钢表面ZrO2陶瓷纳米等离子喷涂

采用等离子喷涂技术在20Cr钢表面等离子喷涂纳米ZrO2涂层,并用1Cr18Ni9作中间梯度涂层,用以制造特殊管状绝热体.利用SEM方法研究了梯度涂层的结构和显微组织,通过摩擦磨损试验对涂层的耐磨性能进行了分析,用热震法研究了涂层和基体的结合力,并用有无热障涂层的箱体进行实际模拟对比试验,测试了涂层的隔热性能.研究结果表明,ZrO2纳米陶瓷层和1Cr18Ni9梯度层可以形成良好的机械结合;喷涂后的试样表面显微硬度显著提高,耐磨性比GCr15轴承钢提高2.84倍;纳米陶瓷梯度涂层使20Cr钢的隔热性能和抗高温氧化性能显著提高.     

激光制备陶瓷热障涂层的研究和发展

论述了激光制备陶瓷热障涂层的研究和发展状况 .激光制备陶瓷热障涂层包括激光重熔和激光熔覆两种方法 .激光重熔等离子喷涂热障涂层可获得等离子喷涂涂层所不具备的外延生长致密的柱状晶组织 ,提高涂层应变容限及热震性能 .激光熔覆可获得自动分层的梯度热障涂层成分及柱状晶组织 ,改善涂层的高温氧化及热震性能 .通过激光工艺参数的优化及涂层体系成分及性能的合理设计 ,可获得优于等离子喷涂 ,接近电子束物理气相沉积的热障涂层性能     

等离子喷涂热障涂层抗氧化性能研究

热障涂层在航空发动机热端部件上有着越来越广泛的应用 ,由于热端部件工作温度很高 ,它的抗高温氧化性显得十分重要。通过 90 0℃恒温静态氧化试验和循环氧化试验 ,对用空气等离子喷涂方法制备的热障涂层试样进行了抗氧性能测试 ,并对其结果进行了详细的分析。结果表明 ,此热障涂层系统在 90 0℃的抗氧化性能良好 ;为保持良好的抗氧化性能 ,防止涂层剥落 ,热循环次数不能超过 90次 ;静态氧化曲线基本遵循抛物线规律。此外 ,影响热障涂层的因素有热应力、残余应力、ZrO2 相变以及热腐蚀等     

等离子喷涂梯度涂层的显微组织结构和性能

针对低散热发动机主要部件铝活塞顶部制备热障涂层的需要，用等离子喷涂法在铝基体上制备出梯度涂层，对其性能与显微组织结构进行了研究．抗热震实验结果表明，梯度涂层具有较高的结合强度．金相显微观测结果表明，梯度热障层结构致密，由基体至涂层表面。形成5种无宏观结合界面的成分呈梯度变化的组织结构．     

真空热处理对热障涂层组织形貌及元素扩散的影响

为了研究真空热处理对CoNiCrAlY涂层组织形貌及元素扩散的影响,采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在镍基高温合金基体上制备了CoNiCrAlY涂层.对部分样品进行真空热处理,利用大气等离子喷涂8YSZ陶瓷层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分散谱仪(EDS)等分析了热障涂层的相组成、微观组织、元素扩散与热震性能,研究了真空热处理对热障涂层的影响.结果表明,真空热处理后,CoNiCrAlY涂层颗粒间界面消失且涂层发生均质化;涂层与基体界面处元素发生扩散;热障涂层的抗热震性能提高.     

等离子喷涂莫来石涂层相变研究

对氮化硅结合碳化硅耐火材料(SNBSC)表面等离子喷涂莫来石涂层的热震性能和相变过程进行了研究,结果表明仅一次高温热震(＞1000℃)莫来石涂层中就产生微细裂纹。物相分析表明等离子喷涂莫来石涂层由玻璃相、γ－Al     

等离子喷涂氧化铝涂层的制备及微观结构研究

为提高20钢表面的性能,采用大气等离子喷涂的方式在20钢表面制备了氧化铝绝缘陶瓷涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计测试等方法分析了涂层的物相组成、微观组织结构和显微硬度等,对涂层截面图像进行了处理,计算平均孔隙率,并考察了显微硬度。结果表明：大气等离子喷涂Al₂O₃粉末的过程中,发生了相变,制备的涂层中出现了γ-Al₂O₃这一新相。样品由基体、黏结层和涂层组成,各层直接界面清晰,致密性良好,涂层截面呈片层状的重叠结构,因Al₂O₃粉末自身特点造成涂层表面有少量微裂纹,属正常现象。涂层的平均孔隙率为7.36%,显微硬度为708 HV,具有良好力学性能,符合产品使用标准。     

等离子喷涂参数对镍基合金涂层组织及冲蚀磨损性能的影响

采用SEM、XRD、LSCM和冲蚀磨损试验机研究了等离子喷涂参数(氢气流量HFR、喷涂电流I)对Ni60涂层组织与冲蚀磨损性能的影响。结果表明,Ni60涂层主要由γ-Ni、Ni3B、Cr2B、CrB、M7C3、M23C6相构成;增加HFR、I有利于减小涂层中层片厚度,增加涂层结晶度、平均晶粒尺寸、微观应变量及残余应力,提高涂层显微硬度及抗冲蚀磨损性能。但过大的HFR、I(15ft3/h、600A)导致涂层孔隙率增加,显微硬度及抗冲蚀磨损性能降低。等离子喷涂参数HFR=12.5ft3/h、I=500A时,在小角度冲蚀条件下,Ni60涂层具有更高的抗冲蚀磨损性能。     

HVOF喷涂参数对WC-Co涂层力学性能的影响

目的研究HVO下在不锈钢上热喷涂WC-Co合金涂层喷涂参数如速度和靶距对涂层力学性能的影响,揭示其对表面残余应力,表面硬度的影响机理,优选最佳工艺参数.方法使用HVOF在不锈钢表面喷涂WC-Co合金形成耐磨涂层,通过使用显维硬度测量和钻孔方法来测量不同加工参数下的涂层硬度和残余应力分布.结果涂层和基体上存在3个区域,在这3个区域内硬度和残余应力完全不同的,但它们的变化趋势是一致的.涂层最大硬度并不是在表面,而是距离表面为40μm.结论通过比较不同参数下的涂层力学性能,可以确定最佳加工参数,通过试验发现喷枪速度小,靶矩小,涂层内部残余应力加大,同时显微硬度也有所提高.     

等离子喷涂改性YSZ涂层耐熔融玻璃腐蚀机制

采用Al2O3、TiO2掺杂改性8％Y2O3-ZrO2(质量分数,YSZ)陶瓷粉末,通过等离子喷涂制备Al2 O3-TiO2-Y2O3-ZrO2(AT+YSZ)热障涂层,1 200℃,保温2 h,对两种涂层进行熔融玻璃腐蚀试验.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度分析仪对AT+YSZ涂层及...     

基材表面粗糙度对镀铬层膜基结合性能的影响

为了提高紧固件的摩擦磨损性能,采用直流电镀工艺,在1Cr13钢表面制备了单层标准镀铬层,研究了基材1Cr13钢表面粗糙度对其表面镀铬层的组织结构与膜基结合强度的影响.利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与多功能材料表面性能测试仪对镀铬层的微观组织、相结构、显微硬度及膜基结合强度进行了分析.结果表明,随着基材表面粗糙度的降低,镀铬层表面更加致密、均匀,微裂纹数量明显减少,镀铬层的显微硬度增加,临界载荷达到了38.7 N,膜基结合强度得到明显提高.     

可控气氛喷涂钛涂层及涂层电化学性能

为了研究在低度真空环境中所获得的钛涂层的组织和性能,以氩气为载气,在压力为0.4MPa、载气温度为室温、不同的喷涂条件下,用热喷涂方法在Q235钢基体上制备了钛金属涂层.经扫描电子显微镜（SEM）观察,发现在真空中用氩气为载气喷涂的钛涂层组织致密,缺陷与孔隙相对较少.x 射线衍射分析仪（XRD）分析表明,在空气中喷涂的钛涂层有较多的氧化物和氮化物;在真空中喷涂的钛涂层基本上没有氧化物和氮化物,其衍射图谱与纯钛十分接近;在空气中用氩气为载气喷涂的钛涂层含有一些氧化物,涂层中的缺陷和孔隙数量介于前两种状态之间.采用动电位极化法研究了在不同条件下热喷涂钛涂层的电化学腐蚀行为,并与纯钛试样进行比较.结果表明：在真空条件下喷涂的钛涂层腐蚀电位高于在空气中喷涂的钛涂层和在空气中用氩气为载气喷涂的钛涂层,但略低于纯钛的腐蚀电位.     

等离子堆焊原位合成WC增强Ni基合金改性层

为了进一步提高Ni基合金的耐磨性能,采用等离子堆焊技术在304L奥氏体不锈钢表面原位合成WC增强Ni基合金改性层.利用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销-盘磨损试验机等设备对改性层的显微组织、成分、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究.结果表明:当Ni基合金改性层中直接加入WC颗粒时,WC颗粒出现"沉底"现象,改性层组织不均匀,而通过原位反应合成的WC相呈块状弥散分布于整个改性层,加入适量的氧化钇后,改性层组织变得细小致密,WC增强相的形态、尺寸和分布等均发生了变化,改性层硬度显著提高,耐磨性提高了2倍以上.     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制

针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量,运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明：该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等,SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著,湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削.     

紧固件表面锰系磷化膜的制备及摩擦磨损性能

为了提高核主泵紧固件的摩擦磨损性能,采用三种磷化工艺在40Ni Cr Mo7钢表面制备了锰系磷化膜.采用多功能材料表面性能测试仪进行了往复摩擦磨损试验,并研究了在有无润滑条件下,不同工艺对磷化膜摩擦磨损性能的影响.采用扫描电子显微镜和能谱仪表征了磨损前后磷化膜表面的组织形貌和化学成分,并分析了其磨损失效机制.结果表明,通过工艺Ⅱ制备的磷化膜具有最优的摩擦磨损性能.磷化膜特有的孔隙结构具有储油能力,有利于改善其摩擦学性能.随着法向载荷的增加,磷化膜的塑性变形增大,抗剪切强度降低,且摩擦系数呈先缓慢下降后急剧上升的趋势.     

热喷涂制备铝基复合材料涂层及其热处理工艺

为了提高铝基涂层的硬度和耐磨性,研制了两种新型复合材料涂层.采用可控气氛等离子喷涂的方法制备了不同比例的铝-氧化铝、铝-铝青铜复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料的组织形貌并进行成分分析,测定了其显微硬度.再对制得的复合材料涂层进行再结晶热处理,再次进行组织形貌观察和相分析,并进行显微硬度测试.结果表明：当铝和氧化铝比例为4∶3,铝和铝青铜比例为1∶3,热处理温度在350℃时,所得到的复合材料涂层的组织分布均匀,晶粒细小.     

CeO2对等离子喷涂AT13涂层微观组织与性能影响

利用XRD、SEM、显微硬度weibull统计分析以及摩擦磨损试验手段对比研究了等离子喷涂添加ω（TiO2）=13％的TiO2的AlO3涂层（以下简称AT13涂层）和添加不同含量CeO2的AT13涂层的微观组织和性能。研究表明,CeO2以铺展良好的薄片状分布于涂层中,有效改善了涂层中层片之间结合。稀土CeO2的添加不改变AT13相变规律。涂层显微硬度的Weibull统计分析表明,添加CeO2对AT13涂层的显微硬度影响不大,显微硬度分布的分散性降低。当ω（CeO2）=4％时,涂层显微硬度分布的分散性最小。AT13材料中添加CeO2可显著提高涂层的耐磨性,当ω（CeO2）=8％时,涂层的耐磨性最好。添加CeO2不改变涂层的磨损机制,但显著降低涂层的磨损剥落程度。     

低膨胀IN909合金650℃的氧化行为

IN909低膨胀高温合金具有较低的热膨胀系数和高的综合力学性能,但由于合金不含Cr,其抗氧化性能较差,因此,在高温使用时需采用氧化涂层.为进一步提高合金的抗氧化性能,采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDX）方法,研究了低膨胀IN909合金在650℃的氧化行为,结果显示IN909合金的氧化质量增加分段遵循抛物线规律,氧化由晶界开始,形成Nb、Ti、Si等元素的晶界氧化物;Fe置换氧化物中的Nb、Ti、Si,形成外层Fe的氧化物.氧化过程中,Fe由基体向合金表面扩散,Nb和Ti由氧化过渡层向基体扩散.Nb和Ti在基体前沿的富集形成ε相大量析出的薄层,可有效地阻碍Fe元素的进一步扩散,降低氧化速率.