Structure and Mechanical Properties of Ni-P-Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating

Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were deposited by electroless plating,and their microstructures were observed by SEM（scanning electron microscope）.The microhardness and the wear resistance of the Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were measured using microhardness tester and block-on-ring tribometer,respectively,and the comparison with those of Ni-P coatings or Ni-P-micro Al2O3 coating was given.The influences of aging temperature on their hardness and wear resistance were analyzed.The results showed that the nano Al2O3 particles were distributed uniformly in the Ni-P-Al2O3 coatings.Among three kinds of Ni-P based coatings,the hardness and wear resistance of Ni-P-nano Al2O3 coatings were largest,and the maximum values could be obtained at 400 ℃.This indicated that the precipitation of nano Al2O3 particles would improve the hardness and wear resistance of the Ni-P coatings.     

低压冷喷涂铸造缺陷修复涂层性能研究

低压冷喷涂(LPCS)是一种拥有便携式冷喷涂系统的涂层技术。例如DYMET304K系统就应用于这项涂层技术中。通常情况下,压缩空气作为冷喷涂工艺中的运载气体。低压冷喷涂适用于喷涂金属基陶瓷复合粉末,如Cu基、Ni基、Zn基、Al基添加Al2O3粉的复合粉。硬质陶瓷相主要起到清洁喷嘴、增加表面活性和喷丸强化的作用,该方法在尺寸修复领域中具有优势。在这个领域里,修复铸造加工中的缺陷和气孔是一个很热门的应用。例如,Zn基复合材料就适用于防止电化学腐蚀和修复机械损伤造成的尺寸差异。本文对Zn+Al+Al2O3,Zn+Cu+Al2O3和Zn+Ni+Al2O3等复合材料做了实验研究。Zn和Al在腐蚀环境中起到阴极保护的作用,而Cu和Ni也有助于提高材料的机械性能。经过对微观孔蚀电位反应和力学性能(硬度和结合强度)的研究发现,涂层具有相对致密的结构和耐蚀性能。Zn在复合涂层中对其它金属起到阴极保护的作用。此外,在Fe52型铁基材料上的涂层有着足够的力学性能,硬度和结合强度较高。这一类涂层在修复宏观的铸造缺陷上具有很高的潜在应用价值。     

碳化钨喷涂粉末在超音速火焰喷涂过程中的失碳研究

失碳是影响碳化钨涂层性能的关键因素之一。本文分别以纳米碳化钨和微米碳化钨为原料制备了两种喷涂粉末,采用水冷法收集了超音速火焰喷涂过程中的粉末,并制备了对应的涂层。利用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪测量了水冷收集粉末和涂层的物相组成和表层的物相,采用高频燃烧红外吸收法测定了粉末和涂层中的碳含量。结果表明,喷涂过程中在粒子飞行过程中出现了W_2C,在颗粒撞击后凝固阶段出现了Co_3W_3C。纳米碳化钨粉末的含碳量由5.13%降至喷涂过程中的4.93%,在涂层中的含碳量为4.67%,微米碳化钨含碳量由5.25%降至喷涂过程中的5.09%,在涂层中的含碳量为4.97%。     

Gd_2O_3-Yb_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2热障涂层材料及涂层性能研究

使用化学共沉淀法合成了纳米Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-ZrO（2GYYZO）粉末,并最终制备了超细晶团聚的多元稀土氧化物掺杂的GYYZO热喷涂粉末,系统的研究了材料及涂层的基本性能,重点研究了材料及涂层的高温稳定性,材料和涂层的高温相稳定性相对传统纳米8YSZ材料明显提高,对高温热处理过程中涂层孔隙收缩、晶粒长大...     

硼化锆基复合陶瓷粉末制备及喷涂涂层抗烧蚀性能

超高温ZrB2/MoSi2 陶瓷涂层可有效提高C/C 陶瓷基复合材料抗高温烧蚀性能。采用喷雾干燥团聚造粒法 制备复合团聚粉末,然后采用等离子致密化工艺对团聚复合粉末进行致密化处理,研究了等离子致密化工艺参数 对处理后粉末性能的影响,经等离子致密化处理后,粉末松装密度及流动性均得到了明显提高,当送粉速率为 50 g/min 时,ZrB2/MoSi2 粉末松装密度及流动性分别为3.26 g/cm3 和21.5 s/50g,与团聚态粉末相比,松装密度及 流动性分别提高了108.97 % 和59.01 %,致密化处理后粉末的氧含量降低至0.05 wt.%,在等离子致密化处理过 程中ZrB2/MoSi2 复合粉末几乎未被氧化。对等离子喷涂涂层进行了烧蚀试验,烧蚀后涂层结构完整未发生剥落, 表明制备的ZrB2/MoSi2 涂层具有良好的抗高温烧蚀性能。     

纳米TiO2改性彩色涂层钢板的涂层老化性能

 采用超声预分散结合湿球磨法和分散剂复配方式对纳米TiO2进行表面改性处理,研制了均匀稳定分散的纳米TiO2分散液,表征了纳米TiO2改性后的彩涂板涂料及涂层性能。结果表明：纳米TiO2在分散液中的粒径集中分布在60~100 nm范围,可完全吸收330 nm左右的紫外线,对长波紫外线的散射吸收作用强于对短波紫外线的散射吸收。纳米TiO2改性彩涂板涂料用量为w(TiO2)=20%~30%。纳米TiO2改性处理可提高涂层柔韧性和附着力,减少涂层色差变化,降低失光率。涂层抗紫外老化性能优于同类传统彩涂板涂料涂层。     

大气等离子喷涂氧化铝涂层制备和介电性能研究

采用大气等离子喷涂方法,在不同喷涂功率和喷涂距离下制备氧化铝涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、气孔率以及介电常数的影响。用SprayWatch 2I热喷涂在线监测系统测量等离子体射流中熔融氧化铝粉末的表面温度和飞行速度;用扫描电镜观察涂层的显微结构;对涂层剖面照片用莱卡QWIN图像软件分析计算了涂层的气孔率;用精密阻抗分析仪测量计算氧化铝涂层的介电常数。结果表明,喷涂功率和喷涂距离的改变可影响氧化铝涂层的气孔率。合适的功率和喷涂距离能使粉末获得良好的熔融和较快的飞行速度,形成致密的涂层。较致密的氧化铝涂层介电常数亦较大。     

Y2O3对NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层热腐蚀性能影响行为研究

本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等对涂层的微观结构和力学性能进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线能谱仪(EDS)对复合涂层热腐蚀产物形貌、物相进行分析。结果表明掺杂1wt.%Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层结构致密、孔隙率低、结合强度高,显微硬度达到801HV。热腐蚀过程中掺杂Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层表面均生成耐蚀性良好且致密的Cr2O3膜。随着Y2O3掺杂量的增加,涂层的耐热腐蚀性能先升高后下降,当Y2O3掺杂量为1wt.%时,复合涂层表现出最佳的耐热腐蚀性能。     

大气等离子喷涂制备Al_2O_3阻氚渗透涂层研究

在金属结构件上制备陶瓷阻氚渗透涂层是先进核反应堆的关键技术之一。本文采用大气等离子喷涂的方法在316L不锈钢上制备了Al2O3/NiCrAlY涂层,通过XRD、FESEM研究了Al2O3喷涂粉末和涂层特性,并对涂层的结合强度、阻氢渗透性能进行研究。实验结果表明:以α-Al2O3为主相的造粒粉末喷涂后,涂层沉积过程中产生部分γ-Al2O3;涂层体系各层界面结合良好,Al2O3层和NiCrAlY层之间的平均结合强度达到34.7MPa;600℃时Al2O3涂层的阻氢渗透因子为5065,氢渗透率降低3个数量级,Al2O3涂层具有良好的阻氢氚渗透效果。     

Al2O3 含量对 YSZ 热障涂层性能的影响

Al_2O_3等氧化物对YSZ热障涂层的高温使用性能有一定的影响。本文用HVOF喷涂Ni Co Cr Al Y合金粘结层,APS喷涂YSZ陶瓷面层,制备了Al_2O_3含量为0.01~0.64wt%的YSZ涂层。比较了不同Al_2O_3含量的YSZ涂层在1100℃下的热震性能和抗烧结性能,并探讨Al_2O_3对涂层的影响机理。结果表明相较于高纯YSZ涂层,随着涂层中Al_2O_3含量升高,涂层的抗热震性能降低,且Al_2O_3促进YSZ涂层的烧结。Al_2O_3含量在小于0.01wt%-0.12wt%区间内时,对涂层抗热震和抗烧结性能有显著影响,含量继续增加至0.64%时,对性能影响减缓。显微组织观察与EDS检测结果表明涂层中Al_2O_3并未在熔融颗粒界面处偏聚,但在颗粒内部有局部偏析。由此推测,含Al_2O_3的YSZ涂层热震失效的原因可能是Al_2O_3在YSZ颗粒内部偏析,并影响涂层的烧结性能,导致裂纹容易萌生和扩展。     

基于激光重熔的纳米陶瓷颗粒改性喷涂层的耐磨性研究

介绍了基于激光重熔技术的纳米陶瓷颗粒改性热喷涂耐磨涂层复合加工方法.以SiC纳米颗粒和WC-Co及Al2O3-TiO2热喷涂涂层为研究对象,进行了涂层改性加工试验.使用扫描电镜分析了纳米颗粒改性重熔涂层微观组织结构,并分别对热喷涂涂层、激光重熔喷涂涂层和纳米颗粒改性涂层进行了耐磨性测试.结果表明:SiC纳米颗粒能有效改善热喷涂涂层组织,并能显著提高涂层耐磨损性能.     

MgO加入量对Al_2O_3-MgO浇注料抗渣性的影响

以电熔白刚玉为主要原料,同时加入电熔镁砂细粉、铝酸钙水泥、α-Al2O3微粉、Si O2微粉等,保持镁砂细粉与白刚玉粉总加入量一定,通过改变镁砂细粉的加入量,研究了镁砂细粉加入量对Al2O3-MgO浇注料抗渣性的影响。研究结果表明:在Al2O3-MgO浇注料中加入一定量的镁砂细粉,高温下可以形成镁铝尖晶石,从而提高浇注料的抗渣侵蚀性。当镁砂细粉加入量在2%～6%时,浇注料的抗渣侵蚀性能最好。     

稀土对Al2O3陶瓷涂层组织及性能的影响

采用等离子喷涂方法制备Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层,研究了稀土对涂层组织及耐蚀性的影响。结果表明,在喷涂粉末中添加适当的稀土硅铁合金不仅可以改变涂层显微组织、减少和消除层状结构,而且显著提高了涂层的耐蚀性。     

铝管表面硅烷稀土复合膜的制备及性能研究

在60℃时采用浸渍法制备硅烷稀土复合膜,通过先在试样表面自组装一层γ-氨丙基三乙氧基(γ-APS)硅烷薄膜,再在膜上沉积稀土铈转化膜制得硅烷稀土复合膜。采用电化学、失重和盐雾实验对铝管表面硅烷稀土复合膜的耐蚀性进行考察。线性电位扫描、Tafel曲线和交流阻抗(EIS)的结果均表明其耐蚀性与空白样相比,极化电阻和自腐蚀电流均提高了两个数量级,阻抗阻值提高了2倍;盐雾实验结果也表明其抗蚀能力提高了3倍;SEM显示其复合膜层均匀致密,EDS检测分析表明复合膜主要由N,O,Si,Al和Ce等元素组成;初步探讨了复合膜的耐蚀机制。     

以含铜废液为原料制备Al_2O_3弥散强化Cu粉的工艺研究

以酸碱含铜刻蚀废液为原料,采用酸碱中和-过滤-H_2SO_4溶解制备出一定浓度的含铜溶液,并向溶液中添加可溶性铝盐,最终采用络合共沉淀-煅烧-H_2还原的方法制备出质量分数2%的纳米Al_2O_3弥散强化Cu粉末。采用火焰原子吸收光谱法测定过滤液中Cu~(2+)的含量,研究了酸碱混合比对Cu~(2+)提取效率的影响;采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了共沉淀前驱体粉末、Al_2O_3-CuO复合粉末、Al_2O_3-Cu粉末、Al_2O_3弥散相的粒度、形貌及组成;并采用TG-DTA试验对粉末制备过程中的煅烧及H_2还原过程进行了分析。结果表明:酸碱含铜废液的体积比为2∶3时,中和反应进行最充分,Cu~(2+)的提取率达到96.75%(质量分数);沉淀剂采用瞬间加入方式,得到的前驱体粉末细小均匀、无团聚;最佳的煅烧温度为500℃,H_2还原温度为550℃,制备的弥散相分布均匀,粒度小于200 nm;经弥散相萃取试验观察,进一步证明弥散相为纳米Al_2O_3。     

陶瓷颗粒强韧化Fe基非晶合金复合涂层硬度的研究

通过大气等离子喷涂技术（APS）在Q235基体上制备了一种Al2O3-13%TiO2颗粒增强的Fe基非晶态合金涂层。利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计（MHT）和纳米压痕仪对该涂层的显微组织结构、相组成以及弹性模量等进行了研究。结果表明：采用APS喷涂技术制备的该涂层由...     

Al_2O_3La_2O_3Y_2O_3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al2O3/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y2O3、La2O3稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al2O3La2O3Y2O3/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al2O3/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al2O3La2O3Y2O3/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.     

微米尺度与纳米尺度陶瓷颗粒等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)、冷喷涂制备MCrAlY-Al_2O_3复合涂层的微结构与性能对比

陶瓷颗粒增强型金属基复合涂层在诸多工业领域都有需求,其中包括炼钢工业。本文中,MCr Al Y-Al2O3复合粉末通过球磨法制备,并且通过等离子喷涂、超音速火焰喷涂和冷喷涂分别制备了MCr Al Y-Al2O3复合涂层。实验结果显示,可以选用不优先使基体与Al2O3结合的复合粉末控制涂层中的Al2O3含量。涂层粉末的微结构在冷喷涂涂层和超音速火焰喷涂涂层中得到了良好的保留,这是因为喷涂粒子未熔化或部分熔化。然而,对于等离子喷涂的涂层,大多数Al2O3颗粒被隔离在层状界面,在条状界面上形成连续的氧化皮。经退火处理后,由元素扩散引起的条状界面的强化使得超音速火焰喷涂和大气等离子喷涂的涂层硬度增大。此外,冷喷涂涂层由于退火后加工硬化效果的消除,硬度增加不像超音速火焰喷涂和等离子喷涂涂层那样明显。     

机械镀Zn-2%RE-Al复合镀层的性能

采用机械镀工艺制备了Zn-2%RE-Al复合镀层。利用金相显微镜、扫描电子显微镜观察分析Zn-2%RE-Al复合镀层的表面形貌和断口形貌,并对其孔隙率、致密度、结合强度及耐腐蚀性能等进行检测,分析添加铝粉对镀层综合性能的影响。研究结果表明：铝能够改善镀层的耐蚀性能,提高镀层的致密性;镀层耐蚀性随铝添加量增加呈降低趋势;当铝加入量为1%时,Zn-2%RE-Al镀层耐蚀性最好,致密性最高,是1种综合性能较好的防护性镀层。     

低烧损 复合粉末制备及涂层抗烧蚀性能研究

采用喷雾造粒-胶粘包覆的方法制备了一种低烧损核壳结构 ZrB2/SiC 复合粉末, 研究了胶粘包覆过程中不同清漆含量对粉末包覆效果的影响。 结果表明清漆含量不足时细粉包覆不完全, 细粉出现单独团聚的现象; 清漆含量过多时, 造成原始球形颗粒的粘连; 当清漆含量为 4.5% 时, 获得包覆效果良好的粉末, 外层包覆完整均 匀。 为了研究等离子喷涂过程中核壳结构粉末 SiC 发生分解烧损程度, 对比了分别采用核壳结构和均匀弥散结构ZrB2/SiC 复合粉末所制备涂层的微观形貌及涂层中元素分布。 结果表明核壳结构粉末喷涂涂层成分均匀性良好,高熔点 ZrB2 保护内层 SiC, 可有效减少 SiC 在等离子焰流中的烧损, 实现涂层和粉末成分的一致性。 对核壳结构复合粉末制备的涂层进行了 20s 的氧-乙炔火焰烧蚀试验, 涂层质量烧蚀率为 1.837×10-3g/s, 对涂层抗烧蚀机理进行了初步探讨。