HVAF喷涂粘结层与APS喷涂陶瓷层热障涂层体系热力学性能研究

文章首先在重型燃机透平动叶用镍基高温合金IN738基体材料上,采用空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)和大气等离子喷涂(APS)工艺分别制备TBCs的粘结层和陶瓷隔热层;然后针对所制备涂层的表面形貌和微观结构、高温抗氧化性能、高温热循环性能、结合强度、杯突性能等进行了研究,分析了影响TBCs涂层的耐久性和可靠性的因素。研究结果表明,此种方法所制备的TBCs性能优异。     

不同方法制备的TBC涂层特性的研究

众所周知,热障涂层（TBC）主要包括粘接层和面层两部分。该文采用空气助燃超音速火焰喷涂（HVAF）和氧气助燃超音速火焰喷涂（HVOF）两种方法制备粘接层,大气等离子喷涂（APS）方法制备面层,来研究不同制备方法对TBC涂层微观结构和性能的影响。试验结果表明,HVAF和APS制备的TBC涂层,粘接层中氧化现象较少,热生长氧化物（TGO）生长相对致密均匀,以α-Al2O3为主,其它复合氧化物（NiO、CrNi、CoNi等）较少,表现出较好的高温性能。YSZ陶瓷面层隔热效果良好,是一种成本低廉的新型制备TBC涂层技术。     

热处理工艺对CuNiIn涂层硬度的影响

研究了不同的热处理工艺对超音速火焰喷涂（HVAF）CuNiIn涂层显微硬度的影响。结果表明：HVAF涂层通过600℃去应力回火,可使硬度显著降低至HV150左右,并消除了压痕裂纹现象,恢复了该合金低硬度高塑性的本来面貌。     

等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层工艺及性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)的方法制备铝硅聚苯酯封严涂层。通过正交试验,以结合强度为判据,优化了铝硅聚苯酯涂层等离子喷涂工艺参数,研究了涂层的结合强度、硬度、孔隙率等性能。结果确定优化的工艺参数为:电弧电流500A、主气流量75 L/min、辅气流量7 L/min、喷涂距离120mm。在优化的喷涂工艺参数下获得的涂层结合强度达到6.5MPa,孔隙率为8.3%,硬度在52-55 HR15Y,具有良好的抗老化性能,为实际生产提供了依据。     

汽轮机叶片防水蚀超音速现场喷涂技术研究及应用

基于便携式超音速喷涂设备,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备抗水蚀涂层,测试涂层的金相组织、孔隙率、硬度、结合强度和耐盐雾腐蚀等性能,筛选出最优化工艺,用于叶片喷涂试验乃至最终投产。结果表明:超音速火焰喷涂制备的NiCr-Cr_3C_2金属陶瓷涂层均匀致密,孔隙率小于1.5%,硬度为700HV～1200HV0.3,结合强度大于50MPa;叶片喷涂试验各项指标与试片一致,涂层封孔后耐盐雾腐蚀性能优异。该技术已经应用于机组改造项目叶片现场喷涂。     

电站锅炉电弧喷涂防护机理研究

本文选用目前治理火电站受热面管道中常用的两种喷涂材料，结合高速电弧喷涂技术制备防腐涂层，利用扫描电镜、X—Ray衍射等试验手段对其腐蚀产物及腐蚀机理进行分析和探讨，为选材提供理论依据。研究结果表明，喷涂后形成的涂层具有典型的层状结构，较高的结合强度和硬度，涂层的耐高温冲蚀性能良好，同时常温和高温耐磨损性能也较高；适用于电站锅炉“四管”的防护。     

电弧喷涂工艺对流化床锅炉受热面耐磨涂层性能的影响关系研究

采用电弧喷涂在不同工艺参数下制备了循环流化床锅炉水冷壁用耐磨涂层,并对其显微硬度和耐磨性能进行表征。结果表明随电弧电流的降低,喷涂中飞行颗粒的熔融状态下降,堆垛沉积后导致涂层疏松不致密从而使涂层的显微硬度降低。同时未熔融粒子撞击基体形成涂层的附着力减小进而结合强降低、耐磨性能也恶化。此外涂层内由于未熔融粒子飞溅容易引起大量气孔和裂纹等缺陷,使得锅炉烟气中大量的CO、H2、SO2、HCl等腐蚀气体扩散到涂层内也会加剧涂层的冲蚀磨损。因此为获得综合性能优异的防护涂层,应保持较高的喷涂电弧电流,实验中250A时制备的涂层性能最佳。     

燃气轮机透平叶轮表面耐磨涂层国产化研制

刷式汽封对燃气轮机透平叶轮体的长期过量磨损,会造成漏气,严重影响燃机发电效率,所以在燃机叶轮与汽封齿摩擦部位喷涂一层NiCr-Cr3C2耐高温磨损涂层,可显著提高其发电效率,延长其使用寿命。东汽表工所利用大气等离子喷涂（APS）技术制备的NiCr—Cr2C3涂层的孔隙率、界面污染率、涂层硬度、涂层结合强度、杯突性能等均满足使用要求该项技术与业内国际知名企业水平相当,并成功应用于F级重型燃机透平叶轮上,从而进一步推进了我国重型燃机国产化进程     

真空等离子喷涂氧化铝——氧化钛涂层

真空等离子喷涂,可对许多材料在很宽范围的基体上,作为一种高质量的涂层的来源正在获得大家的认同。在真空下喷涂形成的涂层邮极好的耐磨损、抗腐蚀和高温特性。在本研究中,为了使喷涂的陶瓷涂层的气孔率得到最大程度的减少,使用了控制真空度的喷涂方法将氧化铝－－氧化钛喷涂于石墨上。实验是在使用统计学的分数因子设计参数研究而进行的。操作参数是围绕Taguchi设计的实验典型参数变化的,Taguchi设计的实验表明,等离子 涂参数的范围和它们对测量涂层性能的影响,Taguchi设计研究了三个影响等离子喷涂的变量对测量灵敏度的影响：电流、主气流量和辅气流量来评价。涂层的质量用涂层厚度、气孔率、粗糙度和显微硬度来评价。本文讨论了喷涂参数对涂层质量的影响。用高功率和高辅气流比率的总弧气流量形成了最好的涂层。文中还讨论了在惰性气氛（如He）中,热循环对陶瓷试样的影响。结果表明,涂层没有衷变。为了证明使用涂层保护石墨免遭氧化是可行的,用真空等离子喷涂陶瓷涂层于石墨上。     

耐磨损防护用FeCrMoCBSi系非晶涂层的性能研究

设计了5种不同硅硼含量的FeCrMoCBSi系粉芯线材,利用电弧喷涂技术制备涂层,对涂层的相组成、非晶相含量、非晶相稳定性、微观组织结构及涂层截面的显微硬度进行了研究和分析,测试了涂层在500℃时的耐磨粒磨损性能。结果表明:硅硼含量的调整使得涂层中的非晶相含量在47%到65.1%之间变动,却未引起涂层晶化温度的变化。随着涂层中非晶相含量的增加,涂层的显微硬度和耐磨粒磨损性能随之提高。其中,6%原子分数的硅元素和12%原子分数硼元素的添加的涂层中的非晶相含量最高,为65.1%,其晶化温度为853K,截面显微硬度平均值为1 302.1HV0.1,测试10h的相对耐磨性为GCr15轴承钢球的5.2倍。     

原位自生颗粒增强BH135活塞材料的组织与高温力学性能研究

将KFB4、K2TiF6混合盐加入到BH135合金熔体中通过原位合成反应制备了TiB2颗粒增强BH135铝基复合材料。光学显微镜、扫描电子显微镜对材料的微观组织结构分析表明TiB2颗粒尺寸在200nm左右,其均匀分布与晶界及α-Al初晶内。高温拉伸试验表明复合材料在300？C的抗拉强度较基体合金提高了30%,其值为160MPa,且复合材料的断裂方式为韧性断裂。复合材料高温性能提高的机理在于原位自生纳米级颗粒的加入,提升了复合材料晶界及α-Al初晶的高温强度。     

TBCs粘结层抗高温氧化行为研究

该文采用超音速火焰喷涂方法,在镍基高温合金基体上制备NiCoCrAlTaY粘结层,通过XRD、SEMi析方法,研究了相同温度不同氧化时间粘结层的抗高温氧化行为及氧化机理,分析计算得到粘结层的氧化动力学规律,最后总结了控制TGO生长的方法。分析表明：TGO的生长使粘结层Al元素贫化,Ni、Cr元素氧化产生复杂的尖晶石类金属氧化物,是粘结层抗氧化性能降低的根本原因,为热障涂层的结构设计及优化提供了依据。     

Comparison of solid oxide fuel cell anode coatings prepared from different feedstock powders by atmospheric plasma spray method

Atmospheric plasma spray (APS) deposition of a high-performance anode coating, which is essential for obtaining high power density from a solid oxide fuel cell (SOFC), is developed. A conventional, micron-sized, nickel-coated graphite – yttria stabilized zirconia (YSZ) – graphite blend feedstock leads to a non-uniform layered coating microstructure due to the difference in the physical and thermo-physical properties of the components. In this research, new types of feedstock material received from a spray-drying method, which includes nano-components of NiO and YSZ (300 nm), are used. The microstructure and mechanical properties of a coating containing a nano composite that is prepared from spray-dried powders are evaluated and compared with those of a coating prepared from blended powder feedstock. The coating microstructures are characterized for uniformity, mechanical properties and electrical conductivity. The coatings prepared from spray-dried powders are better as they provide larger three-phase boundaries for hydrogen oxidation and are expected to have lower polarization losses in SOFC anode applications than those of coatings prepared from blended feedstock.     

成型炭化过程对磷酸-污泥-木屑成型炭性能的影响

以杉木屑和污泥为原料,磷酸为添加剂,探讨成型温度（70~100 ℃）、成型压力（80~110 MPa）和炭化温度（300~600 ℃）对磷酸-污泥-杉木屑成型炭物理性能和产率的影响,并对物理性能最佳的成型炭进行燃烧特性分析和重金属分析。结果表明,成型温度与成型压力对成型炭物理性能的影响相似,随着成型压力的增大和成型温度的升高成型炭物理性能均先升高后下降,炭化温度对成型炭物理性能影响较复杂。经80 ℃和100 MPa成型后再经500 ℃炭化制得的成型炭表观密度与抗压强度最大,分别为1279.0 kg/m³和18.7 MPa,均远高于商用烧烤炭。成型炭产率随炭化温度的升高而减小,由300 ℃的72.0%减至600 ℃的52.2%。较高的成型炭物理性能和产率可在一定程度上降低储存和运输成本,实现生物质废弃物的高效利用。     

基于母材综合跳动特性的转子表面激光再制造

介绍了综合跳动的概念,采用大功率半导体激光器同轴同步送粉的方式,对母材为28CrMoNiV的转子轴段分别进行了不同工艺的多道搭接激光熔覆再制造试验,并对转子轴实物进行激光熔覆再制造试验。试验表明,三种激光熔覆再制造层中的铁基材料涂层与其转子轴实物轴颈档外圆再制造层的综合电跳值均符合美国石油组织(API)612号的标准规定,满足汽轮机机组安全运行的要求。     

平板太阳能集热器热损系数及稳定性研究

为分析空晒对平板太阳能集热器热损的影响,通过准稳态的测试方法,得出3种涂层(蓝膜、黑铬、阳极氧化)集热器的热性能.此外,也分析了总热损系数随吸热板的平均温度、环温和风速等因素的变化趋势.分析结果表明,经过长期的空晒老化,蓝膜、黑铬和阳极氧化太阳能集热器的总热损系数分别为5.072、5.246和5.996 W/(m2·K...