镍基金刚石复合涂层的冷喷涂制备

通过机械合金化法制备了金刚石/NiCrAl复合粉末,探讨了金刚石含量对粉末的组织结构、粒度分布的影响.采用冷喷涂沉积法制备金刚石增强金属陶瓷涂层,探讨了粉末结构、金刚石含量对涂层的成分及组织结构的影响.实验结果表明,在机械合金化过程中,金刚石和NiCrAl并没有发生反应生成新相,硬质相较均匀地分布在复合粉末中.分析冷喷涂制备的复合涂层的组织结构发现,喷涂过程中粉末的成分及组织结构完全保留到了涂层中.     

镍基金刚石复合涂层的冷喷涂制备

通过机械合金化法制备了金刚石/NiCrAl复合粉末,探讨了金刚石含量对粉末的组织结构、粒度分布的影响.采用冷喷涂沉积法制备金刚石增强金属陶瓷涂层,探讨了粉末结构、金刚石含量对涂层的成分及组织结构的影响.实验结果表明,在机械合金化过程中,金刚石和NiCrAl并没有发生反应生成新相,硬质相较均匀地分布在复合粉末中.分析冷喷涂制备的复合涂层的组织结构发现,喷涂过程中粉末的成分及组织结构完全保留到了涂层中.     

激光织构对Fe基非晶合金涂层润湿性的影响研究

为提高页岩油气钻进过程中钻头表面的耐磨性能及防泥包性能,采用冷喷涂(CS)和超音速火焰喷涂(HVAF)技术在35CrMo钢基体上制备了Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂非晶合金涂层,并利用紫外激光制备了涂层的疏水表面,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的微观结构和力学性能,利用接触角测量仪表征涂层的润湿性,并分析其润湿机理。结果表明:利用CS技术制备的Fe基非晶合金涂层结构更加致密,非晶质量分数达到90%,且具有更好的热稳定性。激光过程中的熔融物快速冷却在涂层表面形成纳米尺寸级别的凝结物以及团聚物形成微纳复合结构,在激光扫描次数为7次时,CS涂层表面水接触角最高,具有良好的疏水性。     

基于激光辅助冷喷涂的立柱耐蚀涂层研究

针对综采工作面液压立柱在恶劣的矿井环境中易腐蚀失效问题,提出采用激光辅助冷喷涂的工艺方法制备液压立柱耐腐蚀涂层。运用LS-DYNA动力学分析软件,建立激光辅助冷喷涂工艺制备耐腐蚀涂层的二维模型。对Ni60金属颗粒在27SiMn钢基体上形成涂层的过程进行数值模拟,分析碰撞速度、沉积区域温度对颗粒及基体变形行为的影响,验证此种工艺方法在液压立柱表面的应用可行性。仿真结果表明,常温下颗粒沉积速度为800 m/s和基体沉积区域温度为850～1 000℃、颗粒沉积速度为600 m/s时,Ni60金属颗粒都能够较好地沉积到27SiMn钢的基体上。     

Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层的组织与性能

本文采用真空电弧熔炼技术与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层,采用XRD、SEM、显微硬度计、磨料磨损试验机对高熵合金及涂层的相结构、微观组织以及耐磨损等性能进行测试分析。研究结果表明:真空电弧熔炼技术制备的Fe0.5CrMnAlCu高熵合金的相结构为FCC和BCC相固溶体结构,其组织形貌主要由枝晶和枝晶间组织构成,冷喷涂辅助感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层的相结构为单一的BCC 结构,其组织形貌由枝晶和枝晶间组织构成。由于感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层较电弧熔炼制备的高熵合金有更大的晶粒尺寸,同时涂层的原子尺寸差δ大于合金的原子尺寸差,这导致感应重熔合成Fe0.5CrMnAlCu高熵合金涂层的硬度是真空电弧熔炼高熵合金的1.37倍,其磨损率比真空电弧熔炼制备的高熵合金磨损率降低18%。真空电弧熔炼与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe0.5CrMnAlCu高熵合金及涂层的磨损机制主要是粘着磨损、磨粒磨损。     

冷喷涂/选区激光熔化复合增材制造成形纯铜显微结构与力学性能的研究

基于冷喷涂和选区激光熔化复合增材制造技术,以经热处理的冷喷涂沉积纯铜为基体进行选区激光熔化成形,成功制备出具有多重组织结构和优异结合强度的纯铜试样,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验等分析测试方法,系统研究了热处理对其显微结构和力学性能的影响．研究结果表明：以原始态冷喷涂沉积纯铜为基体进行选区激光熔化成形时,试样上下两部分分别由均匀排列的鱼鳞状熔道和扁平化沉积粒子堆积搭接而成,两者界面由于冷喷涂沉积粒子之间的机械结合和局部冶金结合而表现出较低的结合强度;冷喷涂沉积纯铜经热处理之后,其晶粒发生再结晶和长大而形成大量等轴晶和孪晶,有效地愈合了沉积粒子之间的界面;与此同时,由于选区激光熔化成形过程中的定向散热和凝固特性,成形纯铜试样内部晶粒呈柱状生长,部分柱状晶穿过熔池边界并在界面处与冷喷涂沉积纯铜冶金结合,从而使得试样结合强度显著提高,其值高达62 MPa,较冷喷涂沉积纯铜提高了38%．表明,基于冷喷涂和选区激光熔化复合增材制造技术的可行性,为快速实现大尺寸、复杂结构、高精度金属构件指明了新的方向．      

镍夹层添加对激光熔丝增材制造钛/钢金属复合材料界面组织与性能影响研究

针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物,恶化界面性能的问题。本文选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明：添加Ni夹层的钛/钢复合材料的界面主要由Fe/Ni界面和Ti/Ni界面组成。其中,对于Fe/Ni界面Fe和Ni形成了无限固溶体,且未发现明显的裂纹和气孔等缺陷,实现了良好的冶金结合;在Ti/Ni界面中含有TiFe、TiNi₃、TiNi、Ti₂Ni等多种脆性金属间化合物,界面最大硬度达到670.1 Hv。界面结合强度的微区拉伸试验显示,其结合强度为30.5 MPa,断裂于Ti/Ni界面位置,呈脆性断裂特征。     

激光增材制造纳米颗粒增强铝合金复合材料组织及性能的研究

目的 提高激光增材制造铝合金复合材料成型机制及力学性能。方法 采用1070nm,200W光纤激光器进行激光沉积试验,首先在没有添加纳米颗粒的AlSi12粉末样品上进行实验,采用相同的参数对AlSi12-TiC（5vol.%TiC）和AlSi12-TiC（25vol.%TiC）纳米铝合金复合材料进行激光沉积。 最后通过形貌和微观结构表征研究纳米颗粒对金属合金性能的影响。结果 AlSi12-TiC（25vol.%TiC）粉末的反射率达到 15.17±1.88%,反射率显著降低;在纳米颗粒的帮助下,平均硬度为578±42.5HV,有显著增高;样品的杨氏模量为187.73±28 GPA,与ANNNC（35 vol.%TiC）相当。     

金属基体表面超疏水涂层材料的制备及应用 研究进展

金属材料因具有优异的综合力学性能,广泛应用于国防军工、工业装备制造等领域中。由于应用环境复杂多变,金属基体材料很容易受到外界环境的影响而发生表面腐蚀和结冰等问题,从而导致关键装备的功能显著下降甚至失效。为解决上述问题,国内外科研人员研发了在金属基体表面沉积超疏水涂层。由于超疏水涂层材料表面通常具有水接触角超过150°和滚动角低于10°的特殊润湿表面特性,要达到超疏水性能,一般需要具备微纳米粗糙结构和低表面能物质修饰两个条件。首先,介绍了制备超疏水涂层材料的常用方法,包括喷涂法、刻蚀法、模板法、沉积法等,并对主要优缺点进行了探讨。然后,在不同制备方法的基础上,进一步探讨了超疏水涂层在防结冰、防腐蚀、减阻、自清洁等领域中有效应用。最后,总结了近年来超疏水涂层材料技术的研究进展,并对未来超疏水涂层材料的研发方向进行了展望。这些研究成果为金属材料在复杂多变的应用环境中提供了更可靠的保护措施,有望提升关键装备的性能和寿命。     

浅谈电弧喷涂防腐技术在钢结构上的应用

钢结构件具有力学性能好、承载性能强、易于制造、施工安装方便、密封性能好等优点,用途广泛,承受较大应力的钢结构,极易产生应力腐蚀,危及设备运行安全.长效防腐技术可让钢结构得到有效防护,防护寿命可达30 a以上,在防护期内钢结构基本可保持原有的机械强度,提高钢结构的安全性与服役年限,从而节省大量的维修费用,提高企业经济效益.电弧喷涂长效复合防腐技术具有涂层均匀、结合强度高等优点,可制备多种耐蚀涂层,适用于不同的腐蚀环境.电弧喷涂长效复合防腐技术已广泛应用于钢结构防腐,取得了良好效果.     

细长管内壁涂层技术进展及应用现状

内壁涂层技术是一种可以降低管内内容物对管壁损伤的有效方法,能有效的提升细管零件的使用寿命和服役安全性.近年来,在细长管内壁涂层制备技术也受到越来越多的关注,并在制备技术和应用方面均取得了重要的进展.系统介绍了目前国内外应用于内壁涂层制备技术的发展历史及其分类,重点对热浸镀、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积技术在细管内壁涂层制备的成膜机理进行了详细的论述.基于细管内壁涂层技术的发展和应用状况,从理论研究、使用环境、技术工程化应用等方面,总结了现有研究和应用中的成果及存在的问题.重点从涂层材料体系、基体特性、厚度均匀性控制以及界面结合特征几个方面分别对上述技术的潜在应用前景进行了分析和展望.     

铝合金机匣抗微动磨损涂层材料及其制备工艺研究进展

微动磨损在航天航空领域的关键零部件中普遍存在,铝合金机匣作为航空发动机重要组成零件,因工作环境恶劣,易引起微动磨损,影响发动机正常工作,所以提高其抗微动磨损性能成为研究的重点.抗微动磨损材料主要分为软质材料和硬质材料,根据不同的工况条件选用合适的材料对防护微动磨损极为重要.表面涂覆技术是抗微动磨损的主要防护措施之一,常采用热喷涂、气相沉积和电镀等制备工艺在基体表面制备防护涂层,其制备效率高、涂覆层致密性高、与基体结合力强,在工程领域得到广泛的应用.全文针对抗微动磨损涂层材料及表面涂敷技术进行了阐述,并对抗微动磨损涂层的研究进行了展望.     

An overview on novel thermal barrier coatings

Thermal barrier coatings (TBCs) offer the potential to significantly improve efficiencies of aero engines as well as stationary gas turbines for power generation. On internally cooled turbine parts, temperature gradients of the order of 100-150℃ can be achieved. TBCs, typically consisting of an yttrium stabilized zirconia top coat and a metallic bond coat deposited onto a superalloy substrate, are mainly used to extend lifetime. Further efficiency improvements require TBCs being an integral part of the component which requires reliable and predictable TBC performance. TBCs produced by electron beam physical vapor deposition (EbPVD) or plasma spray (PS) deposition are favored for high performance applications. The paper highlights critical R&D needs for advanced TBC systems with a special focus on reduced thermal conductivity and life prediction needs. To further enhance the efficiency of gas turbines, higher temperature and a longer lifetime of the coating are needed for the next generation of TBCs. This paper presents the development of new materials, new deposition technologies, and new concept for application as novel TBCs. This paper summarizes the basic properties of conventional thermal barrier coatings. Based on our own investigation, we reviewed the progress on materials and technologies of novel thermal barrier coatings. Except yttria stabilized zirconia, other materials such as lanthanum zirconate and rare earth oxides are also promising materials for thermal barrier coatings. Nanostructure thermal barrier coating is presented as a new concept. This paper also summarizes the technologies for depositing the thermal barrier coatings.     

钛与羟基磷灰石复合涂层的制备及其细胞相容性研究

使用等离子喷涂的方法以一定的加工工艺在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备钛与羟基磷灰石复合涂层,使用扫描电镜观察其表面形态及界面形态。将第3代比格犬骨髓间充质干细胞接种于与钛/羟基磷灰石复合涂层试样上,观察细胞形态、细胞黏附情况,采用CCK-8法检测其细胞毒性。结果显示复合涂层较为致密,涂层与基体结合紧密,表面、界面形貌良好。骨髓间充质干细胞形态正常,细胞黏附情况良好,CCK-8细胞毒性实验结果显示毒性分级为1级,无细胞毒性。     

感应重熔合成AlCo_(x)CrFeNiCu高熵合金涂层的组织与耐腐蚀性能北大核心

采用冷喷涂辅助感应重熔合成不同Co含量的AlCo_(x)CrFeNiCu(x=0、0.5、1、1.5、2)高熵合金涂层。通过XRD、SEM、EDS、电化学工作站等设备检测分析了不同Co元素含量AlCo_(x)CrFeNiCu高熵合金涂层的相结构、微观组织、耐腐蚀性能等。结果表明:高熵合金涂层的相结构为FCC+BCC双相混合结构,微观组织形貌为枝晶+枝晶间组织,随着Co含量的增加,AlCo_(x)CrFeNiCu系高熵合金涂层中的枝晶数目增加,并明显粗化。面扫描分析表明显微组织中枝晶内富集Fe、Cr、Co元素,枝晶间富集Cu元素,Al均匀的分布在整个涂层中。在3.5%NaCl腐蚀介质中,AlCo 0.5 CrFeNiCu高熵合金涂层更耐腐蚀,比其他比例Co含量涂层有较正的自腐蚀电位(E_(corr)=-0.37 V)和较小的自腐蚀电流密度(I_(corr)=4.9×10^(-6)A/cm^(2))。     

新型薄喷技术在切顶留巷中的应用

为解决象山矿切顶留巷尾巷瓦斯超限问题,采用新型薄喷材料喷涂在采空区侧巷帮进行封闭,研究提出新型薄喷材料技术方案及施工工艺,在巷帮形成了一层3~8 mm厚的封闭涂层,涂层拉伸变形大于30%,尾巷瓦斯浓度降低26.7%,有效防止了瓦斯的逸出。     

Nanostrukturierte Schichten – der Schlüssel zu multifunktionalen Oberflächen

NanoSurfaceEngineering Center Leoben as an international leading research center for nanostructured multifunctional surfaces – Plasma-assisted thin film technology for tailored design of multifunctional coatings with self-adaptive optimisation of oxidation protection and friction reduction and for synthesis of novel metastable coating materials – Laser-assisted thin film technology and hybrid methods for development and deposition of multifunctional coatings onto temperature-sensitive and difficult-to-coat components – Research Studio Austria Surface Engineering for tailored material and process development of multifunctional nanostructured surfaces.     

矿用汽车曲轴的摩擦电喷镀修复

综合利用摩擦电喷镀技术和纳米复合镀层技术修复了矿用汽车曲轴,介绍了修复工艺和流程,并将修复层性能同低温镀铁层进行对比,结果表明修复效果好于低温镀铁修复。