大气和真空等离子喷涂钨涂层比较研究

应用大气和真空等离子喷涂技术制备钨涂层,对涂层形貌、氧含量、热导率、结合强度以及抗热冲击性能进行比较研究。研究结果表明,大气喷涂W涂层存在明显的氧化现象,而真空喷涂W涂层几乎没有发生氧化。与大气喷涂W涂层相比,真空喷涂W涂层具有更为致密的显微结构和较少的氧化物杂质,从而具有较高的热导率,与基体的结合也更加良好。通过高能电子束辐照实验,对涂层的抗热冲击性能进行考察,结果表明真空等离子喷涂W涂层具有较好的抗热冲击性能。     

等离子喷涂NiCrAlYSi基封严涂层的性能研究

采用大气等离子喷涂方法制备NiCrAlYSi基封严涂层,涂层采用聚苯酯为造孔剂,氟化物为自润滑相。研究发现,随着聚苯酯的含量增加,涂层孔隙率增加,硬度下降。喷涂参数(喷涂距离,喷涂功率)对涂层的硬度亦有较大影响,随着喷涂参数的改变,喷涂过程中聚苯酯的氧化程度各异,从而影响了涂层中的孔隙率,进而导致涂层硬度的变化。因此,通过调控喷涂参数和聚苯酯含量,可以达到对涂层孔隙率及硬度的控制。1000℃至室温热震试验结果表明:涂层具有良好的抗热冲击性能,且气孔率高的涂层抗热冲击性能更加优异。     

堇青石-铁氧体基红外辐射非晶节能涂层的制备与性能

采用等离子喷涂技术在普碳钢表面制备堇青石-铁氧体基红外辐射非晶节能涂层。采用扫描电镜、X射线衍射分析复合红外粉末及其涂层的形貌、物相组成与结构,采用红外光谱仪测定涂层的辐射率,采用划痕法测定涂层与基体的结合力,采用水冷法检测涂层的抗热震性能。研究结果表明:在普碳钢表面制备的堇青石-铁氧体基红外辐射非晶涂层呈层状堆积结构,孔隙率低,与基体的结合力为一级,与传统刷涂工艺制备的涂层相比,等离子喷涂制备的涂层具有更优良的抗热震性能,且制备的红外辐射非晶涂层在3~5μm波段具有较高的红外辐射率,为0.8,在8~10μm波段更是高达0.94。     

新型铝基氮化硼封严涂层材料及其涂层组织性能的研究

本文以铝粉及六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用固相混合的方法制备了复合型铝基氮化硼封严涂层材料;采用等离子喷涂方法制备了封严涂层,并对喷涂后涂层的微观结构、硬度、结合强度和抗热震性等进行了研究。试验表明,该种涂层材料粉末具有良好的物理、化学性能,且喷涂后的涂层各项性能良好,可作为一种新型的封严涂层材料加以应用。     

热障涂层体系中MCrAlY合金粘接层结构设计及高温氧化行为研究

本研究旨在通过设计热障涂层体系(TBCs)中合金粘接层的结构以提高TBCs抗氧化性能和热循环使用寿命。研究中采用超音速等离子喷涂(SAPS)沉积不同结构的钴基及镍基合金涂层并对其进行高温氧化性能试验,以此优选涂层结构,并与超音速火焰喷涂(HVOF)沉积的合金涂层进行结构性能对比。结果表明:在高温抗氧化过程中,SAPS涂层中未熔颗粒含量分别为35%±5%的钴基涂层与10%±3%的镍基涂层抗氧化性能最为优异;在相同的合金成分及陶瓷层结构下,SAPS涂层与HVOF涂层相比热循环使用寿命提高了一倍,而热生长氧化物(TGOs)的平均生长速率则降低了20%以上。超音速等离子喷涂可以实现"一步法"制备粘结层和陶瓷层,避免了两步法中间工艺转换过程的二次污染问题,喷涂过程简单,喷涂效率提高,成本大幅降低,具有良好的产业化前景。     

Fe基和Al基非晶涂层制备及耐蚀性能研究

为制备性能良好的耐腐蚀涂层,用气雾化方法制备Fe基和Al基两种非晶粉末,然后采用冷喷涂工艺(CS)和大气等离子喷涂工艺(APS)分别制备非晶涂层,并利用扫描电镜(SEM), X射线衍射仪(XRD)和电化学等方法研究两种非晶涂层微观形貌、相组成和耐腐蚀性等性能。实验表明:采用冷喷涂方法制备非晶涂层非常困难,而采用大气等离子喷涂工艺制备涂层容易。因此本研究主要内容是大气等离子喷涂制备非晶涂层及涂层的耐腐蚀性能。对Fe基非晶材料而言,大功率制备的涂层耐腐蚀性能较小功率制备的好,但寿命差别不明显。最终获得7075铝合金、 Fe基和Al基非晶涂层耐3.5%(质量分数)盐水浸泡寿命分别约为1236, 1658和2147 h。从Fe基和Al基非晶材料角度看,尽管Fe基采用几种优化工艺制备,但Fe基非晶涂层耐腐蚀性能依然较Al基非晶差。相对来说,采用大气等离子喷涂工艺制备Al基非晶涂层耐腐性能较好,可对铝合金表面进行腐蚀防护,在航空、航海领域具有广阔的用途。     

镍基单晶低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层高温高周疲劳性能

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,研究了在大气环境870℃高温、轴向应力控制方式和应力比R=0.1条件下,有涂层的镍基单晶的高周疲劳性能,并与无涂层的镍基单晶高周疲劳性能进行了比较。通过失效分析,对有涂层的镍基单晶疲劳裂纹源形成与扩展机制进行了初步探讨。结果表明,有涂层的镍基单晶疲劳极限为480MPa,无涂层的镍基单晶疲劳极限为440MPa,涂层提高了镍基单晶基体疲劳极限,提高幅度约9.1%。在480MPa至580MPa应力幅范围内,有涂层的镍基单晶疲劳寿命高于无涂层镍基单晶。有涂层的镍基单晶疲劳断裂试样的裂纹源均来自基体内部,疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹源孕育及形成寿命。     

等离子喷涂准晶热障涂层研究

采用等离子喷涂法制备了AlCuCoSi准晶涂层,并对其进行了结合强度、抗热冲击性能及热扩散率的测试,通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了涂层截面的形貌和结构。结果表明,采用等离子喷涂可以得到具有十面体准晶相的AlCuCoSi准晶涂层,其结合强度可达30MPa;经过100次400℃至室温的水淬热冲击后,涂层未脱落,具有良好的抗热冲击性能;喷涂后没有杂相生成;在600℃时,涂层的热扩散系数仍很低,可以作为热障涂层使用。     

等离子喷涂NiCrBSi合金涂层的高温性能

根据高温涂层要求,采用等离子喷涂工艺制备NiCrBSi合金涂层试样,对涂层成分、组织、硬度、粘结强度、冷热疲劳性能、抗热震性能及常温和高温摩擦磨损性能进行了检测,对其结果进行了分析讨论.结果表明:等离子喷涂NiCrBSi合金涂层具有良好的粘结强度和抗高温氧化、耐高温磨损性能.     

可磨封严涂层材料喷涂过程中石墨含量变化研究

研究了镍包石墨系复合粉末经等离子或火焰喷涂焰流后石墨含量的变化。结果显示,镍包石墨粉末经过喷涂焰流后石墨含量出现显著下降,幅度达11.7%～24.6%。在镍包石墨粉末中加入镍铬铝粉末制成混合粉末可减少经过等离子焰流后的石墨损失。石墨损失的方式主要是燃烧损失。等离子喷涂工艺对镍包石墨粉末中石墨的烧损少于火焰喷涂。等离子喷涂工艺可通过影响涂层中石墨含量影响涂层的性能。     

硬质合金刀具涂层的研究进展

随着科学技术的飞速发展,用于机械加工、矿山采掘的硬质合金刀具在不断的更新,刀具涂层技术也在日趋多样化和复杂化,对生产工艺的要求也随之提高.文中介绍了硬质合金刀具涂层的2种主要制备方法即化学气相沉积法（CVD）和物理气相沉积法（PVD）, 简述了刀具涂层即单组分涂层、多组分涂层、多层涂层和梯度涂层的发展,概括了几种新型涂层即金刚石涂层、类金刚石涂层、立方氮化硼涂层和氮化碳涂层,对未来硬质合金刀具涂层的发展方向进行了展望.      

热喷涂WC-10Co4Cr涂层的研究现状

WC陶瓷涂层以其较高的硬度和优良的耐磨性能而被广泛的应用于各种耐磨保护涂层。文章综述了热喷涂WC-10Co4Cr涂层的主要制备方法及工艺现状;指出了其中最为适合制备WC-10Co4Cr粉末和涂层的技术方法,并总结了近年来热喷涂技术特别是超音速火焰喷涂技术制备WC-10Co4Cr涂层的主要研究进展;同时,通过对影响涂层组织和性能的主要因素和影响机理的分析,对热喷涂WC-10Co4Cr陶瓷涂层的研究趋势进行了展望,提出值得关注稀土元素对WC-10Co4Cr涂层的改性作用。     

碳化硅复合镍磷合金涂层的组织结构、显微硬度及腐蚀性能研究

镍基复合涂层是一项有望替代电镀铬涂层的先进绿色环保表面处理技术。 本文在铝合金表面制备了纯 Ni、 NiP及其与SiC复合涂层, 利用SEM、 EDS和XRD研究了Ni、 NiP及其复合涂层的微观形貌、 成分与组织结构, 利用显微硬度计与电化学工作站研究了其硬度与耐腐蚀性能。 研究结果表明： SiC 复合电镀纯镍涂层的表面较为 粗糙, SiC 复合电镀镍磷合金涂层中晶粒轮廓明显; 电沉积镍磷合金涂层的相结构包括晶体 Ni2P、 Ni12P5 和非晶 NiP。 铝合金基体表面 Ni-P 合金涂层的显微硬度显著高于纯 Ni 涂层, 引入 SiC 纳米颗粒形成复合涂层可提高其 显微硬度; SiC 颗粒有助于提高复合涂层在氯化钠溶液中的腐蚀电位, 降低腐蚀电流密度, 提高其耐蚀性能。     

锅炉受热面高温腐蚀涂层技术研究和应用进展

本文综述了电站燃煤锅炉受热面管常见的腐蚀类型,并从新型纳米陶瓷涂层、热喷涂层和堆焊层三大防护涂层技术角度综述了其研究和应用进展。提出了受热面腐蚀防护涂层合理的解决方案是以成本较低的涂层技术为主,例如新型纳米陶瓷涂层或电弧喷涂层;针对局部腐蚀、磨损严重的部件,可采用超音速火焰喷涂技术进行在线施工,或者采购带有堆焊涂层的新品进行替换。本文在综述基础上提出,具有更好防护效果、相对较高生产效率和技术含量的在线自动化电弧堆焊技术及相应的材料技术应该是今后的技术发展方向。     

热喷涂WC—Co复合涂层的研究现状及展望

热喷涂WC—Co涂层由于具有硬度高及耐磨性能优良的特性作为耐磨涂层已得到了迅速的发展及广泛的应用。本文综述了国内外在利用热喷涂技术制备WC—Co复合涂层方面的研究进展;介绍了WC—Co热喷涂复合粉末的制备、各种热喷涂方法的工艺特点,比较了不同工艺方法制备的各种WC—Co涂层的组织结构及性能。综合研究表明：HVOF工艺更适合制备多峰及纳米结构WC—Co涂层;与传统WC—Co涂层比较,多峰和纳米结构WC—Co涂层在机械性能以及耐磨性能方面均有较大提高。     

等离子喷涂制备铁基复合陶瓷涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉作原料,采用等离子反应合成技术制备出了金属颗粒增韧的FeAl2O4-Al2O3-Fe复合陶瓷涂层。研究分析了复合涂层的组织及其性能。结果表明：等离子反应合成得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体相上的复合涂层。复合涂层的断裂韧性和结合强度明显优于普通Al2O3涂层,特别是复合涂层的具有较高的耐磨性能。     

可磨耗封严涂层的摩擦磨损和抗冲蚀性能

可磨耗封严涂层在航空发动机中应用广泛,本文对Ni／石墨、AlSi／石墨、Ni／h-BN和AlSi／h-BN涂层的摩擦磨损性能和抗冲蚀性能进行了研究。结果表明：非金属相对涂层的摩擦磨损性能起决定性作用,以石墨为造孔填充相的涂层具有低的摩擦系数和优良的摩擦磨损性能。涂层的抗冲蚀性能取决于涂层的金属相,在冲蚀试验中,AlSi／石墨和AlSi／h-BN涂层在比Ni／石墨和Ni／h-BN涂层表现优异。     

稀土对等离子束表面冶金涂层抗裂性的影响

 采用直流放电压缩电弧等离子束表面冶金技术，在Q235钢表面制备了添加La2O3和CeO2的铁基冶金涂层。研究了冶金涂层开裂的主要形式、稀土氧化物对冶金涂层组织及抗裂性的影响，初步探讨了稀土氧化物改善界面显微结构、抑制冶金涂层开裂的机制。结果表明：稀土除可与氧、硫、硼等反应外，还可固溶于晶内、晶界或晶界附近；添加适量的稀土氧化物可有效改善冶金涂层的组织和性能，抑制等离子束表面冶金涂层中的裂纹和孔洞。     

AC-HVAF 喷涂微纳米复合 WC 涂层 在水电设备抗空蚀工程中的应用

水轮机过流部件的空蚀损伤引起设备本体材料流失, 破坏机组结构, 降低机组运行安全性。 涂层防护是抗 空蚀损伤的主要手段, 本文拟通过降低涂层孔隙率提高涂层的抗空蚀性能。 采用空气助燃超音速火焰喷涂技术 (AC-HVAF) 制备了微纳米复合 WC 涂层, 分别采用静态振动空蚀试验和高速流体空蚀试验进行涂层抗空蚀性能 表征, 结果表明, AC-HVAF 喷涂的微纳米复合 WC 涂层孔隙率为 0.2%, 涂层孔隙细小, 分布均匀, 涂层抗空蚀 性能优于传统 HVOF 喷涂涂层。 在水电站现场应用结果表明, 经过 5.5 年运行后, 涂层完好。 AC-HVAF 喷涂微 纳米复合 WC 涂层可有效提高水电设备的抗空蚀能力, 提高了机组的安全性。     

火焰喷涂镍/石墨可磨耗封严涂层的研究

采用火焰喷涂方法制备镍/石墨可磨耗封严涂层。通过调整工艺参数制备硬度适中的镍石墨涂层,并对涂层的结合强度、热冲击以及微观结构等进行研究。试验发现,镍石墨可磨耗封严涂层结合强度、热冲击等性能均能满足使用要求。