表明,采用三种粉体制备的涂层均表现出高的非晶相含量。采用小粒径的喷涂粉体制备的涂层结构最为致密,孔隙率仅为1.03%,且涂层中孔隙尺寸小,无明显的微裂纹,涂层具有最高的显微硬度,高达1013 HV0.1。涂层经不同的表面处理后,耐蚀性差别显著。经封孔处理后的涂层,由于表面缺陷减少,耐腐蚀性能显著高于抛光处理和喷涂态的涂层。对于封孔处理的涂层,随喷涂粉体粒径的增大,涂层耐蚀性逐渐降低。其主要原因是较大粒径粉体所制备的涂层含有较多的缺陷,为腐蚀溶液的渗透提供了通道。