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。     

不同喷涂工艺制备的Al_2O_3-13%TiO_2涂层表面自由能与冲蚀磨损性能研究

采用接触角测量仪和冲蚀磨损试验机等设备,研究超声速等离子喷涂与普通大气等离子喷涂两种技术制备的Al_2O_3-13%TiO_2涂层的表面自由能和冲蚀磨损性能,并对涂层的显微硬度、孔隙率及成分进行检测分析。研究结果表明,普通大气等离子喷涂技术制备的涂层,其表面和内部结构疏松,孔隙率及显微硬度分别为6.653%和836.93 HV0.1。而超声速等离子喷涂技术制备的涂层,孔隙率及显微硬度分别为3.467%和1 078.68 HV0.1,相比普通大气等离子喷涂而言,超声速等离子喷涂制备的涂层整体性能较为优异。通过对两种涂层的结构和表面自由能分析发现,超声速等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层由于结构致密、表面自由能较低而具有较为出色的冲蚀磨损性能。     

铁路牵引电动机轴承绝缘涂层性能研究

以Al2O3喷涂粉为原料,采用等离子喷涂工艺制备绝缘轴承陶瓷涂层。研究了Al2O3粉末纯度、涂层厚度、封孔工艺、温度等对涂层绝缘性能的影响。试验结果表明:高纯Al2O3粉末绝缘性能最好;涂层绝缘性能随着涂层厚度的增加而增加,但涂层厚度超过一定范围,涂层与基体结合力、抗冲击能力会下降;封孔处理能显著提高涂层绝缘性能;绝缘电阻值随着温度的升高而下降。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨摩擦副的磨损行为

研究了爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能和磨损机理,并对比分析了Al_2O_3-20%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2涂层的磨损性能。结果表明:该陶瓷涂层的磨损率随摩擦时间的延长呈先减小后增大的趋势,在相同试验条件下,Al_2O_3-20%TiO_2涂层的耐磨性能优于Al_2O_3-40%TiO_2涂层的;Al_2O_3-20%TiO_2涂层的磨损率随载荷和速度的增大而增大,在大于30 N后磨损率迅速增大;陶瓷涂层的磨损机理主要为粘着磨损。     

He~+辐照后Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的LBE腐蚀性能

以CrFe粉、FeAl粉和纯Ti粉为原料,用火焰喷涂和激光原位复合工艺在CLAM钢基材表面制备了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。涂层经过能量为200ke V剂量为5×1016ions/cm2的氦离子辐照后,在液态铅铋合金中进行了时长为500h的静态腐蚀实验。采用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对经相同条件LBE腐蚀后的涂层与基材进行微观表征与分析。结果表明:复合工艺制备的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织致密,主要由Al_2O_3-TiO_2等陶瓷相组成,辐照后其耐LBE腐蚀性能良好,可以有效地保护基材免受LBE的侵蚀。     

降低等离子喷涂涂层孔隙率的研究进展

等离子喷涂涂层具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优异性能,已广泛应用于表面防护领域。孔隙是等离子喷涂涂层的重要结构缺陷,孔隙过多会导致涂层过早脱落失效,缩短其服役寿命,所以孔隙率是评定涂层质量的重要指标。简单介绍了孔隙形成的机理、影响因素以及孔隙对涂层性能的影响,从优化喷涂工艺参数、激光重熔处理、改进喷涂材料等方面对降低等离子喷涂涂层孔隙率的研究现状进行了综述,并对等离子喷涂涂层发展中存在的问题及发展方向进行了总结。     

TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2涂层物相组成和力学性能的影响

采用等离子喷涂工艺在灰铸铁基体上制备了4种TiO_2含量不同的Al_2O_3-TiO_2涂层,运用X射线衍射技术,并结合Rietveld全谱拟合方法,对不同涂层中的物相进行定量分析;采用显微硬度测试和拉伸试验研究TiO_2含量对涂层力学性能的影响。结果表明:Al_2O_3-3%TiO_2涂层中存在大量的γ-Al_2O_3相、α-Al_2O_3相以及少量的非晶相;在Al_2O_3-13%TiO_2涂层中,非晶相含量出现最大值,并有Al_2TiO_5相形成;随着TiO_2含量进一步增加,非晶相含量降低,Al_2TiO_5相含量增加,在Al_2O_3-40%TiO_2涂层中只存在α-Al_2O_3和Al_2TiO_5相;随着TiO_2含量增加,涂层的显微硬度降低,但涂层的结合强度升高,这与涂层中Al_2TiO_5相的含量有关。     

等离子喷涂氧化铝——氧化钛陶瓷涂层的应用

<正> 一、陶瓷涂层的特性最常用的陶瓷材料是单一的氧化物,如氧化铅(Al_2O_3),氧化铬(Cr_2O_3),氧化钛(TiO_2),氧化锆(ZrO_2)等。也有采用单一氧化物的混合陶瓷材料,如Al_2O_3+3%TiO_2、Al_2O_3+13%TiO_2、Al_2O_3+3%Cr_2O_3等作为涂层材料。陶瓷材料具有熔点高、导热系数低、化学性能稳定等特点。上述特点决定了它所制备的涂层具有硬度高、耐磨损、耐高温、耐化学介质腐蚀和耐绝缘等多功能特性。在宇航、国防、化工、石油等部门中陶瓷涂层有着广泛的应用前景。     

大气等离子喷涂Ni5Al/Al2O3-3％TiO2复合结构 涂层的显微组织与力学性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在6061铝合金基体表面预制Ni5Al合金黏结层,再在黏结层上喷涂Al_2O_3-3%TiO_2陶瓷层,研究了涂层的物相组成、微观形貌、显微硬度、结合强度、耐磨性能和耐腐蚀性能,分析了其拉伸断裂机理。结果表明:陶瓷层的物相主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和锐钛矿型TiO_2组成;黏结层与基体以及黏结层与陶瓷层均形成了机械结合,但黏结层与基体的结合界面更致密;与基体相比,涂层的显微硬度更高、耐腐蚀性能和耐磨性能更优;涂层的结合强度低于黏结层的,其拉伸断裂位置多在黏结层和陶瓷层之间的界面处以及陶瓷层内部,界面处的拉伸断裂形式为混合断裂,黏结层上的为韧性断口,陶瓷层上的为脆性断口。     

基于均匀设计的NiCr-Cr_3C_2超声速等离子喷涂工艺参数优化

运用均匀化设计方法研究超声速等离子工艺参数对涂层的孔隙率和显微硬度的影响。利用逐步回归的数学方法回归分析喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离对孔隙率、显微硬度的综合作用。回归分析表明,三次多元多项式和二次多元多项式分别适合于表征上述工艺参数对涂层孔隙率和显微硬度的影响规律。对孔隙率回归方程和显微硬度回归方程进行数学处理并分析表明,超声速等离子喷涂NiCr-Cr3C2的最佳工艺参数对应的喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离分别185V,375 A,110 L/min和107 mm,该参数下的涂层孔隙率为1.07%,显微硬度值为1 097 HV0.3。经验证,孔隙率及显微硬度回归方程分别适合于表征喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离等工艺参数与NiCr-Cr3C2涂层孔隙率及显微硬度的关系。     

火焰喷涂法制备纳米改性陶瓷涂层

研究了纳米改性陶瓷粉的配制。对所制备的纳米改性陶瓷涂层的结合强度、孔隙率、耐磨性、耐蚀性、微观形貌进行了试验研究。结果表明;火粉喷涂法制备的纳米改性陶瓷涂层与等离子喷涂陶瓷涂层性能相近。     

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。     

激光重熔纳米SiC复合陶瓷涂层组织和性能研究

研究了WC／Co-NiCrAl等离子复合陶瓷涂层、激光重熔等离子涂层、激光渗入纳米SiC涂层的组织结构、耐磨性能。结果证明：在所定的工艺参数下，等离子喷涂层组织呈层片状，层间为机械结合界面；经激光重熔后，激光作用区涂层组织细化，孔隙率降低，耐磨性能是原等离子涂层的1．3倍；渗入纳米SiC后，组织进一步细化，孔隙率进一步降低，SiC颗粒仍处于纳米尺度，分布在粗颗粒表面及粗颗粒之间，其耐磨性能是原等离子涂层的2．6倍。     

陶瓷涂布刮刀的研制

本文使用等离子喷涂工艺利用普通蓝钢刮刀制备陶瓷涂布刮刀.研究了涂层的微观结构,进行了涂层结合强度、耐磨性性能测试.在本文研究的参数变化范围内,以刮刀涂层平面度为评价标准,通过对电孤电流、走枪速度、喷涂距离三个喷涂工艺参数的正交设计试验,确定了最优等离子喷涂工艺参数.     

耐热钢表面等离子喷涂热障涂层性能研究

利用等离子喷涂法在耐热钢1Cr18Ni9Ti基体表面喷涂NiCrAl＋（ZrO2＋Y2O3）陶瓷热障涂层，并进行高温隔热性能试验。试验结果表明，1Cr18Ni9Ti经等离子喷涂处理后表面形成陶瓷热障涂层且与基体结合紧密；经等离子喷涂处理后，表面陶瓷层的硬度显著增高，耐磨性能提高；经高温隔热性能试验，NiCrAl＋（ZrO2＋Y2O3）热障涂层隔热效果较为明显。用XRD，SEM检测了试样的金相组织、结构及形貌。     

CeO2和Y2O3对Ti-Al/WC金属陶瓷复合涂层摩擦学性能的影响

为了改善等离子喷涂涂层表面组织结构性能差和耐磨性能低的问题,以相同质量分数的CeO_2、Y_2O_3作为涂层的添加剂,采用等离子喷涂的方式制备出不同类型的稀土涂层。利用附带有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及摩擦磨损试验机对各涂层表面形貌和组织特征以及耐磨性能进行对比和分析。结果表明:当加入稀土后,特别是同时加入CeO_2和Y_2O_3时,等离子喷涂涂层的材料堆积、孔隙等基本消失,涂层内的残余应力下降38%,且摩擦性能和耐磨性能得到明显的提高;单独加入CeO_2和Y_2O_3后涂层的磨损由严重的黏着磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损,同时加入CeO_2和Y_2O_3后涂层仅发生磨粒磨损。     

ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的抗氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al_2O_3-Y_2O_3/ZrB_2复合粉体,对其进行放电等离子烧结制备相应的复相陶瓷,并对不同YAG(钇铝石榴石)、Al_2O_3含量的复相陶瓷进行了氧化试验,用SEM、XRD和电子探针等研究了YAG、Al_2O_3对ZrB_2陶瓷抗氧化性的影响。结果表明:制备的各种复相陶瓷和纯ZrB_2陶瓷相比,在相同氧化条件下表面的氧化层厚度都有所变薄,YAG、Al_2O_3的加入可以改善ZrB_2陶瓷的抗氧化性能;在相同氧化条件下,Al_2O_3含量越多,氧化层厚度越小;在高温条件下,复相陶瓷氧化层中均存在ZrO_2、B_2O_3和Al_(18)B_4O_(33)相,Al_2O_3含量越多,Al_(18)B_4O_(33)相也越多。     

基于响应曲面法优化大气等离子喷涂Y2O3涂层工艺

以自制的高纯Y₂O₃粉为原料，借助大气等离子喷涂工艺在A6061铝合金表面制备Y₂O₃涂层，基于响应曲面法构筑了相应的响应曲面图，分析了喷涂电压(60～80 V)、喷涂电流(500～600 A)和喷涂距离(100～120 mm)的交互作用对涂层硬度和孔隙率的影响，优化了等离子喷涂工艺。结果表明：基于响应曲面法建立了涂层显微硬度和孔隙率的二次数学模型；模型预测Y₂O₃涂层的优化工艺参数为喷涂电压78 V、喷涂电流500 A、喷涂距离120 mm,涂层的显微硬度和孔隙率分别为633.28 HV和3.22%,与试验值的相对误差分别为1.92%和1.26%,验证了模型的准确性。优化工艺下制备的涂层表面粗糙度为5.733μm,结合强度为25.6 MPa。     

超声速等离子喷涂Ni60A涂层的滚动接触疲劳寿命*

制备高质量的超声速等离子喷涂Ni60A涂层,并研究该涂层的滚动接触疲劳性能及寿命。通过正交试验对Ni60A涂层的4个主要喷涂工艺参数(喷涂电压、喷涂电流、Ar气流量和喷涂距离)进行优化设计,通过分析孔隙率和显微硬度值的大小,综合评价喷涂层质量。利用Image J2x孔隙率计算软件计算涂层孔隙率,利用扫描电镜分析Ni60A粉末和喷涂层的微观结构,采用显微硬度计测定涂层的显微硬度,利用RM-1接触疲劳/磨损多功能试验机对涂层进行不同载荷条件下的接触疲劳试验,并建立Weibull失效概率图。结果表明,通过正交试验可以获得高质量的超声速等离子喷涂Ni60A涂层,超声速等离子喷涂Ni60A涂层的最优喷涂工艺参数为：喷涂电压170 V,喷涂电流370 A,Ar气流量110 L/min,喷涂距离110 mm,通过最优参数制备得到的Ni60A涂层的孔隙率为1.05%,显微硬度为1 086 HV_0.2;在不同接触应力水平下,Ni60A涂层的寿命服从Weibull分布,通过Weibull失效概率图可以在一定范围内预测某一工作载荷下涂层的接触疲劳寿命。