反应等离子喷涂TiN复相陶瓷涂层的研究

采用反应等离子喷涂技术制备了TiN复相涂层,并分析了复相涂层的组织及其性能.结果表明复相涂层主要由TiN相组成,并含有少量的钛的氧化物;复相涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间结合较好;复相涂层是由小于100 nm晶粒组成,属于纳米复合材料,因而复相涂层不仅具有高硬度,而且具有远优于Al2O3涂层的断裂韧性.与M2钢相比,复合涂层具有较高的耐磨性能.     

反应等离子喷涂 TiN 涂层的研究进展

TiN具有硬度高、韧性好、摩擦系数小、化学性能稳定等优点,广泛应用于刀具、装饰、表面防护等领域。目前制备TiN涂层的方法有很多,如气相沉积、热喷涂、电镀等,反应等离子喷涂则是最常用的金属-陶瓷复合涂层制备方法。概述了反应等离子喷涂技术的基本原理和分类,包括反应等离子喷涂涂层的形成过程及工艺的优缺点。综述了反应等离子喷涂TiN涂层的喷涂工艺及性能的研究进展,包括涂层的制备方法(原位合成法、烧结破碎法)和性能特点,重点分析了涂层的力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能,并提出了可以依靠热处理工艺或封孔技术来提高涂层的耐腐蚀性能。依据实验和查阅的文献,反应等离子喷涂结合了自蔓延高温合成技术和等离子喷涂技术,可以制备质量优良的厚TiN涂层(500μm),是一种新型的低成本涂层制备技术,但是反应等离子喷涂制备TiN涂层存在孔隙率较高(5%~10%)、结合强度较低(50 MPa)的问题。分别从技术、设备、工艺、后处理四个方面总结了改善涂层质量的相应措施,展望了今后的研究发展方向。     

烧结破碎粉末反应等离子喷涂制备TiN基陶瓷涂层

采用烧结破碎法对Ti和B4C反应喷涂粉末进行了处理.制备的粉末经反应等离子喷涂制备了TiN基陶瓷涂层,并对涂层的微观形貌、物相、显微硬度以及在3.5wt％ NaCl溶液中的极化行为进行了分析.结果表明,经900℃真空压块烧结粉末制备的涂层致密,涂层厚度达250 μm,显微硬度显著提高.与碳钢相比,TiN基陶瓷涂层在3.5wt％ NaC1溶液中自腐蚀电位发生正移,钝化区较宽,在很宽的电位范围内电流密度较低,耐蚀性优异.     

反应等离子喷涂TiN涂层热处理后的电化学腐蚀性能

研究了热处理后TiN涂层在模拟海水中的腐蚀行为,采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、扫描电镜和能谱分析等技术研究了热处理后TiN涂层电化学腐蚀参数及组织的变化。结果表明:热处理后TiN涂层的耐蚀性明显提高,自腐蚀电流仅为热处理前的13.3%,极化电阻约是热处理前的20倍;电化学阻抗谱描绘了热处理后涂层的腐蚀过程及导致涂层腐蚀的主要因素,涂层局部的孔隙腐蚀是引起电化学腐蚀参数变化的主要因素,腐蚀初期孔隙电阻由大变小,后期又会由小变大,从而使涂层的腐蚀速率发生变化;热处理会使涂层的通孔率降低为87%,主要原因是在热处理过程,TiN与大气中的O2发生了氧化反应,生成密度较TiN小的TiO2相和Ti3O相,使涂层中的部分通孔被封闭,耐蚀性得以提高。     

反应等离子喷涂TiN涂层热处理后力学性能研究

用反应等离子喷涂方法制备了厚度约为500μm的TiN陶瓷涂层,而后对其进行在不同温度,时间,保护气氛下的退火处理,并对涂层的硬度,断裂韧性及残余应力进行了测量。借助SEM对涂层形貌进行了表征,采用XRD测量涂层的残余应力。结果表明:在大气中600℃退火后,涂层硬度最高。而在Ar800℃处理后,涂层韧性有了明显的改善。涂层残余应力为压应力,并且涂层内的残余应力随着热处理温度的升高而增大。     

TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层反应等离子喷涂研究

以钛铁粉、镍粉、铁粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料采用前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过等离子喷涂(RPS)技术原位合成并沉积了TiC/Fee-Ni金属陶瓷复合涂层.采用XRD、SEM和EDS对喷涂粉末和涂层的成分、组织结构进行了分析.研究表明该反应喷涂粉末粒度均匀、无有害相生成;所得涂层由不同TiC颗粒含量的TiC/Fe-Ni复合片层组成;TiC颗粒大致呈球形,粒度呈纳米级;所获涂层在相同条件下耐磨性是Ni60涂层的7倍.     

反应等离子喷涂制备FeAl2O4-A12O3-Fe复合涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉为原料，制备出适于等离子喷涂的复合团聚粉体；并采用反应等离子喷涂技术制备出FeAl2O4-A12O3-Fe复合涂层，用SEM和XRD分析了复合涂层的组织结构。结果表明：反应等离子喷涂得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架，球状Fe相弥散分布于基体上的复合涂层。     

等离子喷涂结构涂层研究

介绍了等离子喷涂的原理及特点;综述了等离子喷涂结构涂层的研究进展,包括耐磨涂层、热障涂层、耐蚀涂层;介绍了等离子喷涂结构涂层的复合处理技术;展望了等离子喷涂结构涂层的发展前景。     

等离子喷涂热障涂层相结构的研究

研究了等离子喷涂两层热障涂层在大气和真空环境下，经1100℃不同时间扩散处理后相结构的变化。结果表明，喷涂过程中，ZrO2发生M相→T相转变；经大气环境扩散处理后，ZrO2发生T相→M相转变，NiCrAlY相被氧化形成Al2O2和NiAl2O4相，同时r'-Ni3Al相有强烈的择优取向。     

反应等离子喷涂TiC陶瓷增强金属复合涂层组织性能

采用前驱体碳化复合技术利用钛铁粉为原料制备Ti-Fe-Ni-C和Ti-Fe-C系粉末,并通过反应等离子喷涂技术(RPs)原位合成并沉积了Tic/Fe-Ni和TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了复合粉末和不同基体涂层的成分、组织结构,测量了2种涂层的显微硬度和磨损量.结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;制备的复合涂层由不同TiC颗粒含量的片层组织叠加而成;TiC颗粒大致呈球形,基体主要为Fe及Fe、Ni固溶体.Tic/Fe-Ni涂层较TiC/Fe涂层组织更加均匀、致密,且具有较高的显微硬度和较好的耐磨性.     

铝合金表面超音速等离子喷涂WC-12Co涂层的结合机理

在经磨抛处理后的光滑铝合金表面上,利用超音速等离子喷涂制备WC-12Co涂层,通过扫描电镜观察分析,对涂层的结合机理进行了研究.发现涂层与基体的结合是以机械结合为主,还伴有部分冶金结合、物理结合和扩散.实验及模拟结果表明:硬质相WC能够嵌入到基体内部,基体的硬度越小,WC颗粒嵌入基体表面的深度越大;颗粒的速度越大,撞击基体产生的凹坑深度也越大.     

反应等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe复合涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉为原料,制备出适于等离子喷涂的复合团聚粉体;并采用反应等离子喷涂技术制备出FeAl2O4-Al2O3-Fe复合涂层,用SEM和XRD分析了复合涂层的组织结构.结果表明反应等离子喷涂得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体上的复合涂层.     

等离子喷涂TiC—Ni—Mo金属陶瓷涂层结构与性能的研究

在４５钢基材上用等离子喷涂方法制备了ＴｉＣ－Ｎｉ－Ｍｏ金属陶瓷涂层,对涂层进行了性能试验,ＳＥＭ分析及ＸＲＤ分析,结果表明,等离子喷涂ＴｉＣ－Ｎｉ－Ｍｏ金属陶瓷涂层组织是均匀的,涂层硬度达到９０ＨＲＡ。涂层经频率为１６次／ｍｉｎ,６０ｍｉｎ落球冲击试验后,显微镜下未见到任何剥离痕迹或裂纹,经比较试验,该涂层的结合强度和韧性优于同样基材上等离子喷涂的ＺｒＯ２陶瓷梯度涂层。     

反应等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe涂层的性能研究

对反应等离子喷涂制备的FeAl2O4-Al2O3-Fe金属／陶瓷复合涂层的性能进行了研究。结果表明该复合涂层显微硬度存在压痕尺寸效应，并符合Meyer公式，其Meyer指数约为1．75；复合涂层以穿晶断裂为主，断口存在较大起伏，并具有金属拔出机制和韧窝明显的韧性断裂特征，复合涂层韧性较好；涂层结合性能好，结合强度约23．03MPa，要高于普通AT13陶瓷涂层；涂层较致密，孔隙率约为3．33％，低于普通AT13陶瓷涂层。     

大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层

目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加,在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相,获得高电导率尖晶石涂层,并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征,揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果 800℃热处理后涂层明显致密化、均匀化,涂层主相为Cu_xMn_3-xO₄(x=1, 1.2, 1.4)和MnCo₂O₄;在基体和涂层的界面处存在Cr富集,800℃氧化10h后,含Cu量12%(质量分数)的试样面比电导最高;氧化100h后,面比电导有所下降,含Cu量12%(质量分数)试样仍具有最高的面比电导;经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品,其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散,氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大...     

反应等离子喷涂合成Fe-FeAl2O4-Al2O3复合涂层的研究

利用机械团聚法制备了适合等离子喷涂的Fe2O3／Al复合粉体，将此粉体送入等离子焰流，通过复合粉的自反应制备含有Fe、Al2O3和FeAl2O4的复合陶瓷涂层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）等检测手段对反应等离子制备的复合涂层进行了研究。结果表明：涂层具有以层状陶瓷为骨架，球形金属为弥散相的组织，反应生成涂层的过程是分步进行的，由于反应生成的部分纳米颗粒以及金属的存在，使得涂层的耐磨性和韧性比普通Al2O3涂层有了较大的提高，尤其在高载荷作用下，复合涂层的耐磨性比普通Al2O3提高近两倍。     

超音速等离子喷涂Mo-W涂层的力学性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo-W合金涂层,利用场发射扫描显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计分析测试了涂层组织、硬度,利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了磨损载荷及频率对Mo-W合金涂层摩擦学性能的影响。结果表明:质量比为3:1的Mo、W机械混合粉喷涂后涂层中Mo、W元素质量比接近3:1。涂层组织致密,与基体结合为机械结合,表面平均显微硬度为563.2 HV0.1。Mo-W涂层的显微硬度、耐磨性和减摩性比基体45CrNiMoVA钢有所提高,且载荷越大,涂层的耐磨性和减摩性优势越明显。Mo-W涂层与Si3N4陶瓷的摩擦磨损机制以磨料磨损和氧化磨损为主。当磨损载荷变大和磨损频率变高时,疲劳剥落磨损表现明显。