陶瓷涂层的残余应力评价及其尺寸效应

当一个平直长条试样镀上单面涂层后,往往因为膨胀系数不匹配而在涂层和基体内形成残余应力并产生弯曲变形,通过变形后的曲率半径以及涂层与基体的厚度参数可以计算出涂层内的残余应力,这种方法也称为Stoney方法,相应的弯曲变形样品定义为Ⅰ型涂层,而不产生弯曲变形涂层构件定义为Ⅱ型涂层。由于残余应力不是材料常数,用Stoney方法测到的Ⅰ型涂层残余应力并不代表Ⅱ型涂层的残余应力,而实际工程中绝大部分涂层属于Ⅱ型。如果能建立Ⅰ型涂层残余应力与Ⅱ型涂层之间的关系,就可以通过Stoney方法评价任意构件涂层的残余应力。本研究基于相对法导出了两种类型之间的关系以及Ⅱ型涂层残余应力计算公式,测定了金属基体上对称热障涂层的残余应力。结果表明,该方法简单易行,解决了现实中各种无弯曲变形的实际构件的残余应力评估。     

提升超纤革聚氨酯涂层耐光老化性能的研究

按照ISO 105-B06:2020(E)测试方法对超纤革聚氨酯涂层的耐光老化进行了研究，分析了涂层树脂、固化剂、涂层颜料和耐光老化助剂对涂层耐光老化的影响，提出了提升超纤革聚氨酯涂层耐光老化性能的方法。研究表明，在涂层树脂方面使用脂肪族聚氨酯替代芳香族聚氨酯可以提高涂层耐光老化性能，在涂层树脂中添加一定量的固化剂可以进一步提升脂肪族聚氨酯涂层的耐光老化性能；在颜料方面，采用无机颜料替代有机颜料可以得到耐光老化性能更优的涂层；而在涂层中添加耐光老化助剂，能提升涂层的耐光老化性能，但存在助剂迁移到涂层表面的风险。     

WC-Co纳米涂层的显微组织及性能

采用爆炸喷涂方法制备了WC-12Co纳米涂层和普通涂层,用扫描电镜、X射线衍射对涂层组织结构进行了表征,并测定了硬度和结合强度。结果表明纳米涂层比普通粗晶涂层组织更致密,硬度略高,塑性较好,耐磨性较差。提高C2H2/O2气体流量的比例,可以有效地抑制涂层中WC相的分解。     

涂层老化数值模拟与数据处理的研究进展

[目的]涂层老化的数值模拟研究取得了丰硕的成果。[方法]综述了研究涂层老化失效机理、寿命预测、在线监测的模拟分析与数据处理方法。[结果]对于涂层老化失效机理,可以就光氧老化、热氧老化、机械应力老化等微观或宏观特征进行模拟。对于涂层寿命预测,可以建立基于老化特征的模型或基于不确定性数学的模型。对于涂层老化的在线监测,电化学监测和老化特征监测是两个主要途径,所得数据可用于腐蚀数据库的建立及基于大数据的模型开发。[结论]引入人工智能是涂层老化数值模拟与数据处理的发展趋势。     

优化抑霜涂层的实验研究

对于王洪燕等人提出的抑霜涂层,提出了优化方法,可以减少原涂层厚度50%左右,同时能保证其良好的抑霜效果,使这种抑霜涂层向工程实际应用的方向上迈进了一步;通过实验还证明了这种涂层并没有减少冷壁面上水量的凝结,而是靠其吸收了凝结在壁面上的水分起到了抑霜的作用;同时还提出了改善涂层牢固性的方案,可以使用与金属壁面附着力更好的涂漆来代替原来的黏附剂,提高涂层的使用寿命。     

氧化铝增强无机硅酸锌涂层的电化学阻抗谱研究

无机硅酸锌涂层是一种广泛使用的钢铁重防腐涂层。采用在涂料填料中加入氧化铝的方法可以得到具有更好耐磨性能的富锌涂层。本实验研究利用电化学阻抗谱法(EIS)研究了氧化铝的加入对涂层腐蚀防护性能的影响,结果表明氧化铝颗粒的加入使涂层的腐蚀防护性能略有提高。     

金属-陶瓷复合涂层的组织与磨损性能研究

利用等离子喷涂方法制备出Ni60+Ni/WC金属陶瓷复合涂层,分析了复合涂层的微观组织,采用自行设计并制造的多用磨损试验机,研究了金属陶瓷复合涂层的磨损性能。研究发现加入适量的Ni/WC,可以提高涂层的耐磨性,复合涂层磨损失效形式为微观切削、犁沟塑性变形、微观断裂(剥落)磨损和疲劳磨损机理。     

扫描电镜能谱仪对涂层的分析

涂层体现了涂料的所有功能,但由于涂层很薄且为多层结构,给物化分析带来很大难度。扫描电镜(SEM)可以分析微区形貌,能谱仪能够分析各个涂层和特征区域的元素,二者结合在涂层分析中具有无可比拟的优势。涂层是非导电性材料,同时常规的镀膜处理又可能会掩盖涂层的细节,本文选用不同的前处理方法,结合其他影响因素就扫描电镜能谱仪对涂层的分析进行了系统地研究。     

碳纳米管对水性环氧富锌防腐涂料防腐性能的影响

将碳纳米管（ CNTs）以水性浆料的形式添加在环氧乳液中,制备 CNTs改性水性环氧富锌防腐涂料以解决传统富锌涂料高锌含量的问题。通过 SEM来观察涂层的形貌,附着力、耐冲击测试表征涂层的机械性能,开路电压、极化曲线和耐盐雾等方法探讨碳纳米管含量对环氧富锌防腐涂层防腐性能的影响。结果表明：涂层中添加 CNTs可以增强涂层的耐冲击性,且 CNTs对涂层附着力的影响不显著;涂层防腐性能随 CNTs含量的增加呈现先增强后减弱的趋势;在 60.0%锌含量体系中,添加 0.2%含量的 CNTs,与 60.0%锌含量空白组比较,涂层腐蚀电流密度降低 66.7%,与 70.0%锌含量空白组比较,其腐蚀电流密度也可降低 53.8%,且耐盐雾实验 2 000 h后,涂层仍未出现明显腐蚀现象,即在60.0%锌含量体系中添加 0.2%含量的 CNTs,不仅可以降低涂层 10.0%的锌含量,还可以增强涂层的防腐性能。     

亲水膜表面处理对空气冷却器运行能耗的影响

采用溶胶-凝胶技术在铝箔表面涂覆有机涂层,并制备了有机亲水涂层空气冷却器,介绍了在低温化工领域有机涂层对空气冷却器换热效率的影响。并采用实验方法测试了采用亲水涂层和未采用亲水涂层的空气冷却器在四个除霜周期中的运行能耗并进行了对比分析。实验结果表明:有机亲水涂层空气冷却器表面有较好的润湿性能,可以提高空气冷却器的换热效率。在经过多个除霜周期后,有机亲水涂层依旧保持良好的亲水性。     

溶胶-凝胶法对Al2O3陶瓷表面改性的研究

研究了八种不同陶瓷试样的抗弯强度和韦布尔模数。结果表明 ,试样的抗弯强度按线切割、粗磨、精磨、抛光、热处理、氧化铝一次涂层、氧化铝二次涂层、Al2 O3-SiO2 混合涂层的次序依次提高。而韦布尔模数以Al2 O3-SiO2 混合涂层最高 ,其次是热处理试样。理论分析可知 ,热处理过程可使裂纹钝化甚至弥合 ,减少了裂纹半径C ,因此提高了抗弯强度。涂层方法可以提高试样的抗弯强度 ,但可能使晶界与晶粒产生裂纹而导致韦布尔模数下降。由Al2 O3-SiO2 混合涂层试样的横截面SEM形貌图可知 ,该方法可使溶胶颗粒渗入基体更深 ,可以很好地弥合试样表层裂纹。     

陶瓷涂层结构优化及失效机理的研究现状

陶瓷涂层以其优异的耐磨损、耐高温、耐腐蚀等性能表现出巨大的工程应用前景。但是,在服役过程中因温度变化和受力诱发的裂纹产生、扩展,甚至导致涂层开裂、剥落及失效,这些因素限制了涂层的应用,因此通过结构优化改善陶瓷涂层的抗开裂、剥落性能较为重要。本文首先论述了纳米结构涂层、耐磨多层涂层、复合涂层的失效机理及其结构优化。提出了利用单次喷涂制备粘结层和陶瓷层的方法,通过该方法可以消除陶瓷层与粘结层间的界面形态,提高涂层的断裂韧性、粘结强度。最后展望了陶瓷涂层在材料组分设计和工艺优化研究中应重点关注的方面。     

基于多孔Si_3N_4陶瓷基底BN涂层制备与表征

在多孔氮化硅陶瓷(Si_3N_4)表面制备氮化硼(BN)涂层,可以提高天线罩的多方面性能,其研究具有重要的工程应用价值。以硼酸(H_3BO_3)及碳黑为原料,利用两种方法制备BN涂层,一种方法是在氮化硅基体表面涂覆H_3BO_3与炭黑,然后在氮气气氛下烧结制备BN涂层(简称一步法);另一种方法采用H_3BO_3分解在多孔Si_3N_4基体表面制备B_2O_3涂层,然后利用碳热还原反应将B2O3涂层转变为BN涂层(简称两步法),通过X射线衍射分析(XRD)观察了涂层的物相组成,扫描电镜(SEM)观察涂层的形貌及涂层与基体的结合情况。研究结果表明:两种方法制备的涂层由BN组成,无残余B_2O_3,其中一步法制备的涂层表面粗糙,存在大量裂纹和气孔,涂层厚度较厚,大约17μm;两步法制备的涂层结构致密,表面光滑,涂层厚度约为2μm,且与基体结合良好。     

金属表面等离子喷涂玄武岩涂层的腐蚀性能研究

采用玄武岩废料经烧结水淬和未烧结两种不同方法制备喷涂材料,并利用等离子喷涂技术,在45#钢基体表面制备了涂层.利用XRD观察了涂层的组成,采用扫描电镜(SEM)观察涂层的结构特征,采用全浸泡腐蚀实验、电化学测试方法评价了涂层的耐蚀性能.结果表明,涂层以非晶态为主,生成少量晶体,烧结涂层的玻璃化程度增加.玄武岩涂层可以提高金属的耐腐蚀性能,耐碱腐蚀性优于耐酸腐蚀性,采用烧结粉体制备的涂层,涂层组织结构和性能都有了一定的改善,涂层致密度提高,涂层耐蚀性大大提高.     

真空等离子气相沉积多元多层离散结构涂层方法

公开号　ＣＮ1256324Ａ　　申请人　西北工业大学　　地址　710072陕西省西安市友谊西路127号　　本发明涉及一种在高速钢、硬质合金、陶瓷制金属切削工具上获得耐磨涂层的工艺方法,其特征在于;被强化零件的表面涂层采用一种厚薄不均匀的离散涂层结构,得到离散涂层结构的方法可以用网状遮屏安装在被强化零件表面和蒸发材料之间,网状遮屏可以由需向涂层添加的某种或某几种组元的材料制成,它同时起着遮屏和阴极的作用。本发明相比现有技术的优点在于:由于采用了涂层某些或某种组元制成的网状遮屏,从而可应用比较简单的设备和工艺,制备多元多层…     

混凝土结构RuO_2-TiO_2/Ti阳极的制备与性能研究

通过热分解制备具有TiO_2晶种嵌入式钛基RuO_2(30%)-TiO_2(70%)涂覆阳极。通过XRD研究氧化涂层的物相,通过电化学方法研究了涂层阳极的电催化活性。结果表明:TiO_2粉末的添加对涂层阳极的内部结构和形貌有很大的影响。通过在涂层中加入TiO_2粉末可以提高涂层的电催化能力,当氧化物涂层中加40mol%的TiO_2晶种时的,电极涂层表现出最高的电催化活性。     

钢结构防腐蚀保养与维护

钢结构防腐蚀涂装的保养与维护可以降低钢结构的安全隐患,提升钢结构产品使用性能。本文介绍了钢结构涂层的维护方法,钢结构涂装、涂层标准,常用的建筑钢结构涂层及性能,以及涂装前的钢结构除锈,以提醒用户提高对钢结构产品进行保护的认识。     

石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料制备及应用研究进展

石墨烯/导电聚合物复合材料不仅具有石墨烯优异的屏蔽性能和导电聚合物良好的氧化还原特性,还能协同发挥二者的功能,在金属防腐蚀领域有着巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的制备方法,包括电化学方法、化学氧化法、分散液混合法和化学气相沉积法（CVD）;并全面总结了石墨烯/导电聚合物复合材料在防腐蚀涂层中的应用及性能。制备的石墨烯/导电聚合物复合材料可以通过电化学方法、溶剂挥发法制成石墨烯/导电聚合物防腐蚀薄膜涂层,还可以混入成膜物树脂中制备树脂复合防护涂层。讨论了石墨烯/导电聚合物在制备过程、薄膜涂层和树脂复合涂层应用中的优势与不足,提出了构建结构可控、综合性能好的复合防腐涂层是石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的未来主要发展趋势。     

三步法评价陶瓷涂层密度

陶瓷涂层密度不仅能够用于评估材料的致密度、孔隙率、吸水率、抗热震性以及弹性模量等性能参数,而且可以用来评价涂层因热应力和热匹配引起的变形和剥离等现象。然而由于陶瓷涂层难以从基体中单独剥离出来,在实际应用中往往难以精确测量。基于传统Archimedes’排水法测量密度的原理,通过构建陶瓷涂层、基体以及涂层-基体复合体三者之间密度的解析关系,采用三步法测量并计算涂层的密度值。该评价方法不仅方便快捷,而且应用范围广,适应于各种陶瓷涂层密度的测量,包括结构陶瓷涂层、传统陶瓷的釉料(涂层)等。     

溶胶-凝胶法制作陶瓷涂层硬质合金刀具

以异丙醇铝为前驱物，将溶胶－凝胶工艺应用于硬质合金刀片涂层，研制成功一种新型的陶瓷涂层刀片。使用浸渍提拉法对刀具基体进行涂层，在基休表面获得勃姆石凝胶膜，经１２００℃热处理后可以得到厚度适宜的α－ＡＩ２Ｏ３涂层，支完整，无宏观缺陷，并且后可以得到厚度适宜的α－ＡＩ２Ｏ３涂层，涂我宏观缺陷，并且在初步的切削实验中显示出一人而为涂层恨具制造展示了一种全新的涂层方法。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ０观察了涂