热喷涂用丝材及其喷涂工艺的研究进展

热喷涂技术是通过喷涂粉末或丝材状态的原材料在基体表面得到具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能的涂层，从而达到对基体的保护作用。热喷涂粉末材料范围广泛，包括金属、非金属和陶瓷等，但是其生产成本高，利用率低，而且涂层沉积速率慢，喷涂设备复杂。相比之下，丝材展现出了很大的优势，一方面丝材生产成本低，材料利用率高，涂层沉积速率快；另一方面，粉芯丝材的出现解决了陶瓷材料难以制成丝状以及实心丝材成分难以调控的问题，极大地促进了丝材喷涂工艺的发展。目前，丝材喷涂工艺主要有电弧喷涂、丝材火焰喷涂以及等离子转移弧喷涂，其中电弧喷涂和火焰喷涂工艺成熟，在喷涂粉芯丝材和实心丝材方面得到了广泛的应用，但是制备的涂层氧化严重，孔隙率高；等离子转移弧喷涂作为新的丝材喷涂工艺，制备的涂层氧化程度小，孔隙率低，涂层质量好。通过研究喷涂过程中丝材熔融机理和熔滴特性来改进喷涂工艺和设计新型喷涂技术成为提高涂层质量两种主要途径。本文综述了近年来热喷涂所用丝材的研究进展，以及涂层的耐腐蚀、耐高温和耐磨损性能；介绍了丝材火焰喷涂、电弧喷涂和等离子转移弧喷涂的优缺点；对喷涂过程中实心丝材和粉芯丝材的熔化和雾化行为以及粒子的形成进行了...     

防钛火金属/陶瓷阻隔层设计与制备方法

金属/陶瓷阻隔层不仅可用于防钛火可磨耗封严涂层起阻燃作用,还可用于航空发动机热部件的热障涂层.以航空发动机压气机防钛火涂层的应用为主要背景,对金属/陶瓷阻隔层体系结构设计、涂层材料以及制备方法进行了系统的阐述.在涂层材料层面,分别介绍了陶瓷层与金属粘结层的材料成分设计、性能特点及其合成方法.在涂层制备技术层面,主要阐述了等离子喷涂(PS)、电子束物理气相沉积(EB-PVD)以及新型的等离子物理气相沉积(PS-PVD)3种方法.最后,面向防钛火涂层的发展需求,提出了金属/陶瓷阻隔层未来在材料升级、工艺优化、性能表征以及涂层技术理论体系等方面的发展方向.     

医用钛合金表面改性的研究进展

从金属植入体与生物环境的界面反应,以及钛植入体表面现阶段存在的主要问题出发,叙述了近年来钛表面生物活性、生物相容性、血液相容性、抗菌性涂层的制备、结构及性能,重点总结了应用等离子体喷涂技术制备羟基磷灰石涂层、硅酸盐陶瓷涂层、纳米ZrO2涂层、纳米TiO2涂层,以及采用等离子体浸没离子注入/沉积技术对钛合金表面进行离子注入和薄膜沉积的研究结果.最后,基于钛硬组织植入体表面需求,指出钛硬组织植入体表面改性设计与制备应注重改性层的综合生物学性能及力学安全性.     

等离子合成与雾化制粉技术及其应用

等离子体做为一种极端参数技术在粉体材料的球化处理与合成制备方面的研究和应用日益引起人们的关注。本文概述了等离子技术的主要特点及应用领域,综述了国内外有关射频等离子体对不同金属粉末、陶瓷粉末的球化处理及纳米粉末的合成方面的研究成果;介绍了北京科技大学在射频等离子体粉体处理系统开发、制备球形钨粉和钛粉方面的研究成果,在此基础上对等离子体粉体球化处理技术的应用前景进行了展望。     

环氧底漆表面合成超疏水涂层减阻性能研究

采用大气压冷弧等离子体射流在防腐涂料表面制备了超疏水涂层。利用接触角仪对涂层的疏水性能进行了检测,并利用扫描电镜、能量色散谱对涂层表面形貌和化学成分进行了表征,采用差压流阻测试仪研究了等离子处理前后试样表面的减阻效果。结果表明,经等离子体射流处理后的涂层表面水接触角大于160°,滚动角小于5°,且该超疏水涂层在大气中具有良好的稳定性。流阻测试实验证明等离子射流处理后的试样表面减阻率最大可达16.5%。涂层具有微米和纳米凸起的二元复合结构,大幅度降低了涂层的表面能,二元结构中形成的空气层,将固体与液体之间的摩擦转化为气体与液体之间的摩擦,有效降低了水在超疏水涂层表面的运动阻力。     

碳纤维表面处理对铝电解用硼化钛阴极涂层性能的影响

硼化钛阴极涂层是铝电解用可润湿性阴极材料中的一种，具有优良的抗钠渗透性和对铝液润湿性，可以有效地延长铝电解槽寿命。碳纤维是硼化钛涂层材料的增强剂之一．对硼化钛阴极涂层的性能影响很大。本文研究了不同工艺的液相碳纤维表面氧化处理法对硼化钛阴极涂层抗拉强度和粘接强度的影响。采用PTIR检测碳纤维处理后表面含氧基团的变化，寻找影响硼化钛阴极涂层性能的原因，从而达到最有效地提高TiB2阴极涂层抗拉强度和粘接强度的目的。结果表明，采用工艺(1)(10％HNO3，80℃、恒温5min．超声波、5min)对碳纤维进行表面处理最合理，处理后碳纤维表面含氧基团的含量最高．用其制备硼化钛阴极涂层的抗拉强度、粘接强度最大。     

等离子体增强的电化学表面陶瓷化工艺技术（PECC技术）EI

本文介绍一种全新的铝、钛、铌、锆、钽等阀金属和半导体硅、镓、锗等表面处理技术，通过在电解质中等离子体弧光放电增强的电化学反应和热化学反应，在工件表面得到一特性优异的陶瓷膜层。其工艺较传统的阳极氧化工艺简单，处理时间短，膜层性能优异，花色品种多，镀液的污染极小，易于形成自动化生产。本文还介绍了等离子放电的一些理论问题。     

NiTi合金表面液相阴极等离子体沉积氧化铝陶瓷涂层的研究

在NiTi合金表面通过液相阴极等离子体技术制备了氧化铝(Al2O3)陶瓷涂层。采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的相组成以及表面形貌进行了表征和分析,证实在材料表面形成了由α-Al2O3和γ-Al2O3组成的涂层,发现涂层具有粗糙多孔结构。在模拟体液中对NiTi合金的Ni离子释放情况进行了检测,发现液相阴极等离子体改性后显著降低了Ni离子的释放。为NiTi合金植入体的表面改性提供了一条新途径。     

低压等离子喷涂技术及研究现状

低压等离子喷涂作为一种热喷涂技术,相比于传统的大气等离子喷涂技术以及气相物理沉积,可制备更加纯净、更为致密、结合强度更高的涂层。主要介绍了低压等离子喷涂的原理、分类及特征,回顾了低压等离子喷涂的产生及发展历程,并与等离子喷涂、超低压等离子喷涂和等离子喷射沉积相比较,分析了其在涂层制备上的独特优势。进一步叙述了低压等离子喷涂技术在制备热障涂层、燃料电池、太阳能、半导体等领域的国内外研究及应用情况,并对其发展进行了展望,指出低压等离子喷涂技术未来的重点发展方向在于对等离子喷涂焰流与材料基板作用机理进行深入研究,以及与其他前沿技术进行复合。     

医用镍钛合金表面涂覆技术研究概述

镍钛(NiTi)合金因其优异的形状记忆和超弹性性能,良好的耐腐蚀性和生物相容性,在生物医学领域得到了广泛应用。为了避免直接使用可能出现的生物不相容和细胞毒性,采用表面涂覆技术在合金表面涂覆纳米到微米量级厚度的功能薄膜,使其具有比基体更优良的生物相容性、抗腐蚀性和耐磨性等特殊功能。表面涂覆技术与其它表面改性技术相比,具有约束条件少、技术类型广、材料选择空间大等优势,目前应用最为广泛。对电化学沉积、等离子喷涂、磁控溅射、溶胶凝胶法、浸涂技术制备的涂层微观结构、力学性能和耐腐蚀等性能进行综述,并分析各技术的优缺点。随着涂覆技术的发展及制备涂层性能的进一步提高,NiTi合金在牙齿矫正丝、人工关节骨茎、血管成形环等多种医疗领域中的应用将更加广泛和深入。     

等离子表面冶金技术的现状与发展

双层辉光离子渗金属技术已成功地在普通碳钢表面形成高速钢、其中包括时效硬化高速钢、不锈钢以及镍基合金等；该技术已成功地应用于手用锯条和机用锯条，使其齿部形成高速钢，锯条不仅具有高速钢的切削性能，而且柔韧不断;钛合金表面经离子渗钼等工处理后，Ti6Al4V的耐磨性得到大幅度提高;经离子渗铌等工艺处理后，TiAl金属间化合物的抗高温氧化性能明显改善。在双层辉光离子渗金属技术的基础上，又发展了加弧辉光离子渗金属，双辉钎焊技术，双阴极辉光放电超硬薄膜合成技术，以及陶瓷表面金属化和异性材料焊接技术等。     

双辉等离子表面冶金技术的新进展

总结了近年来双层辉光离子渗金属技术的发展，介绍了以双辉工艺在钛及钛合金表面形成阻燃合金，采用无氢渗碳在钛及钛合金表面形成高硬抗磨层，在纯铁、碳钢等基材表面形成时效硬化高速钢，在纯铜表面形成Ti-Cu耐磨合金等表面冶金新技术。     

超重力在冶金和金属材料领域的研究进展及展望

超重力作为一种外场强化新技术,基于其优越的传质和相际分离特性,引起了广泛的关注。本文着重介绍了我国超重力技术在金属熔体提纯、冶金固废中有价物质的富集提取分离、金属材料凝固组织细化、非金属夹杂物的去除以及矿石气基还原等冶金和金属材料领域的研究进展和成果,提出了其应用过程中存在的科学问题,并展望了超重力技术的发展前景。虽然,目前还以实验室研究阶段为主,并未实现普适化。但作为一种外场强化新技术,其在冶金和金属材料凝固控制等相关研究体系中已突显出强大的熔体提纯、有价组分富集提取、组织细化、夹杂物去除等作用效果,这为进一步拓展超重力技术在冶金和金属材料领域的研究和开发应用提供了参考价值。超重力有望凭借自身的优点成为冶金和金属材料领域生产过程中一种新的外场技术。随着超重力设备的发展及相关科学问题的研究探索,相信在不久的将来,超重力技术必会在冶金和金属材料研究领域得到广阔的应用前景。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天飞行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形/扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

钛合金超声振动塑性成形技术研究现状

钛合金具有密度低、强度高、抗蚀性好等优点,但其冷加工困难,而超声振动塑性成形技术能够降低成形力,减少摩擦,提高零件表面质量,改善材料的成形性能。简述了超声振动塑性成形的技术原理、成形机理及其应用;介绍了钛合金的塑性成形特点与钛合金超声振动塑性成形的研究现状;总结了目前钛合金超声成形技术中存在的问题。现有研究表明,钛合金超声塑性成形技术具有很广阔的应用前景,是钛合金塑性成形技术中极具先进性与挑战性的研究重点。     

载流摩擦用铜碳粉末冶金材料概述

铜碳载流摩擦材料运用广泛,随着科技的发展,对其要求越来越高。铜碳载流摩擦材料常用的成形工艺是粉末冶金工艺。铜碳粉末冶金载流摩擦材料是载流摩擦材料的重要研究领域。综述了铜碳粉末冶金载流摩擦材料的成分设计、碳增强体的表面处理及粉末冶金工艺的研究情况。并指出了铜碳载流摩擦材料的发展方向。     

Multiobjective optimization and analysis of copper–titanium diboride electrode in EDM of monel 400™ alloy

Electrical discharge machining (EDM) is one of the most accepted machining processes in the precision manufacturing industry. In EDM process, finding an alternative tool material is the demand in modern manufacturing industry. Therefore, an attempt had been made to fabricate copper–titanium diboride powder metallurgy electrode to test in EDM on monel 400? material. The experiments are planned using center composite second-order rotatable design and the model is developed by response surface methodology. The machining characteristics have analyzed using the developed model. In this study, four input parameters such as titanium diboride percentage, pulse current, pulse on time, and flushing pressure are selected to evaluate the material removal rate (MRR) and tool wear rate (TWR). The adequacy of the developed regression model has tested through analysis of variance test. The desirability-based multiobjective optimization is used to find the optimal process parameter which has given maximum MRR and minimum TWR. The optimum process parameters obtained were titanium diboride of 16%, pulse current of 6 A, flushing pressure of 1 Mpa, and pulse on time of 35?µs. The validity of the response surface model is further verified by conducting confirmation experiments.     

Integration of polymer electrolytes in dye sensitized solar cells by initiated chemical vapor deposition

The mesoporous titanium dioxide electrode of dye sensitized solar cells (DSSC) has been successfully filled with polymer electrolyte to replace the conventional liquid electrolyte. Polymer electrolyte was directly synthesized and deposited using the initiated chemical vapor deposition (iCVD) process, and an iodide-triiodide redox couple in different redox solvents was then incorporated into the polymer. We have investigated different candidate polymer electrolytes, including poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA). The open circuit voltage of cells fabricated with iCVD PHEMA was found to be higher when compared with a liquid electrolyte that is attributed to a lower rate of electron recombination.     

Recent development of plasma pollution control technology: a critical review

Gaseous pollution control, solid and liquid waste treatments have been commercialized based on incineration, catalysis, adsorption, disposal with landfill, etc. More recently technology based on plasmas has become significant due to the advantages such as lower costs, higher treatment and energy efficiencies, smaller space volume, etc. In order to commercialize this new technology, the treatment rate, energy efficiency of treatment, pressure drop of reactor, reusable by-products production rate, must be improved, based on the identifications of major fundamental mechanism of processes, optimizations of reactor, and power supply for an integrated system. In this work, recent development of plasma pollution control technology was critically reviewed and the principle of processes and reactor technologies were outlined. Special attention will be focused on material processing generated pollutants.     

Recent development of plasma pollution control technology: a critical review

Gaseous pollution control, solid and liquid waste treatments have been commercialized based on incineration, catalysis,adsorption, disposal with landfill, etc. More recently technology based on plasmas has become significant due to the advantages such as lower costs, higher treatment and energy efficiencies, smaller space volume, etc. In order to commercializethis new technology, the treatment rate, energy efficiency of treatment, pressure drop of reactor, reusable by-products production rate, must be improved, based on the identifications of major fundamental mechanism of processes, optimizations ofreactor, and power supply for an integrated system. In this work, recent development of plasma pollution control technology was critically reviewed and the principle of processes and reactor technologies were outlined. Special attention will befocused on material processing generated pollutants.