等离子喷涂纳米结构ZrO2陶瓷涂层的工艺研究

研究工艺参数对等离子喷涂纳米结构ZrO2陶瓷涂层微观组织和力学性能的影响,采用三因素三水平正交试验法对喷涂电压、电流和主气流速三个主要参数进行了优化设计.采用定量金相分析法分析了涂层未熔化区域的大小,并测定了涂层的结合强度、裂纹扩展抗力和磨损性能.结果表明,制备纳米结构ZrO2陶瓷涂层的最佳工艺参数为电流540A,电流63V,主气流量45 L/min.     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的冲蚀磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响,并在不同条件下与20号钢进行了对比试验,分析了等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理,提出等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件.     

等离子喷涂纳米陶瓷涂层研究

从纳米喂料的制备、纳米陶瓷涂层的制备及其结构和特性三方面评述了等离子喷涂纳米陶瓷涂层研究的进展,探讨了等离子喷涂纳米陶瓷涂层研究中存在的主要问题,并展望了等离子喷涂纳米陶瓷涂层的发展前景。     

等离子喷涂纳米ZrO_2涂层均匀性及熔炼试验研究

作为石墨坩埚模具熔铸隔离涂层,火焰喷涂CaZrO3涂层在应用上存在缺陷,采用等离子喷涂方法在石墨坩埚模具表面制备均匀纳米ZrO2隔离涂层,涂层抗热震性能良好。熔炼考核后涂层光洁,未受浸蚀,涂层与基体结合良好,无龟裂、剥离。     

等离子喷涂纳米复合陶瓷涂层的研究

借助扫描电镜和能谱分析,观测了等离子喷涂Al2O3-13%TiO2 ZrO2 CeO2纳米复合陶瓷涂层的显微组织和微区成分;通过硬度检测和相分析,研究了250℃和500℃低温退火对涂层硬度、晶粒度、断裂韧性以及相组成的影响.结果表明,纳米涂层呈层状结构,空隙率较低,且具有较高的硬度和结合强度;上述低温退火虽降低了纳米陶瓷涂层的显微硬度,但使其断裂韧性明显提高,而且对涂层的相组成和晶粒度影响不大.     

激光重熔对等离子喷涂热障涂层冲蚀行为影响

研究了等离子喷涂和激光重熔ZrO<,2>-7%Y<,2>O<,3>热障涂层的微观结构,同时考察了两种涂层的抗冲蚀性能,并探讨了其冲蚀破坏机理.试验发现,等离子喷涂热障陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征;经过激光重熔处理后,涂层表面形成了沿热流方向生长的柱状品重熔区;相对于等离子喷涂试样,激光重熔涂层有较好的抗冲蚀性能;不管等...     

CeO2添加剂对等离子喷涂ZrO2涂层抗热震性的影响

采用SEM,EPMA和热震方法,研究了CeO2添加剂对等离子喷涂ZrO2i涂层抗热震性能的影响。结果表明：当CeO2由0增加到9.0%（质量分数,下同）时,涂层的抗热震起裂次数和失效次数分别由32次和46次增加到76次和105次;继续增加CeO2,涂层的抗热震性能急剧下降。ZrO2 9.0?O2涂层在热循环中形成的网状微裂纹,不仅可降低涂层中的应力,也可提高涂层开裂的临界温差,从而可改善其抗热震性能。     

超音速等离子喷涂ZrO2-MoSi2涂层的组织及耐磨性能

为了研制一种新型的连铸结晶器涂层材料,采用超音速等离子喷涂技术在CrZrCu基体表面制备ZrO₂-MoSi₂/CoNiCrAlY复合涂层。通过SEM、XRD和EDS等分析测试手段对涂层的微观组织、形貌及物相组成进行表征,并利用摩擦磨损试验机对ZrO₂-MoSi₂涂层与NiCo电镀层的耐磨性能进行比较。结果表明：超音速等离子喷涂可形成熔化或半熔化状态的致密层状结构组织,涂层主要由MoSi₂、ZrO₂、Mo₅Si₃和少量的单质Mo相组成,相对于NiCo电镀层,ZrO₂-MoSi₂涂层的摩擦磨损性能提高了近5倍。     

等离子喷涂Al-Fe2O3复合粉合成纳米陶瓷复合涂层

采用等离子喷涂Al-Fe2O3复合粉的方法制备陶瓷基复合材料涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜观察分析涂层的显微组织,并测定了涂层的结合强度、硬度、韧性和耐磨性能.结果表明,Al-Fe2O3复合粉在等离子喷涂过程中发生铝热反应生成了FeAl2O4、α-Fe和γ-Al2O3相.透射电镜分析表明,所制备的复合涂层呈现纳米结构的显微组织,其中几十到几百纳米的球状α-Fe和γ-Al2O3晶粒均匀地分散在等轴状和柱状的FeAl2O4纳米晶基体上.与传统的单相微米Al2O3涂层相比,复合涂层的结合强度、韧性和耐磨性明显提高,其原因主要是复合涂层为纳米结构并且存在塑性金属相Fe.     

大气等离子喷涂的YSZ纳米热障涂层的微观结构

采用YSZ(8％Y2O3-Zr02，质量分数)纳米粉末，经大气等离子喷涂(APS)方法制备得YSZ纳米热降涂层(TBC)．喷涂前的粉末额粒直径为30—50nm，晶粒尺寸约12nm．对涂层的分析结果表明：YSZ纳米涂层平均晶粒尺寸在20—30nm，有个别粗晶直径达200—300nm．涂层由立方相c—ZrO2和四方相t′—ZrO2组成，t′相内存在畴结构．涂层内孔洞细小弥散，多呈闭合式．TEM下可见位错缠结和富层错的板条带结构．     

电弧喷涂FeBC涂层的微观结构与磨粒磨损性能

采用电弧喷涂技术制备了不同硼、碳元素含量的FeBC系涂层。采用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法分析了涂层的微观组织及相结构,并对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能进行了测试。结果表明,制备的FeBC涂层中氧含量较低,含有微小裂纹和未熔颗粒,随着B,C含量的增加,涂层中未熔颗粒增多,所形成的Fe2B,Fe23(C,B)6硬质相可显著提高涂层硬度和耐磨性,试验中添加质量分数为8%的B和0.4%的C时涂层耐磨性能最好,随着B,C含量的继续增加,耐磨性降低。     

等离子喷涂制备铁基非晶涂层及其耐磨性

采用等离子喷涂的方法制备铁基非晶涂层,并对不同喷涂功率制备涂层的组织和耐磨性进行了分析。结果表明,3种功率制备涂层表面致密、孔隙率低,且具有较高的热稳定性、硬度和耐磨性。当喷涂功率为30 k W时,涂层非晶程度高;喷涂功率为35和40 k W时,涂层中有Fe2B和Mo6Co6C晶相出现,随喷涂功率增加,涂层硬度和摩擦因数升高,35 k W制备涂层的耐磨性最好。     

等离子弧堆焊铁基熔覆层组织结构与磨损行为

设计开发了一种铁基(含Cr,Mo,C,B,Si,Mn等元素)多元合金粉末,采用等离子弧堆焊(PTAW)技术在AISI304L不锈钢表面制备相应熔覆层,通过XRD,SEM,EDS及磨粒磨损试验机等对熔覆层微观组织结构和磨损行为等进行表征,并与传统NiCrBSi和NiCrBSi+25%WC粉末的PTAW熔覆层进行了对比研究.结果表明,所设计的铁基合金熔覆层成形良好,基体组织由Fe-Cr固溶体相与γ-Fe相构成,其间包裹着大量弥散分布的富钼硼化物和M₂₃(B,C)₆硬质相,对熔覆层组织能够起到有效的支撑和强化作用.铁基熔覆层的宏观硬度平均值高达64.2HRC,其相对耐磨性明显优于NiCrBSi+25%WC熔覆层,并达到NiCrBSi熔覆层的8倍以上.     

Dry sliding wear behavior of ceramic-metal composite coatings prepared by plasma spraying of self-reacting powders

Ceramic-metal composite (CMC) coatings were deposited on the surface of Fe-0.14–0.22 wt.% C steel by plasma spraying of self-reacting Fe₂O₃−Al composite powders. The dry sliding friction and wear character of the CMC coatings are investigated in this paper. The wear resistance of the CMC coatings was significantly better than that of Al₂O₃ coatings under the same sliding wear conditions. The tough metal, which is dispersed in the ceramic matrix, obviously improved the toughness of the CMC coatings. Wear mechanisms of the CMC coatings were identified as a combination of abrasive and adhesive wear.     

等离子喷涂AT13/MoS_2复合涂层的摩擦学性能

采用等离子喷涂技术在45钢基体表面上制备了4种不同MoS2含量(0%,3%,6%,9%)的AT13/MoS2复合涂层,研究了不同MoS2含量的AT13/MoS2复合涂层的磨损表面形貌和涂层的摩擦学性能。结果表明,随着MoS2含量的增加,复合涂层的摩擦因数逐渐降低,但当MoS2含量为6%时,复合涂层的体积磨损量最低,涂层的综合性能最好;AT13涂层的磨损机理主要是磨粒磨损,随着MoS2含量的增加,复合涂层的磨损机理由疲劳磨损和摩擦磨损向磨粒磨损转变。     

大气等离子喷涂Sm2Zr2O7热障涂层的微观组织

以Sm2O3和ZrO2为原料,采用固相反应法制备了热喷涂用Sm2Zr2O7粉末,并采用大气等离子喷涂技术制备了Sm2Zr2O7热障涂层.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了Sm2Zr2O7粉末和Sm2Zr2O7涂层的微观组织、涂层结合强度和热导率.结果表明,制备的Sm2Zr2O7粉末主要呈不规则颗粒状,颗粒内部结合紧密,满足热喷涂的需要.喷涂前后Sm2Zr2O7相成分没有发生任何变化,表现出良好的相稳定性能.所制备的Sm2Zr2O7热障涂层组织结构致密,涂层各界面结合紧密.涂层的孔隙率约为14.31%,结合强度约为19.8MPa.在相同的孔隙率下,Sm2Zr2O7涂层的热导率仅为YSZ涂层37.6%.     

等离子喷涂梯度热障涂层的抗热震性能

对比研究了等离子喷涂梯度热障涂层与双层热障涂层,试验中梯度热障涂层选用不同比例的NiCoCrAlY与ZrO₂-8%Y₂O₃复合粉末作为梯度过渡层材料,并对两种结构的热障涂层进行了抗热震性能试验。抗热震试验结果表明,梯度热障涂层的抗热震寿命明显高于双层热障涂层的抗热震寿命。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.     

等离子喷涂AT13/MoS2复合涂层的组织和耐腐蚀性

采用等离子喷涂技术在45钢基体表面上制备了4种不同MoS2含量的AT13/MoS2复合涂层,研究MoS2含量对涂层组织和耐蚀性能的影响。结果表明,AT13/MoS2复合涂层的孔隙率随MoS2含量的增加而升高。由于较高孔隙率的原因,AT13/MoS2复合涂层在80℃的10%H2SO4腐蚀介质中耐蚀性能下降。     

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.