Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2含纳米结构等离子喷涂层的显微硬度及韧性

为了提高传统Al_2O_3+40%TiO_2等离子喷涂层的力学性能,将纳米结构的ZrO_2粉末引入热喷涂层,采用液相喷雾造粒的方法将纳米ZrO_2-准微米级Al_2O_3/TiO_2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体,并用等离子喷涂技术制备出含有纳米结构的陶瓷涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等对涂层的微观结构和性能进行了检测.结果表明,最佳喷涂功率40 kW下制备的纳米陶瓷涂层的显微硬度和韧性比传统涂层有了明显提高.     

YSZ纤维增强等离子喷涂Al2O3/8YSZ涂层耐磨性能研究

将纤维增韧理念应用在等离子喷涂涂层设计中,可提升陶瓷涂层的断裂韧性,解决等离子喷涂陶瓷涂层韧性不足的问题。采用大气等离子喷涂技术制备了添加4%和8%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(YSZ)的YSZ纤维增强Al_2O_3/8YSZ涂层,对纤维增强涂层的断裂韧性及耐磨性能进行了研究。结果表明:等离子喷涂YSZ纤维增强Al_2O_3/8YSZ陶瓷涂层由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和t′相组成;添加YSZ纤维后,涂层的断裂韧性明显改善,添加8%YSZ纤维复合涂层的KIC达2.924 MPa·m~(1/2),涂层的显微硬度变化较小;在相同磨损工况下,相比于未添加纤维的涂层,YSZ纤维增强涂层的耐磨性显著提高,其中,添加8%YSZ纤维后复合涂层的耐磨性是未添加涂层的2.5倍。     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2涂层及其耐磨损性能

采用液相喷雾造粒法将准微米Al_2O_3,TiO_2,纳米ZrO2颗粒团聚成微米粉体,并用等离子喷涂技术制备了含纳米颗粒的Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2陶瓷涂层.在MM200型环块磨损试验机上进行了常温干摩擦试验,比较了含有纳米颗粒的Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2涂层和传统Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的耐磨损性能,并用扫描电镜观察磨损后的磨痕形貌.结果表明,含有纳米颗粒的涂层耐磨损性能明显优于传统的陶瓷涂层.     

316L不锈钢表面等离子喷涂TiO_2-10Al_2O_3热障涂层组织和电热性能分析

为了提高316L不锈钢表面等离子喷涂TiO_2涂层的性能,通过添加Al_2O_3颗粒的方式制备TiO_2-10Al_2O_3复合热障涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重、电热等试验测试分析其性能。研究结果表明:TiO_2-10Al_2O_3涂层产生了六方结构TiO_2相。在涂层表面形成了熔融区与未熔融区两个部分,颗粒在熔融区中呈现充分铺展,形成了紧密结合效果。涂层形成了致密组织,并未产生纵向分布的裂纹,当把Al_2O_3添加到TiO_2中之后,可以使复合涂层达到更加紧密的结合状态。当加入Al_2O_3颗粒后,试样氧化增重速率减小。当温度上升后,涂层发生了电阻率线性增加的变化现象,不同循环周期中的增长斜率基本一致。涂层形成较为完整的结构,并未产生明显裂纹与氧化区,依然保持致密组织结构,具备优异电热稳定性。     

氧化铝-氧化钛纳米粉末的形貌、微结构和晶型转变

用溶胶-凝胶法合成了含氧化钛质量分数为10wt.%、30wt.%和50wt.%的氧化铝-氧化钛纳米复合粉末和单纯氧化铝纳米粉末,用溶胶-凝胶法合成的氢氧化物前驱体在700-1200℃锻烧2h转变为相应的氧化物,用XRD和TEM对氧化铝-氧化钛纳米复合粉末的形貌、微结构和晶相进行表征,结果表明,二氧化钛质量含量每增加约20wt.%,复合氧化物中氧化铝的α相转变温度就降低100℃,随着氧化钛加入量的增加,复合氧化物的晶粒迅速减小。第二相的加入有效地抑制了氧化铝基体晶粒的快速长大。添加质量分数为30wt.%氧化钛且在1000℃下煅烧的样品拥有25-32nm的最小晶粒。     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的结合性能

以FeAl和FeAlNi两种混合粉体作为底层材料,将喷涂法和溶胶-凝胶相结合制备了Fe/Al_2O_3梯度涂层,分析了其与钢基表面的结合性能。结果表明:当烧结温度为1220℃时,两种过渡底层Fe/Al_2O_3陶瓷梯度涂层的界面结合强度分别达到21.2 MPa和25.3 MPa,涂层的物相组成分别为α-Al_2O_3、AlFeO_3、Al_2Fe_2O_6、Al_3Fe_5O_(12)和α-Al_2O_3、AlFeO_3、NiFe_2O_4等。与FeAl相比,以FeAlNi作为过渡底层制备的Fe/Al_2O_3梯度涂层材料结构致密度高、没有明显孔洞与宏观界面,且有树枝状组织生成,有利于涂层结合性能的提高。     

热分解法制备α-Al_2O_3超细粉末

为了探索一种简单易行的制备超细α-Al_2O_3的方法,分别对硝酸铝和硝酸铝与氨水所制Al(OH)_3溶胶进行加热分解,其产物经SEM观察均为0．1～10μm的粉末团聚体,通过X射线衍射测定产物为纯α-Al_2O_3,由Sherrer公式计算知,制备的α=Al_2O_3平均晶粒度分别为45 nm和35nm。通过两种方法的对比可知,直接对硝酸铝进行热分解制备超细α-Al_2O_3,其成本低、产率高、工艺简单易控制。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面Al_2O_3阻氚涂层磁控溅射-微弧氧化法制备技术研究

采用磁控溅射技术在1Cr18Ni8Ti不锈钢表面制备出铝镀层,并对其进行微弧氧化处理,获得了氧化铝阻氚涂层。采用XRD,SEM表征涂层的结构和形貌。结果表明,磁控溅射制备的铝镀层非常致密,微弧氧化得到的氧化铝涂层由外层的疏松层和内层的致密层组成,微弧区瞬间高温烧结作用使微弧氧化膜具有晶态氧化物陶瓷相结构。氧化铝涂层由α-Al_2O_3相和γ-Al_2O_3相组成,冷却速率大,外层形成γ-Al_2O_3相,由于外层γ-Al_2O_3包覆和热扩散阻挡作用,内层的氧化铝冷却速度小,生成稳态相α-Al_2O_3的含量增加,随着涂层厚度增加,α-Al_2O_3相含量提高。     

纳米TiO_2在Al_2O_3涂层中的特征及作用机理

通过扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射仪分析纳米TiO_2在陶瓷材料与NiCoCrAl黏结层激光重熔等离子喷涂结合界面的扩散现象,并对纳米TiO_2在陶瓷涂层中的作用机理进行探讨.结果表明:激光重熔过程中,纳米TiO_2充当了陶瓷材料增韧介质与导热介质的角色,在起到微裂纹增韧陶瓷材料作用的同时,将激光高能束产生的热量均匀传递给周围Al_2O_3,并由于自身的熔化而起到黏结相的作用,使陶瓷涂层更加均匀致密;陶瓷材料中的纳米TiO_2明显向界面结合侧扩散偏聚并发生化学反应,实现陶瓷涂层与黏结层材料的化学结合.     

TC4钛合金人工关节表面等离子喷涂陶瓷涂层的研究

本文研究了TC4钛合金人工骨关节表面上喷涂Al_2O_3陶瓷涂层的工艺和相结构。研究结果表明,喷涂距离～100mm时可以得到最高的颗粒速度和熔化温度。此时涂层的相结构主要是α-Al_2O_3,并有少量γ-Al_2O_3。用此工艺制成的各种类型TC4钛合金人工骨关节已在临床使用。     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜。X射线光电子谱和X射线衍射分析表明，在600℃沉积温度下，Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ－Al2O3薄膜。薄膜的折射率为1．7，与稳定的α－Al2O3体材料相当。     

纳米掺杂Al2O3/ZrO2等离子喷涂涂层组织结构研究

利用大气等离子喷涂技术,在N80钢基体上制备纳米掺杂Al2O3/ZrO2热障涂层。利用XRD、SEM等观察分析了纳米掺杂Al2O3/ZrO2粉末及等离子喷涂涂层组织形貌及结构,结果表明,Al2O3/ZrO2等离子喷涂粉末是由纳米包覆微米级粒子及少量的纳米团聚体球团粒子构成。纳米掺杂等离子喷涂Al2O3/ZrO2涂层的微观组织形貌复杂,存在着纳米柱状晶薄壳内包裹着微米级柱状晶、未熔化的ZrO2陶瓷粒子嵌镶在晶体内部的独特晶内结构。涂层主要由α-Al2O3及亚稳四方相t,-ZrO2相构成。     

Al2O3梯度涂层的制备及性能研究

为了克服无梯度陶瓷涂层中应力集中、易产生裂纹的缺陷,以提高涂层的结合强度,采用等离子喷涂方法制备了NiAl-Al-2O-3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和抗热震性进行了研究.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观的连续性分布特征,NiAl过渡层的引入可有效地改善涂层的质量.本梯度涂层中Al-2O-3含量为80%时,涂层的显微硬度最高(达620 HV).涂层成分的梯度化有利于涂层的结合强度和抗热震性能的提高.     

真空蒸发法制备PbI2多晶薄膜研究

用真空蒸发法在玻璃衬底上制备了PbI2多晶薄膜,对样品的微结构、表面形貌、化学组分及电阻率进行了测试分析.结果表明,样品具有良好的多晶结构,并沿六角密堆积结构的c轴向高度择优取向.室温下样品暗电导率为3.09×10-11(Ω·cm)-1,电导激活能为0.78 eV.     

H2O+ O2气氛下电子束蒸镀制备MgO介质保护膜特性研究

采用电子束蒸镀法在H2O+ O2气氛下制备了MgO介质保护膜,通过扫描电镜、X射线衍射(XRD)等方法分析了MgO薄膜的表面、截面形貌与晶体结构,研究了不同H2O流量下得到的MgO薄膜对等离子屏放电特性的影响。结果表明:MgO薄膜呈柱状结构,随H2O流量增加MgO晶粒尺寸变大、晶界减少;XRD分析结果显示H2O+ O2气氛下,MgO薄膜除(111)晶面择优取向外,还出现了(220)晶面取向;H2O气氛的通入降低了等离子屏的维持电压、改善了放电裕度,同时缩短了寻址放电延迟时间,有利于等离子屏节能降耗和实现快速寻址。     

La2O3在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2微晶玻璃中的作用

在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析，X射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响。氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低，同时避免了高膨胀方石英相的析出。随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用。     

高温等静压烧结Al2O3-ZrO2纳米陶瓷

本工作用化学共沉淀法制备了平均晶粒尺寸约２０ｍｍ的２０ｍｏｌ％Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２复合粉体,不含有Ｙ２Ｏ３作为四方氧化锆的稳定剂,粉体的煅烧温度为７５０℃,ＸＲＤ结果表明,粉体中含１００％立方氧化锆相,未发现有Ａｌ２Ｏ３结晶相存在。该粉体用高温等静压方法,在１０００℃和２００ＭＰａ的条件下烧结１ｈ,得到了平均尺寸为５０ｎｍ的致密陶瓷,样品密度为密度的９８％左右。     

等离子喷涂制备氧化锆陶瓷涂层的显微组织

采用等离子喷涂方法制备了纳米氧化锆热障涂层,并对涂层的显微组织进行了分析。结果表明：涂层由熔化区和部分熔化区组成,涂层中含有较多的孔隙,其形貌主要为长条形和近球形,未发现有贯穿性孔洞,但有细小且无明显方向性的微裂纹;涂层中的纳米氧化锆颗粒熔化长大程度不同,部分颗粒长大成为微米级。     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。