镁合金表面纳米ZrO2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10~(-5)mm~3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。     

纳米CeO2对Al2O3/Cr2O3陶瓷涂层组织及性能的影响

采用亚音速氧乙炔火焰喷涂制备涂层。通过在Al2O3/Cr2O3为基的陶瓷粉体中添加不同数量的纳米CeO2,探讨其对涂层组织及性能的影响。结果表明,纳米CeO2的加入使喷涂层的显微组织得到改善,喷涂层的耐磨性、结合强度、显微硬度得到提高。且随着纳米CeO2加入量的增加,涂层的性能呈先上升后下降的趋势。当纳米CeO2加入量为3%时,涂层中孔隙最少,涂层细化且致密,结合强度最高,显微硬度达到最高,耐磨性也最好。     

等离子喷涂Al_2O_3+13wt%TiO_2陶瓷涂层的金属/陶瓷界面

用透射电镜研究了等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３＋１３ｗｔ％ＴｉＯ２陶瓷涂层体系中ＮｉＣｒＡｌ粘结层与基材金属的界面及其与陶瓷涂层的界面特征。结果表明，这两种界面的结构是相似的，界面有一定的厚度，但不均匀，并由非晶、微晶以及纳米晶等多种组织和多种相复合组成     

纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及抗磨损性能的影响

采用超音速火焰热喷涂(HVOF)技术在06Cr13Ni4Mo不锈钢材料表面制备涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、微区X射线荧光光谱仪、结合力试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、磨蚀试验机、汽蚀试验机等手段研究分析纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及性能的影响。结果表明:稀土元素Ce较为均匀地分布在涂层中,起到细化晶粒、抑制Cr、Co等元素合金化以及提高WC抗氧化性能等效果;涂层的致密性、显微硬度以及结合强度等性能大幅提高;涂层的抗摩擦磨损性能提高1.23倍,抗高泥沙水流的磨损性能提高7.46倍,抗汽蚀性能提高63.6%。     

热喷涂铜基W涂层工艺性能研究

采用超音速火焰(HVOF)和等离子喷涂工艺制备铜基体W涂层,分析涂层的组织形貌,测定等离子喷涂W涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度,并考察该涂层的压缩性能。结果表明:HVOF制备W涂层时,钨颗粒加热熔化不充分,主要以固态颗粒形式撞击基体,不能形成连续涂层;等离子喷涂W涂层时,钨颗粒熔化充分,铺展变形改善,涂层致密,平均孔隙率为2%,显微硬度为315HV0.1;等离子喷涂W涂层与铜基体结合质量较好,结合强度可达36MPa,经压缩变形后与铜基体结合较好,涂层未出现整体剥落,二者具有较好的协调变形能力,随压缩载荷增加,涂层和基体变形量差值增大,涂层边角部分孔隙增加,结合能力变差。     

镁合金有机复合散热涂层的性能对比研究

通过向有机硅树脂涂层中添加高导热填料,在AZ31B镁合金基板上制备17种不同成分的有机复合涂层,并对该涂层的散热性、力学性能和耐腐蚀性进行测试表征及综合技术性能评估。结果表明:只有填料超过一定含量才能明显提高涂层的散热性,同一种填料随着其含量的增加,涂层散热效果越来越好,且纳米铜粉对涂层散热性的影响较明显;填料能够提高有机硅树脂涂层的硬度和耐冲击性;碳粉和碳化硅的添加可提高涂层的耐腐蚀性,而铜粉对涂层腐蚀性不利;涂层的综合技术性能随填料粒子含量的增加而提高,且添加纳米铜粉的提升效果最明显;填料的混杂添加对涂层散热性的影响优于单一填料,能提高涂层的综合技术性能。     

Mo离子注入Al_2O_3陶瓷对其表面摩擦学性能的影响

研究了 Mo离子注入对 Al2 O3陶瓷表面摩擦学性能的影响 ,并借助扫描电镜 (SEM)、X射线光电子谱仪(XPS)对结果进行了分析比较。     

纳米ZrO_2热障涂层隔热性能研究

为了研究纳米ZrO2热障涂层的隔热性能,设计了涂层结构并采用有限元分析软件分别对普通试样和纳米ZrO2热障涂层试样模型的温度场进行了计算。结果表明,纳米ZrO2热障涂层有着良好的隔热性能,热源温度越高涂层隔热效果越显著。在1000℃热源下,设计的纳米ZrO2热障涂层的最大隔热温度为250℃,平衡状态下隔热温度为71℃。采用大气等离子喷涂方法制备了计算模型中设计的涂层试样,并对试样进行了隔热试验。计算结果与试验结果一致。     

装甲车辆镁合金负重轮耐磨涂层性能及跑车试验研究

利用超音速火焰喷涂工艺在镁合金负重轮轮缘表面制备Fe Cr BSi/WC-12Co和316L/WC-12Co耐磨涂层,测试耐磨涂层的硬度、剪切结合强度、耐冲击磨损性能,并进行跑车试验。结果表明,Fe Cr BSi/WC-12Co耐磨涂层比316L/WC-12Co耐磨涂层具有较高的硬度和耐冲击磨损性能,而316L/WC-12Co耐磨涂层在跑车试验过程中具有较好的抗局部剥落性能。     

冷喷涂技术制备纳米涂层

在KY—HVO (A)F多功能超音速火焰喷涂的基础上实现了冷喷涂技术。采用该技术在钢基体上制备了二氧化钛纳米涂层。运用XRD、SEM对喷涂用粉末和涂层的显微结构和物相组成进行了观察和确定。结果表明采用冷喷涂技术形成了TiO2 纳米涂层。与原始的纳米粉末相比 ,纳米涂层没有发生相变 ,晶粒也没有长大     

等离子喷涂纳米Al2O3-130%TiO2涂层热学特性研究

采用大气等离子喷涂技术制备常规和纳米Al2O3-13%TiO2涂层,并利用XRD、SEM、TEM对其显微结构进行观察分析。通过热震试验和火焰喷烧试验,研究两种涂层的热冲击性能。结果表明:相同试验条件下纳米Al2O3-13%TiO2涂层的热震失效循环次数明显高于常规涂层,且热震温度越高表现越明显;Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层可以显著提高钢板的抗火焰烧蚀能力,且纳米涂层具有更长抗烧蚀时间。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3涂层研究

为了改善AZ91D镁合金的表面性能,试验利用3kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面上进行了激光熔覆Al+Al2O3涂层处理。熔覆后使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对熔覆层进行了微观分析,测试了熔覆层的显微硬度及摩擦磨损性能。试验结果表明:熔覆层由Mg,Mg17Al12,Al2O3等相组成,表层微观结构主要是Mg和Al的亚共晶基体及其上弥散的Al2O3颗粒;熔覆层的平均显微硬度最高达到250HV0.05,明显高于基体AZ91D(70～80HV0.05);其磨损性能与基体相比也有了较大提高。     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的结构与组织特征

用 X射线衍射、扫描电镜等研究了等离子喷涂 Al2 O3 陶瓷涂层的相结构、相组成及其组织特征。金属粘结层与陶瓷涂层均呈层状结构 ,陶瓷涂层致密性较差、易出现微裂纹 ,金属粘结层相对致密、一般无裂纹。陶瓷涂层以亚稳相γ- Al2 O3为主要相 ,同时存在α- Al2 O3。另外 ,涂层设计对涂层硬度有一定影响     

火炮复拨器拨动子的SHS火焰喷涂Al2O3基陶瓷涂层修复

针对某型火炮复拨器拨动子的磨损失效,研究了采用SHS反应火焰喷涂Al2O3基复相陶瓷涂层技术对表面进行修复的工艺方法,涂层组织结构、成分、界面结合状况以及磨损性能。研究表明,采用该方法修复后的表面涂层主要由Al2O3陶瓷相、Al2Cu3金属间化合物相以及Cu和Cu2O相组成,各相以长条片状相互嵌合平行于基材表面分布,呈典型的层片状喷涂形态;涂层与基体通过Ni-Al底衬相连,基体与底衬形成良好的冶金结合,而底衬与涂层之间既有机械结合,又有冶金结合,结合强度达19.8MPa;涂层耐磨性明显提高,其磨损失量为3.9×10-10g/(kgrmin)。··     

铝合金表面陶瓷化及绝缘性能研究

采用直流脉冲微弧氧化工艺,在6063铝合金表面制备氧化陶瓷膜,讨论不同工艺条件下陶瓷膜的绝缘电阻和击穿电压。在择优选出Na2SiO3系电解液配方情况下,研究占空比、频率等放电参数及处理时间变化对陶瓷膜绝缘性能影响的规律。结果表明：膜层厚度随着氧化时间（5~45 min）的增加而增厚,但临界点后有所下降;膜层电绝缘性能随占空比（5%~30%）的增大先扬后抑,也存在临界点;膜层电绝缘性能随频率（0.1~1 kHz）的增加而变好。优化的电参数组合是提高陶瓷膜性能的关键之一。     

铝合金表面激光熔敷耐热涂层工艺研究

采用激光熔敷方法在铝合金表面制备一层金属陶瓷耐热涂层。借助金相显微镜,扫描电镜能谱等方法,研究在不同激光工艺参数下熔敷层的界面和表面;对比不同激光输入能量时涂层稀释率的变化;不同成分激光熔敷层的组织形态及成分分布。结果表明:激光熔敷层显微组织为垂直界面方向的树枝晶;激光熔敷金属陶瓷粉末时,氧化锆陶瓷含量在涂层中呈梯度分布,而未呈现分层现象。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

镁合金表面喷涂316L涂层性能研究

用大气等离子喷涂(APS),超音速火焰喷涂(HVOF)和冷喷涂(CS)在镁合金表面制备316L涂层。用SEM及X射线衍射仪分析原始粉末及涂层的形貌和显微组织,用摩擦磨损试验机和电化学试验机考察涂层的摩擦磨损及耐蚀性。结果表明:3种工艺制备的涂层耐磨性和耐蚀性均优于镁合金基体,CS涂层具有最高的硬度及最优异的耐蚀性,但磨损率略高于APS涂层,CS涂层的整体性能更好,对镁合金等轻质合金表面强化的潜力更大。