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.     

等离子喷涂超导涂层的组织结构

Y-Ba-Cu系氧化物在液氮温区的高温超导电性被发现以来,其潜在应用价值引起了人们的极大兴趣。由于陶瓷材料所特有的高脆性使其加工性能极差,有效的成材途径成为这种氧化物超导陶瓷的实用化进程中主要研究方向之一。我们曾报道了用等离子喷涂工艺制备成YBa_2Cu_3O_(7-x)超导涂层的结果,运用此方法可以方便、灵活、有效地在多种基材上复合超导材料,得到超导电气元件。Neiser等及Cuomo等的结果也证实了     

等离子喷涂FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层制备及性能研究

目的 提高风机等机械设备关键部件的耐磨损性能,延长设备的使用寿命。方法 以304不锈钢为基体,利用等离子喷涂技术,制备FeCrBC涂层和FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层。采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计,分别对涂层的微观组织、物相、显微硬度进行表征。利用摩擦磨损试验机,对FeCrBC涂层和FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理。结果 FeCrBC涂层和FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层表面均由致密光滑区域和较为疏松的半熔融颗粒等组成,涂层与基体结合得较为紧密,界面处无明显裂纹,结合强度较高,2种涂层的结合强度分别为69.5、69.1 MPa。FeCrBC涂层和FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层的显微硬度相当,分别为823.3HV0.1、810.8HV0.1。FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层的磨损体积为0.11 mm³,与FeCrBC涂层相比,复合涂层的磨损率减小了38.1%,具有良好的耐磨损性能。FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损。结论 复合涂层中TiB2与FeCrBC相和NiAl相的润湿性良好,结合紧密。FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层因其存在均匀分布的TiB2、(Fe, Cr)2(B, C)、(Fe, Cr)3(B, C)等硬质相,显著提高了涂层的耐磨性能。FeCrBC-NiAl-TiB2复合涂层可以有效提高基体的耐磨损性能,具有良好的应用前景。     

铸铁表面等离子喷涂Mo涂层工艺研究

采用不同参数等离子喷涂方法在铸铁表面制备了钼涂层,利用SEM和EDS研究了涂层组织与断口形貌,并检测了涂层的显微硬度。结果表明,喷涂最佳工艺参数为主气流量72 L/min,喷涂距离107 mm,送粉速率14 g/min,功率18 kW。涂层与基体以机械结合为主,Mo涂层的硬度明显高于基体的硬度,涂层显微硬度分散性和不均匀性较大,这是由于涂层组织结构的非均匀性和涂层中的缺陷造成的。     

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层微观结构研究

采用等离子喷涂方法２１Ｃｒ－６Ｎｉ－９Ｍｎ奥氏体不锈钢表面喷涂不同成分的氧化铝陶瓷涂层,并对其微观结构进行了分析。结果表明,等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层与基体为机械结合,涂层中存在大量气孔且元素分布不均匀,其主要相为γ－Ａｌ２Ｏ３。     

等离子喷涂氧化钇涂层的组织结构

利用大气等离子喷涂技术在铝基体上制备了氧化钇涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和金相显微镜对涂层的组织结构进行分析.结果表明:利用等离子喷涂制备的氧化钇涂层没有裂纹,比较致密,其孔隙率为5.58%;涂层由立方相和单斜相组成,喷涂粉末的相结构影响涂层的物相,粉末中的单斜相促进等离子喷涂过程中立方→单斜相变过程.     

等离子喷涂涂层材料

本文介绍中国科学院上海硅酸盐研究所在研制，开发、应用等离子喷涂涂层材料方面所取得的一些进展，主要有(1)涂层的物理，力学，热学性能和微观结构；(2)涂层性能与其微观结构间关系；(3)涂层的摩擦．磨损行为和机理，(4)涂层的生物相容性，(5)涂层在工业上的应用。     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层微观结构及抗氧化性能

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,利用OM、SEM和EDS研究了涂层的微观结构和涂层中各元素的分布,用XRD对涂层物相进行分析,测定了涂层的显微硬度和断裂韧性,并比较了涂层和合金的抗高温氧化性能.结果表明,涂层中Al、Cr、Co和Ni元素分布均匀,主要由γ-Ni、β-NiAl、γ'-Ni3Al和少量CrCoTa相组成,涂层/合金界面处形成Al、Cr、Co和Ni元素浓度台阶.涂层的显微硬度和断裂韧性分别为350.8 HV0.3和2.73 MPa·m1/2.涂层比镍基单晶高温合金的高温抗氧化性能好.     

等离子喷涂制备典型涂层研究进展

从航空航天到交通运输、电子设备和医疗器械等,大大小小的行业中均可见到涂层的应用,涉及到这些领域的涂层种类主要有耐磨、耐蚀涂层、热障涂层、压电陶瓷涂层和生物陶瓷涂层等。等离子喷涂技术具有喷涂材料范围广、工艺简单等优点,是制备上述典型涂层的常用工艺方法。虽然同种工艺可制备出不同种类涂层,但由于所选的喷涂材料、喷涂参数不同,所获得的涂层性能和涂层结构之间也存在着一定差异,须对等离子喷涂各类涂层的研究进行分析与总结。基于此,文中简要介绍了国内外等离子喷涂涂层的应用现状,之后从不同种类涂层功能需求和技术特点出发,分析喷涂工艺对涂层结构和性能的影响。最后对提升涂层性能的工艺方法进行总结,并对今后等离子喷涂涂层技术的发展趋势进行了展望。     

超音速等离子喷涂制备WC-12Co涂层的性能特点

超音速等离子喷涂由于喷射粒子的飞行速度(400～500m/s)相对于普通等离子喷涂(＜200m/s)有了大幅提高,所制备的WC-12Co涂层具有更高的显微硬度和结合强度.用SEM和XRD分析了两种不同等离子喷涂工艺获得的涂层的相结构和显微组织,结果表明超音速等离子喷涂WC-12Co涂层综合性能要优于普通等离子喷涂.     

Thermal Performance and Microstructure of Vacuum Plasma Sprayed Tungsten Coatings under Cyclic Heat Load

采用真空等离子喷涂技术在铜基体表面制备了钨涂层,分别通过NiCrAl和W75Cu25涂层作为中间层。5 MW/m2, 2 s的高热负荷电子束实验表明NiCrAl中间层提高了涂层的热导率并降低了热应力和残余应力值。W75Cu25涂层作为中间层则表现出较差的热疲劳性能。高热负荷电子束真空等离子喷涂钨涂层表现出侵蚀和微裂纹。因热应力导致涂层发生塑性变形,在高温情况下裂纹起源于熔融的钨颗粒,但是,裂纹被钨涂层塑性变形和孔洞所抑制     

等离子喷涂氧化铝碳纤维复合涂层的结构及耐磨性能

采用机械球磨方法制备了短线碳纤维,并与氧化铝粉末充分混合,利用等离子喷涂工艺制备了碳纤维质量分数为4%的复合涂层。利用场发射扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射、拉伸试验、摩擦磨损试验等对复合涂层的结构和性能进行了表征和测试分析。结果表明,碳纤维在等离子喷涂过程中较好地保持了原有结构和形貌,主要存在于氧化铝扁平粒子界面,碳纤维的加入使氧化铝涂层与基体之间的结合强度增加了38%,复合涂层耐磨性能比纯氧化铝涂层提高了64%,摩擦因数降低了50%。涂层耐磨性能的改善主要归功于参与磨损的碳纤维本身优异的润滑性能及其对氧化铝扁平粒子界面的结合作用,该复合涂层在低载荷摩擦磨损环境中具有潜在的应用价值。     

Microstructure and Wear Performance of Arc Sprayed Fe-FeB-WC Coatings

Two Fe-FeB-WC coatings were deposited on the Q235 steel substrate by arc spraying. The microstructure and the abrasive wear performance of the coatings were characterized by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The wear mechanisms of the coatings were examined. It was found that Fe-Cr alloy and Fe₂B are present in the coating as the main phases. The results showed that adding hard particle powders could obviously increase the hardness and wear resistance of the coatings. The average microhardness of the coatings was about 870 to 920 HV_0.1. The coatings exhibited excellent abrasive wear resistance, being 3.3 to 4.8 times higher than that of arc sprayed 3Cr13 coating.     

Substrate Effect on Microstructure and Performance of LTHVOF Sprayed Copper Coatings

The performance of copper coatings fabricated on three substrates by LTHVOF spraying process was researched.XRD shows that substrate material has little effect on phase composition of coatings,and there is no oxide in the three coatings almost.These coatings are dense,and demonstrate little difference on the microstructure of the inner part of the coatings.However,microstructure of bonding area between coating and substrate shows big difference,copper coatings bonds compacter on soft substrate aluminum than hard substrate steel.Bonding strength of coatings sprayed on the soft substrate is higher than that on the hard substrate.Microstructure analysis of fracture surface shows that strong mechanical alloying phenomena when copper particles deposited on aluminum substrate.The average bonding strength of copper coatings on 1Cr18Ni9Ti,45#steel and LY12 is relatively 18.83,17.49 and 32.14 MPa.Substrates have strong effect on microstructure and bonding strength,but little on phase composition...     

等离子喷涂纳米结构YSZ涂层的结构与性能

利用大气等离子喷涂技术在300、400和500 A电流下分别制备具有不同纳米结构及含量的涂层,于1 300℃高温下分别保温20 h与50 h后,采用场发射扫描电镜,X射线衍射技术及努氏压痕法研究涂层中纳米结构的变化。在1 000℃下进行热震性能测试,观察涂层结构对抗热震性能的影响。结果表明,300、400和500A电流下涂层的平均晶粒尺寸分别为62、98和104 nm,而300 A电流下涂层具有非常高的孔隙率,约44.8%±8%。高温加热后纳米结构涂层出现烧结收缩,涂层孔隙率降低,弹性模量增加。涂层初始纳米区域颗粒尺寸越低与完全熔化区域烧结速度差异越大越有利于涂层的抗烧结性。当涂层中含有较多纳米区域时涂层抗热裂纹扩展能力有所提高,但是较高的孔隙率加速了涂层与粘结层界面的失效,此时通过降低粉体熔化程度提高纳米区域含量对热障涂层的寿命有负面作用。     

不同结构等离子喷涂热障涂层的性能研究

通过等离子喷涂,制备了常规层状结构、垂直裂纹结构的氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)和铈酸镧(LCO)热障涂层,分析了涂层的微观形貌及性能。结果表明:对于YSZ涂层,垂直裂纹结构的结合强度是层状结构的1.8倍;LCO涂层的微观结构对喷涂工艺比较敏感,适当降低喷涂功率有助于提高扁平化粒子间的结合,缓解涂层中横向裂纹的产生,促进垂直裂纹形成;与层状结构的LCO/YSZ双层涂层相比,垂直裂纹结构的LCO/YSZ双层涂层的结合强度和抗热震性能未明显提高。     

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。     

等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层组织和冲蚀性能的研究

利用大气等离子喷涂技术(APS)在Q235钢基体上制备微米级Al_2O_3-13%TiO_2涂层,研究不同电流下涂层组织形貌、成分、显微硬度、冲蚀性能。研究表明,电流在400A时涂层组织形貌较好,无明显裂纹,显微硬度达1 376 HV。电流增加或者减小都会降低涂层的显微硬度,且电流过高涂层裂纹增多。涂层以30°冲蚀角时主要表现为切削磨损,增加冲蚀角度冲蚀磨损会增大,脆性断裂现象会更明显。冲蚀角度为90°时冲蚀量最大,主要表现为脆性断裂。     

等离子喷涂WC-Co涂层的微观组织及硬度

以普通低碳钢Q235A为基体，钴基碳化钨陶瓷粉末WC-12Co为热喷涂材料，采用低功率（5．2kW～9．1kW）内送粉等离子喷涂方法，在保持等离子弧电流恒定的情况下，通过改变弧电压来制备不同功率下的WC-Co陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪对涂层的显微组织和相结构进行观察与分析，并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV，研究喷涂条件对形成的WC-Co陶瓷涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律。结果表明：原始喷涂粉末的XRD图谱中仅能观察到主相WC和极少量的金属Co，而低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层中则除了WC相以外，还含有W2C，Co3W3C，Co3W9C4等其它相，并且随着等离子喷涂功率的增加，WC衍射峰强度降低，而包括W2C在内的其它相衍射峰强度升高。等离子喷涂WC-Co涂层微观组织为大量硬质相（WC，W2C，CO3W3C或Co3w9C4）颗粒弥散分布于较软的富Co粘结剂之中。保持等离子弧电流130A不变，涂层显微硬度随弧电压升高呈现先下降后上升的变化规律，并且电压70v时涂层具有最高的显微硬度。