厚涂层结合强度测定方法研究进展

对多种涂层与基体结合强度测定方法进行了综合评述,并报道了一些有关研究进展。粘结拉仲法是目前普遍采用的方法,但还存在一些不足之处。压入法可望成为一种工程适用的方法,适用于评价高结合强度的涂层。动态结合强度与涂层有服役性能有更直接的相关性,对其测试与评价应予重视。     

涂层结合强度与涂层中超声声速间关系的实验研究

采用超声波测速仪和HATE型液压附着力测试仪分别测量了超声波在涂层中的速度和涂层的结合强度。实验结果表明,涂层结合强度与超声波在涂层中的速度成线性关系,且超声波声速随着涂层结合强度的增强而增大,从而建立起一种涂层与基体结合强度的无损检测方法。     

痕法测定 TiAlN 涂层结合强度的研究

采用磁控溅射法在不锈钢表面制备了TiAlN涂层,采用压入法及划痕法表征了涂层的结合强度。分析表明,压入法只能作为一种定性的测定方法,该法测得TiAlN涂层的结合强度达到HF3。划痕法结合了声信号、摩擦力信号和划痕微观形貌,可以定量测定结合强度,该法测得在压头曲率半径为200μm的情况下,TiAlN涂层的临界载荷达到13 N,比传统TiN涂层提高了45%。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结合强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂在 ４５~＃钢以无底层和铝青铜打底时喷涂 ３Ｃｒ１３不锈钢涂层的结合强度测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,井分析了结合强度提高的原因。     

回转体零件热喷涂涂层的结合强度

回转体失效零件利用热喷涂技术修复之后需要对其涂层抗拉结合强度进行测量。参考平面热喷涂涂层结合强度测量方法,提出了一种回转体零件涂层抗拉结合强度测量方法,并对该方法进行了理论分析,给出了具体操作要点和步骤。分析了回转体零件涂层结合强度与平面涂层结合强度测量结果之间产生差异的原因,并进行了试验验证。实际测量了相同工艺下基体半径为40mm的FeAlCrBSiNb回转体涂层和平面涂层的结合强度,测量结果分别为48.3MPa和51MPa,两者相差5.3%。结果表明,在试样基体半径尽可能大或涂层实际面积与投影面积相差尽可能小的条件下,利用该方法可以测得较为准确的回转体零件涂层结合强度。     

火焰喷涂自润滑涂层结合强度研究

选用镍包石墨粉末,采用氧-乙炔焰喷涂技术制备镍包石墨自润滑涂层.通过正交试验优化设计方案,采用拉伸试验测定涂层的结合强度,找出了涂层结合强度较好时的最佳喷涂工艺参数:氧气压力0.5MPa、空气压力0.4MPa、乙炔气压力0.1 MPa、喷涂距离100mm.在该参数下火焰喷涂自润滑涂层结合强度为6.3MPa,符合自润滑涂层结合强度的要求.     

镍基自润滑涂层的制备及拉伸结合强度研究

采用等离子喷涂与粉末冶金方法分别制备了PS304、PM304镍基自润滑涂层,并对涂层的组织、拉伸结合强度进行了研究。结果表明:采用等离子喷涂制备的PS304涂层组织粗大、孔隙率高、润滑相与强化相分布不均匀。而采用高能球磨与真空烧结技术制备的PM304涂层组织均匀、致密、粒子明显细化。拉伸试验表明:PS304的拉伸结合强度较低,拉伸断口不仅出现在涂层与基底的结合处、也出现在涂层内部;而PM304的拉伸结合强度较高,涂层与基底之间结合良好、结合方式为冶金结合,拉伸断口主要出现在涂层内部。PM304涂层拉伸强度增大的原因主要为:(1)致密度提高;(2)尖锐孔隙数量降低;(3)Ag与Ni Cr之间形成冶金结合;(4)Ni Cr基体中析出粒子的弥散强化作用使得Ni Cr基体强度提高。     

Al含量对TiAlN涂层结合强度的影响

采用阴极电弧蒸发工艺在WC-6Co硬质合金表面制备Ti0.5Al0.5N、Ti0.45Al0.55N和Ti0.4Al0.6N涂层,采用声发射划痕仪测定涂层的结合强度。研究了Al含量对TiAlN涂层结合强度的影响及机理,并分析了TiAlN涂层的失效模式。结果表明,随Al含量增加,Ti1-xAlxN(x=0.5~0.6)涂层结合强度下降。TiAlN涂层结合强度受涂层残余应力与膜基硬度差的影响。Ti0.5Al0.5N涂层残余应力较小,且膜基差异性最小,结合强度最高。Ti0.5Al0.5N和Ti0.45Al0.55N涂层均为楔形剥落,Ti0.4Al0.6N涂层则为屈曲剥落。Al含量增加降低TiAlN涂层结合力,但有利于改善涂层韧性。Ti0.4Al0.6N涂层因含少量较软的h-Al N相,其韧性明显提高。     

热喷涂涂层结合强度的冲击测量法

讨论了一种新型快速定性评价热喷涂层结合强度的冲击测试方法,采用自由落体的落锤冲击设备对涂层进行冲击试验,并采用声发射技术进行动态监测,以定性分析涂层结合强度。首先用超音速等离子喷涂技术分别制备了组织致密,性能良好的Ni Cr金属、Cr_2O_3陶瓷涂层。采用90°和120°金刚石压头、120°及Ф2 mm球形硬质合金压头试验,其中120°硬质合金压头更适合冲击法测试涂层结合强度。随着冲击能量的提高,声发射的能量计数也不断提高,但是落锤高度超过400 mm后,能量计数变化不大,说明在400 mm时涂层发生了破坏。对基体金属、Ni Cr涂层、以及有无Co Cr Al Y为结合层的Cr_2O_3陶瓷涂层进行对比测试,发现声发射能量计数峰值随着涂层结合强度的增强而降低。     

Microstructure and bonding strength of Ni-based alloy coating

Glass molding dies often fail due to wear, oxidation and crack under the service condition of the melting glass above 1100℃ , existence of thermal shock or sliding contact friction. A repeated phase transformation may occur because the surface temperature of the die cavity exceeds eutectoid temperature during the service once the die is in contact with the hot glass. This, in turn, results in cracking on the die cavity surface, and finally, the service life of the die will be reduced[1]. Aust…     

金属载体表面玻璃涂层的表征及结合强度

为解决由于热膨胀系数不同而引起的涂层脱落问题,采用溶胶-凝胶法制备玻璃涂层,涂覆于Ni-Cr-Fe金属载体表面。通过XRD和SEM表征载体和涂层的微观结构,超声振动、热冲击和拉伸实验,评价Ni-Cr-Fe金属载体与玻璃涂层的结合能力。实验结果表明,金属载体表面预处理可以提高载体的几何表面积,载体在900℃高温氧化5 h,出现成簇浮凸状形貌。制备的玻璃涂层均匀、致密,厚度约7.8μm,呈非晶态结构。在超声振动实验中脱落率小于20%,热冲击实验中脱落率小于10%,玻璃涂层具有较高的结合强度。     

钎剂预处理对涂层结合强度的影响

采用预涂Nocolok钎剂的方法对ZL101基材进行等离子喷涂前的表面预处理,结合对基材界面温度的计算,分析了钎剂预处理提高涂层结合强度的作用机理,并通过正交试验研究了喷涂工艺参数对Ni5Al涂层结合强度的影响.结果表明,表面预涂钎剂可显著提高基材与Ni5Al涂层的结合强度,喷涂粒子及基材表面的温度对界面产生冶金结合起到了决定性的作用;当喷涂距离为120mm,钎剂预涂量80mg/cm2,预热温度为573K时,Ni5Al涂层的结合强度最高.     

The effect of zirconium coating on bonding strength of porcelain to titanium

The Zr coating was deposited on titanium surface using the magnetron sputtering technique. Effects of Zr coating on microstructure and mechanical properties of porcelain fired to titanium have been investigated. The results show that interdiffusion of elements occurs during porcelain firing, and the Zr coating can effectively protect titanium surface from excess oxidation. The strength of bond zone with Zr coating deposited for 1 hour reaches 29. 7 MPa, which has increased by 26.4% as compared with that of bond zone without coating （23.5 MPa）.     

热障涂层高温抗氧化性能研究的现状及发展

热障涂层是目前最为先进的高温防护涂层之一,它具有良好的隔热效果与抗高温氧化性能。文中从热障涂层的制备工艺及其长期在高温腐蚀的恶劣环境下的失效机制等方面,综述了热障涂层在高温环境下服役时,在粘结层和陶瓷面层之间生成一层热生长氧化物,热生长氧化物生成与生长如何导致涂层失效及如何改善高温抗氧化性能研究的热点问题,在此基础上提出了作者关于如何提高涂层抗氧化性能的一些新观点。     

预应力热处理对羟基磷灰石涂层相组成和结合强度的影响

设计不同角度的斜面工业纯钛柱,采用等离子法制备羟基磷灰石涂层,设计工装使涂层在预加相同正应力和不同切应力条件下进行热处理.利用电子拉伸实验机进行剪切结合强度测试,利用X射线衍射仪检测涂层的相组成与结晶度,探讨应力条件下热处理对涂层组成和涂层/基体结合强度的影响.研究表明:热处理中预加应力可以提高涂层的结晶度和涂层/基体的剪切结合强度.     

CuCrZr合金表面亚音速与超音速等离子喷涂NiAl涂层的组织结构与结合强度

分别用亚音速和超音速等离子喷涂方法在CuCrZr合金表面制备了NiAl涂层,通过正交试验对工艺参数进行优化,测定了涂层与基体的结合强度。利用SEM、EDS、XRD等设备研究了涂层的组织结构、物相变化及涂层与基体间的结合方式。结果表明,超音速等离子喷涂制备的NiAl涂层粒子变形充分、组织致密,涂层与基体间的结合强度明显高于亚音速喷涂层;两种方法制备的涂层与基体的界面处均主要为Al,界面的局部区域Cu-Al发生反应生成了Cu₃Al₂、CuAl₂、CuAl等新相,形成了1～3 µm宽的“微冶金结合”层。     

A method for determining the bonding strength of a silver coating with a silicon substrate

A method for determining the bonding strength of a silver coating with a silicon substrate is described. Various high-strength adhesives are tested and the optimum adhesive for the determination of the bonding strength of the silver coating with the silicon substrate on the basis of the bonding method is selected.     

生物涂层制备技术的研究现状及进展

羟基磷灰石(HA)由于具有良好的生物相容性和骨组织诱导性,被认为是替代人体硬组织的一种很好的生物医用材料,但其溶解度较高,降低植入体的长效性,而将氟渗入HA晶格中能提高HA结构稳定性并降低其溶解性,将硅掺入HA晶格中能有效地提高HA的生物活性,因此含氟羟基磷灰石(FHA)和含硅羟基磷灰石(Si-HA)成为了新兴的改性材料.介绍了羟基磷灰石(HA)、含氟羟基磷灰石(FHA)以及含硅羟基磷灰石(Si-HA)的性能特点以及涂层的制备技术,重点阐述了采用激光熔覆技术制备生物涂层的研究现状以及本课题组的研究进展,指出了目前研究中存在的不足,并展望了生物涂层今后的研究和发展趋势.     

硬质合金基底表面线缺陷对金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,研究了不同硬质合金基底线缺陷率下的金刚石涂层膜基界面结合强度。通过建立[111]、[110]、[100]3种不同晶向的金刚石涂层膜基界面分子模型,研究了硬质合金基底线缺陷率对涂层膜基界面结合强度的影响以及[111]、[110]、[100]3种不同金刚石涂层晶向下的最优膜基界面结合强度。研究结果表明:硬质合金基底的表面能随着基底线缺陷率的增加而逐步增大;当线缺陷率ρ=12.5%时,基底表面能达到最大值;其后,随着基底线缺陷率继续增大,基底表面能逐渐呈减小趋势。进一步研究显示,不同晶向的金刚石涂层膜基界面的最优界面结合能的最优线缺陷率不同,[111]晶向和[110]晶向的金刚石涂层的最优基底线缺陷率均为6.25%,而[100]晶向金刚石涂层的最优基底线缺陷率则为0%。