反应爆炸喷涂制备TiC／Fe-Ni金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、羰基镍粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料,通过前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过爆炸喷涂技术原位合成并沉积TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层;利用XRD、SEM和EDS研究喷涂复合粉末和涂层的相组成、显微结构.结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀;所制备的TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合片层叠加而成,基体主要是(Fe,Ni)固溶体;TiC颗粒大致呈球形,粒度为纳米级;复合涂层的平均显微硬度HV0.2为18.9 GPa.     

添加BaF_2/CaF_2对爆炸喷涂Cr_3C_2基金属陶瓷涂层性能的影响

采用爆炸喷涂制备添加BaF2/CaF2共晶的Cr3C2基金属陶瓷涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及显微硬度仪等检测方法观测了喷涂粉形貌、相组成及涂层微观组织、硬度等性能,探讨了BaF2/CaF2共晶的加入方式及其含量对爆炸喷涂Cr3C2基金属陶瓷涂层性能的影响,结果显示:10%的BaF2/CaF2共晶与Cr3C2-25%NiCr粉体经高能球磨1h,粉体粒度最小,尺寸均匀性最高。爆炸喷涂后涂层组织致密,孔隙率小于0.8%;共晶的加入,降低了涂层的显微硬度(Hv),且随加入量的增加,涂层硬度及孔隙率逐步降低;共晶与NiCr合金的预先球磨,有助于提高涂层均匀致密性和硬度,孔隙率为0.2%,显微硬度(Hv)为665.6。     

等离子喷涂制备镍基Al2O3-TiB2金属陶瓷涂层

利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了机械合金化对Ni、Al、TiO₂、B₂O₃混合粉末组织的影响。采用等离子喷涂在铝合金基体表面制备了Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层,并对涂层进行了显微硬度的测试。结果表明,30%Ni-(Al-TiO₂-B₂O₃)粉末球磨20 h后作为喷涂原料效果最好;在铝合金基体表面成功制备了Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层,涂层显微硬度高于铝合金,达到了1400 HV0.1。     

工艺参数对爆炸喷涂WC-Co涂层性能均匀性的影响

采用正交实验, 分别研究了氧燃率、喷涂距离对爆炸喷涂WC-Co涂层性能的影响. 通过工艺优化, 获得了结构均匀致密、硬度高、弹性模量大、耐磨性能好的WC-Co涂层. 利用 XRD和SEM分析涂层的物相组成、观察其微观结构, 经截面与表面力学性能和磨损性能对比, 优化后的涂层表现出近似各向同性特征. 分析指出涂层均匀的微观结构及低孔隙率是导致其近似各向同性特征的主要原因.     

SHS反应火焰喷涂Al2O3陶瓷涂层修复工艺研究

利用自蔓延(SHS)反应火焰喷涂技术,以(CuO-Al)为反应主体系,设计了具体工件表面修复Al2O3陶瓷涂层的工艺.通过对陶瓷涂层的孔隙率、结合强度、耐磨损性能测试及实际应用表明,该工艺能够满足工件表面修复技术的需要,为该技术在具体工件上的实际运用提供了借鉴.     

SHS反应火焰喷涂Al2O3陶瓷涂层修复工艺研究

利用自蔓延(SHS)反应火焰喷涂技术，以（CuO–Al）为反应主体系，设计了具体工件表面修复Al₂O₃陶瓷涂层的工艺。通过对陶瓷涂层的孔隙率、结合强度、耐磨损性能测试及实际应用表明，该工艺能够满足工件表面修复技术的需要，为该技术在具体工件上的实际运用提供了借鉴。     

热化学反应法制备Al2O3-13％TiO2陶瓷涂层及其性能研究

目的研究Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层对金属基体的热防护性能。方法以钠、钾混合硅酸盐溶液为粘结剂,添加Al_2O_3、TiO_2、MgO、SiO_2等陶瓷骨料,采用热化学反应法在304不锈钢基体表面制备了Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层(记为AT13)。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌、物相变化进行表征。在AT13涂层的基础上,预先喷涂金属Ni/Al过渡层,制备了AT13梯度涂层(记为AT13grade),综合比较分析了两种涂层在不同温度下固化后的结合强度,描述了涂层的高温氧化动力学曲线,对涂层的热震性能及失效机理进行了分析。结果涂层在800℃烧结固化后,致密性较好,涂层与金属基体之间呈现冶金结合,TiO_2发生了从锐钛相到金红石相的转变,α-Al_2O_3和金红石型TiO_2是陶瓷涂层耐高温的主体晶相结构。经1200℃高温氧化后,梯度涂层和非梯度涂层的增重与空白试样相比分别减少了0.223 mg/cm2和0.155 mg/cm2。800℃热震试验时,梯度涂层和非梯度涂层的热震循环次数分别为17次和6次。结论在涂层与基体之间制备金属Ni/Al过渡层能增强涂层的结合强度,提高其抗氧化性能,缓解陶瓷材料与金属基体之间的热膨胀系数差异,提高涂层的抗热震性能。梯度结构的陶瓷涂层具有更好的热防护性能。     

反应等离子喷涂TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层的显微组织

采用前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-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基金属陶瓷复合涂层。利用XRD、SEM和EDS研究复合粉末和涂层的成分、组织结构,考察复合粉末的TiC含量及复合粉末粒度对涂层组织结构的影响。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;TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于晶粒内部而形成的晶内型复合强化片层叠加而成,基体主要为（Fe、Ni）固溶体,TiC颗粒呈纳米级;涂层TiC含量较高时,纳米级TiC颗粒弥散分布更均匀;喷涂粉末粒度较大时,片层厚度较大,孔隙率较高。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层的制备工艺及组织研究

利用超音速火焰喷涂技术在结晶器铜板表面喷涂Cr3C2-25NiCr涂层,采用正交试验设计研究了不同工艺参数对涂层孔隙率的影响,并对涂层的表面、截面形貌和粉末及涂层的相组成等进行分析。研究结果发现,在喷涂过程中,Cr3C2-25NiCr涂层发生了不同程度的分解和氧化,而且喷涂距离对孔隙率的影响最大。本试验获得的最佳工艺参数为氧气流量900L/min,煤油流量6.0g/h,喷涂距离375mm,涂层厚度0.4mm,经过工艺优化后制备的Cr3C2-25NiCr涂层组织均匀致密,与基材结合良好,孔隙率较低。     

等离子喷涂制备石墨烯/Al2O3+13%TiO2自润滑涂层及其性能研究

目的研究石墨烯和石墨对大气等离子喷涂制备的Al2O3+13%TiO_2(AT-13)陶瓷涂层力学性能和摩擦学性能的影响,探究作用机理。方法采用大气等离子喷涂制备石墨烯质量分数为1%的石墨烯/AT-13和石墨/AT-13复合陶瓷涂层及纯AT-13涂层,利用洛氏硬度计测试涂层的硬度,并通过压痕周围情况反映涂层的断裂韧性,采用往复式摩擦磨损试验机进行摩擦学性能测试,利用扫描电子显微镜观察涂层的微观形貌,并用其自带的能谱仪(EDS)分析元素分布,采用表面轮廓仪测量磨损表面形貌并计算磨损率,用X射线衍射仪分析喷涂前后涂层的物相变化,用拉曼光谱仪对喷涂前后石墨烯的结构变化进行表征。结果石墨烯/AT-13涂层具有良好的力学性能和摩擦学性能,其硬度提升了约10%,同时断裂韧性显著提升,摩擦系数和磨损率最多下降了13%和19%,并且随着载荷的增大,摩擦系数和磨损率呈下降趋势。石墨/AT-13涂层的硬度增加了约30%,但是断裂韧性显著降低,摩擦学性能的提升比较有限。石墨烯和石墨的加入都会改变AT-13涂层的物相组成和微观结构,复合涂层中Al2O3相增多,Al2Ti O5相则相对减少,同时复合涂层拥有更加致密的微观结构。此外拉曼光谱显示,经历热喷涂后,涂层中能够观察到石墨烯特征峰的存在,但是其结构发生了一定程度的氧化破坏。结论石墨烯可以显著提升AT-13涂层的摩擦学性能和力学性能。     

超音速等离子喷涂制备金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能

通过高效能超音速等离子喷涂(SAPS)制备WC-Co及WC-Ni Cr金属陶瓷涂层,对比研究了2种涂层的抗冲蚀性能及在热腐蚀条件下的结构和性能演变。结果表明:2种涂层在喷涂过程中均会发生一定程度的脱碳,表现为W_2C相的形成;同时在WC-Co涂层中有少量的Co_3W_3C和Co_6W_6C相生成,且该涂层在热腐蚀后表层的WC相出现了分解与氧化,形成了W_3C、W_6C_(2.54)等脱碳相与CoWO_4、WO_3等氧化物相。在普通冲蚀条件下,WC-Co涂层的抗冲蚀性能更为优异,但热腐蚀会极大降低WC-Co涂层的抗冲蚀性能;与之相反,WC-NiCr涂层中的NiCr相在热腐蚀环境下生成的Cr_2O_3可以有效阻挡涂层内部与外部之间的物质扩散,从而降低了热腐蚀对涂层结构的破坏,在热腐蚀条件下表现出了优良的抗冲蚀性能。     

WC粉末爆炸喷涂BT-20钛合金的涂层性能研究

通过对爆炸喷涂工艺原理的分析,指出喷枪结构、喷涂距离和各气流量等重要工艺参数对涂层质量的影响,确定最佳的工艺参数.采用爆炸喷涂与等离子喷涂2种工艺在BT-20钛合金基体上制备WC涂层.经过对2种涂层的性能对比分析,发现与等离子喷涂相比,爆炸喷涂涂层的硬度大、结合强度高并且爆炸喷涂涂层的金相组织均匀、致密、孔隙率低,在涂层基体界面上无明显的宏观和微观缺陷,抗氧化能力强.     

Ni-Cr-B-Si合金粉末爆炸喷涂涂层的组织与性能

用电镜及 X射线衍射仪观察并分析爆炸喷涂工艺制备 Ni- Cr- B- Si涂层的组织结构 ,测定了涂层的结合力、空隙率和耐磨性 ,结果表明 ,爆炸喷涂可获得高致密性的涂层 ,与等离子喷涂相比 ,涂层具有更高的结合力和耐磨性     

微束等离子喷涂Mo涂层

采用微束等离子喷涂方法在Q235上制备了Mo涂层.研究喷涂电流、喷涂距离对涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构并计算孔隙率,测试涂层的显微硬度和结合强度,并记录粉末沉积率.结果表明,在本试验条件下微束等离子喷涂电流与喷涂距离对涂层组织和性能产生较大的影响.适当工艺参数条件下粉末沉积率高于80 %,可以获得显微硬大于400 HV_(0.1),平均结合强度仍然大于40 MPa的涂层.     

简易铸型吸尘器和涂料喷枪

介绍了以压缩空气为动力的简易铸型吸尘器和涂料喷枪的构造,经生产检证,它们的效果较好,适应性较强。     

轴向送粉式等离子喷涂陶瓷涂层工艺性能研究

对比研究了新型轴向送粉等离子涂枪和普通等离子喷涂枪的喷涂工艺参数和制备涂层的性能及其组织。试验结果表明：轴向送粉式等离子喷涂枪的功率明显低于普通等离子喷涂枪,其喷的陶瓷涂层的性能优于普通等离子喷涂。     

喷枪扫描速度对等离子喷涂Mo/8YSZ梯度 热障涂层温度场的影响规律研究

目的 突破新型动力热障涂层高温环境易剥落的技术瓶颈,揭示等离子喷涂过程中,喷枪扫描速度对梯度热障涂层温度分布的影响规律。方法 利用ANSYS有限元仿真模拟软件,建立了等离子喷涂Mo/8YSZ梯度热障涂层温度场的仿真模型,模型中考虑了材料热物性参数随温度的变化情况及材料的相变潜热。 结果 当喷枪扫描速度由550 mm/s增加至1000 mm/s时,喷枪与基体或已沉积涂层间交互作用的时间缩短,在喷涂构件自身热传导及喷涂构件与外界环境对流换热等综合因素作用下,致使喷涂作业结束时,喷涂构件的最高温度由475 ℃降低至371 ℃,涂层厚度方向的最大温度梯度由2.15×107 ℃/m降低至2.05×107 ℃/m。由于喷涂构件的温度、温度梯度及等离子射流热源用于粉末粒子直接温升的比例均与材料的热物性参数密切相关,致使在喷涂作业结束时,喷涂构件各部分最高温度及涂层厚度方向的最大温度梯度均呈现陶瓷层最高、过渡层次之、粘结层最低的分布规律。由于等离子喷涂过程中,先沉积的涂层对后沉积的涂层存在一个预热作用,故伴随着涂层厚度的增加,喷涂构件的最高温度增加。结论 在等离子喷涂过程中,通过增大喷枪扫描速度,可在牺牲涂层最高温度的条件下,降低喷涂构件的最大温度梯度。热障涂层采用梯度结构,可实现涂层厚度方向材料热物性参数的连续梯度变化,进而实现对喷涂构件空间温度分布的有效调控。     

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...     

等离子喷涂PZT涂层的制备与性能分析

用等离子喷涂方法在45号钢基体表面制备了锆钛酸铅(PZT)陶瓷涂层,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜（TEM）、纳米压痕测量仪和d33准静态测量仪等检测手段对涂层的微观形貌、成分、纳米硬度、弹性模量和压电常数等各项性能进行分析,并测量涂层的介电温谱。结果表明：等离子喷涂制备的PZT陶瓷涂层具有典型的层状结构,结构致密,孔隙率为1.96%;纳米硬度和弹性模量平均值分别为5.881 GPa和113.413 GPa;压电常数达到了74 pC/N,并且由介电常数与温度关系图可推知PZT的居里温度约为370 ℃。制备的PZT涂层性能良好,使其在实际工况中的使用成为可能。     

热喷涂高温自润滑涂层研究现状

鉴于现代高技术装备用高温润滑涂层的服役温度越来越高、条件越来越复杂,且对高可靠性及长寿命等方面的要求日益苛刻,亟需研究新型高温自适应润滑涂层材料在其服役条件下的环境适应性和稳定性。综述了目前国内外对该类涂层的组分设计和相关制备技术,重点分析了利用热喷涂技术制备高温自润滑涂层的研究现状,并从制备工艺和涂层组分调控方面阐述了该类涂层研究取得的成果和存在的问题。提出未来针对热喷涂高温自润滑涂层的制备应利用先进的喷涂设备,选用物相组分相近的喷涂粉末,并结合组分设计调控,以涂层具有良好的涂基力学性能、耐腐蚀性能、抗高温氧化性能为前提,使涂层在高温环境下可借助摩擦物理或摩擦化学过程,来赋予其良好的高温自润滑性能,重点研究涂层的组分构效关系和综合应用性能。运用材料氧化热力学-动力学理论,从涂层"高温力学-高温摩擦学-耐高温稳定性"三方面来考核材料的综合使役性能,并探讨其高温润滑摩擦机理。