不锈钢表面冷喷涂铜涂层制备及性能研究

目的 通过工艺的匹配优化,采用冷喷涂技术在不锈钢表面制备高结合强度铜涂层,并研究热处理工艺对不锈钢表面冷喷涂铜涂层组织及性能的影响规律。方法 分别以高纯氮气和氦气作为加速气体,通过冷喷涂技术,在1 mm厚的304不锈钢基体表面制备铜涂层。采用光学显微镜(OM)对涂层的孔隙率及微观组织结构进行表征。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对涂层拉伸断面结构进行分析。借助维氏显微硬度仪、万能拉伸试验机和涡流导电仪测试分析退火热处理工艺对不锈钢基体表面冷喷涂铜涂层硬度、结合强度和电导率的影响规律。结果 利用氮气作为加速气体,在薄304不锈钢基体上获得铜涂层困难,涂层形成后,易发生整体剥落。使用氦气作为加速气体,可在薄304不锈钢板表面成功制备结合强度高于81.7 MPa、硬度为99.6HV0.1、孔隙率小于0.1%的高致密铜涂层。退火热处理引起涂层组织再结晶,可显著消除冷喷涂过程中的加工硬化影响。随着热处理温度从300℃上升到500℃,涂层硬度由99.6HV0.1下降至63.7HV0.1。退火温度为400℃时,涂层导电率最优(93.94%IACS)。当热处理温度升高到500℃,涂层导电率异常下...     

热处理和SBF浸泡对羟基磷灰石涂层力学性能的影响

利用X射线衍射仪(XRO)、电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)等检测手段,研究了等离子喷涂羟基磷灰石(HA)涂层热处理前后的显微组织变化,以及经热处理和模拟体液(SBF)浸泡处理对涂层力学性能的影响.结果表明:涂层内部衬度不一,存在化学非均匀性.涂层中的裂纹、气孔、未熔颗粒界面是断裂的起源.热处理能使涂层中的不均匀性消失,成分趋于一致,结晶度提高.热处理后,粗颗粒涂层结合强度升高而细颗粒涂层则降低.0.5 SBF浸泡处理后,所有涂层的结合强度都降低,原始细颗粒涂层降低幅度最大,原始粗颗粒涂层次之,热处理细涂层降低幅度最小.     

胶原和热处理对Ti合金表面HA涂层性能的影响

采用仿生生长法在Ti合金表面生长HA涂层,在模拟体液中引入胶原并对生成的涂层进行热处理,研究胶原和热处理对Ti合金表面HA涂层性能的影响.利用SEM、XRD和IR检测热处理前后涂层的形貌、物相以及结构,通过超卢振荡方法定性比较不同涂层与基体的结合强度以及溶解性.结果表明,胶原的引入不影响涂层的物相组成,有利于增强涂层的韧性,涂层经热处理后发生晶化,提高了涂层的结晶度,在涂层与基体之间形成了TiO2过渡层,超声振荡试验说明经热处理后的涂层与基体的结合强度有所提高,并减慢了其在生理盐水中的溶解速度.     

钛基材上电化学沉积羟基磷灰石

通过电沉积法在经过阳极氧化的钛基材表面沉积磷酸钙盐涂层,再经碱热处理使磷酸钙涂层转变为羟基磷灰石涂层。扫描电镜(SEM)观察了阳极氧化后生成的TiO2纳米管的微观结构,以及生成的羟基磷灰石的形貌。X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,同时测定了涂层与基体的结合强度。试验结果表明:电沉积涂层CaHPO4·2H2O经碱处理后转变为羟基磷灰石;电沉积添加双氧水与钛基材经过阳极氧化后使得涂层与基体结合强度有所提高。模拟体液浸泡试验表明涂层具有良好的生物活性。     

铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能

采用电弧喷涂工艺在6061铝合金基体表面喷涂高纯铝涂层,利用金相显微镜对涂层的组织进行观察,分析了基体与涂层的结合方式,测量了涂层的孔隙率.并采用质量分数为5%的NaCl溶液浸泡试验、盐雾试验和电化学试验,检验了涂层的耐腐蚀性.结果表明,利用电弧喷涂技术可以在6061铝合金基体表面形成均匀、致密、孔隙率低、结合良好的高纯铝涂层;高纯铝涂层耐腐蚀性较好,对铝合金基体起到了保护作用,涂层经过封孔工艺处理后保护作用更好.     

胶原和热处理对Ti合金表面HA涂层性能的影响

采用仿生生长法在Ti合金表面生长HA涂层，在模拟体液中引入胶原并对生成的涂层进行热处理，研究胶原和热处理对Ti合金表面HA涂层性能的影响。利用SEM、XRD和IR检测热处理前后涂层的形貌、物相以及结构，通过超声振荡方法定性比较不同涂层与基体的结合强度以及溶解性。结果表明，胶原的引入不影响涂层的物相组成，有利于增强涂层的韧性，涂层经热处理后发生晶化，提高了涂层的结晶度，在涂层与基体之间形成了TiO2过渡层，超声振荡试验说明经热处理后的涂层与基体的结合强度有所提高，并减慢了其在生理盐水中的溶解速度。     

热处理对喷涂Mo涂层微观组织和性能的影响

在纯铌基体上等离子喷涂Mo涂层,将试样在1750~1950℃进行真空热处理,研究了不同温度、不同保温时间对涂层微观组织、孔隙率和硬度的影响规律以及Mo涂层的最佳热处理工艺。结果表明,适当的热处理可以增加Mo涂层的致密性,在Mo涂层与铌基体之间生成了扩散层,增强了涂层与基体的结合力。喷涂态Mo涂层最佳热处理工艺为1850℃保温1 h,此工艺下获得Mo涂层的孔隙率为0.9%,显微硬度113 HV0.5。在热处理后Mo涂层的表面成功制备了MoSi2涂层。     

6061铝合金表面电弧喷涂纯铝涂层的研究

采用电弧喷涂技术在6061铝合金基材表面制备纯铝涂层.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对其显微组织结构、涂层形貌、腐蚀产物、孔隙率进行了分析.采用电化学试验、浸泡试验、中性盐雾试验检测了涂层在w(NaCl)=5%的溶液中的耐腐蚀性能.研究结果表明,在铝合金基材表面能够获得组织均匀致密,低孔隙率的纯铝涂层,涂层与基体为机械嵌合,涂层封孔处理后,试样的耐蚀性能有很大提高,涂层对基体无阴极保护作用.     

热处理对低压冷喷涂铜铝复合涂层耐腐蚀性能的影响

通过低压冷喷涂技术在45号钢基体表面制备了铜铝复合涂层,然后在不同温度对涂层进行了热处理.采用静态压痕法和扫描电镜(SEM)表征热处理前后涂层的显微硬度和微观形貌;采用腐蚀浸泡试验、铜加速乙酸盐雾(CASS)试验研究热处理前后涂层的耐腐蚀性能.结果表明:当热处理温度为450℃时,铜铝复合涂层内铜、铝元素发生了明显的扩散...     

微束等离子喷涂氧化锆增韧羟基磷灰石复合涂层

采用微束等离子喷涂方法,在Ti-6Al-4V基体上制备了羟基磷灰石 氧化锆(70HA-30ZrO2,质量分数,%)复合涂层.将复合涂层置于模拟体液中分别浸泡了3,7,14,28 d并观察表面磷灰石的生长情况以评价涂层生物活性.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析技术对涂层浸泡前后的表面形貌和相组成进行了研究.结果表明,涂层中ZrO2主要以立方相存在;喷涂过程中羟基磷灰石(HA)出现了一定的分解,产生大量的α-Ca3(PO4)2杂质相.HA涂层熔化效果很好,但涂层中有未熔化的ZrO2颗粒.涂层在模拟体液中浸泡28 d后表面可以形成磷灰石,说明涂层具有很好的生物活性.