等离子喷涂CuNiIn涂层性能研究

通过等离子喷涂方法制备了CuNiIn涂层试样,对不同参数所制备的涂层进行了金相组织分析、显微硬度及弯曲试验.研究结果表明:等离子焰流的功率对涂层材料有非常明显的影响作用;随着氢气流量和喷涂功率的增大,涂层致密度及显微硬度提高,涂层中氧化物增多,涂层弯曲后裂纹也增多,涂层剪切强度则先增大后减小.     

不同氧化铝粉末等离子喷涂氧化铝涂层的性能

分别以22.5～45 μm(L粉)、5～40 μm(M粉)和5～22.5 μm(S粉)三种粒径的氧化铝为热喷涂粉末,采用大气等离子喷涂制备了氧化铝涂层.分别对三种涂层的结构和基本性能进行表征,并采用SprayWatch 3i 设备测量粉末粒子在等离子焰流中的温度和速度.结果表明,S和L涂层的孔隙率较低,且大孔隙较少.在焰流中,S和L粉均具有较高的温度和动能,其涂层的显微硬度和结合强度均比M涂层高.S粉的沉积率最高,但涂层的生产效率较低.考虑生产效率和涂层的综合性能,选择L粉更合适.     

不同氧化铝粉末等离子喷涂氧化铝涂层的性能

分别以22.5~45μm(L粉)、5~40μm(M粉)和5~22.5μm(S粉)三种粒径的氧化铝为热喷涂粉末,采用大气等离子喷涂制备了氧化铝涂层.分别对三种涂层的结构和基本性能进行表征,并采用SprayWatch 3i设备测量粉末粒子在等离子焰流中的温度和速度.结果表明,S和L涂层的孔隙率较低,且大孔隙较少.在焰流中,S和L粉均具有较高的温度和动能,其涂层的显微硬度和结合强度均比M涂层高.S粉的沉积率最高,但涂层的生产效率较低.考虑生产效率和涂层的综合性能,选择L粉更合适.     

等离子喷涂距离和氩气流量对MoSi_2 涂层结构的影响

以MoSi_2粉末为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了二硅化钼涂层,考察了不同喷涂距离和氩气流量对MoSi_2涂层的相组成和微观组织的影响.结果表明,随喷涂距离的增加,涂层的相组成由富硅相向富钼相演变;氩气流量的增大可减少涂层中的富钼相,但若流量过大,则会降低涂层的致密性;采用喷涂功率为30 kW、喷涂距离为100 mm和氩气流量为50 L/min的喷涂工艺可制备出以MoSi_2为主相且致密性较高的涂层,明显提高了基体的高温抗氧化性.     

低压等离子喷涂钨涂层性能的研究

用低压等离子喷涂技术在铜基体上制备出厚度大于1 mm的铜钨梯度钨涂层,对钨涂层性能研究结果表明,采用铜钨梯度方法可以使热膨胀系数不匹配的影响降低,梯度涂层呈层状结构,不易形成贯穿的裂纹;梯度涂层具有良好的导热性和耐热冲击性能,能承受9.6 MW/m2和200 s的脉冲,而铜基体温度低于200℃.真空等离子喷涂梯度涂层是制备核聚变面对等离子体材料的一种有效方法.     

等离子喷涂制备的ZrSiO4陶瓷涂层性能的研究

采用等离子喷涂工艺制备的ZrSiO4/NiCr涂层与基材结合良好,涂层致密;ZrSiO4涂层主要由ZrO2基体相和SiO2相组成,SiO2组元比较均匀地分布在ZrO2基体相中.ZrSiO4涂层的硬度为HRC50～55.ZrSiO4/NiCr涂层的抗热震性能优于ZrSiO4/Ni-Al涂层及ZrSiO4涂层,ZrSiO4/NiCr涂层能够承爱热冲击作用而不发生涂层自基体表面剥落.ZrSiO4/NiCr涂层具有很好的抗熔融金属(锌与铝)热腐蚀的性能.     

等离子喷涂微米和纳米Al2O3-13wt，TiO2涂层的防护性能

以微米和纳米Al2O3-13wt%TiO2为粉末材料,采用大气等离子喷涂在Q235钢基体表面制备了Al2O3-13wt%TiO2涂层,对涂层的显微结构、相组成和显微硬度等基本性能进行了表征,并对两种涂层的耐SiC砂粒磨损和耐电化学腐蚀防护性能进行了对比研究.结果表明,与微米粉末相比,纳米粉末作为热喷涂材料需要更高的喷涂功率才能获得致密的纳米和微米复合涂层;纳米粉末制备的涂层的显微硬度、耐砂粒磨损和电化学腐蚀性能均明显优于微米粉末制备的涂层,表明纳米粉末制备的涂层具有更优良的防护性能.     

等离子喷涂-物理气相沉积防护涂层及其失效机理研究进展

防护涂层在航空发动机和燃气涡轮发动机免受水氧腐蚀和盐雾侵蚀、耐高温、抗冲刷和服役寿命方面发挥着重要的作用。等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术以其大功率、喷射范围广、能够使粉末原料以气相甚至离子化和非视线沉积特性等特点被广泛应用在热/环境障涂层制备领域,形成的涂层具有沉积效率高、孔隙率较高、热导率低、应变容限高等特点。首先,对PS-PVD热障涂层的表面形貌、柱状晶特点和等离子射流特性进行了探讨。然后,讨论了PS-PVD YSZ热障涂层表面镀铝改性对涂层抗CMAS侵蚀、减少孔隙和裂纹、TGO的生成和提高热循环寿命方面的重要作用,结果表明表面镀铝能显著减少涂层表面孔隙、凹坑、微裂纹和熔融盐对于热障涂层的不利影响。其次,简要概述了近年来SiC_f/SiC CMCs代替镍基高温合金在航空发动机基体上抗高温高压和快速失效方面发挥的重要作用。SiC_f/SiC CMCs与T/EBCs的结合,有效延长了航空发动机的使用寿命,是我国航空事业的又一次重大突破。此外,重点介绍了PS-PVD非视线沉积特性和涂层阴影效应在涂层沉积方面这一特色,总结了TGO、残余...     

等离子喷涂-物理气相沉积涡轮叶片7YSZ热障涂层

以纳米团聚的氧化钇稳定氧化锆(7YSZ)粉末为原料,通过等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术在涂覆有NiCoCrAlY粘结层涡轮叶片表面制备了羽毛柱状热障涂层,对不同部位涂层的微观结构进行表征.结果表明:PS-PVD技术在涡轮叶片上不同部位制备的热障涂层结构相同,能够在非视线沉积区域的叶缘板表面获得典型的PS-PVD热障涂层结构.涂层沉积过程中,涡轮叶片构型对涂层沉积效率有明显影响,当喷枪垂直叶片旋转轴时,涂层在远离叶片旋转轴区域的厚度较低,原因在于凹型曲面对反射粒子具有汇聚作用而凸型曲面对粒子具有分散作用,两种因素结合可预测复杂构型叶片表面的涂层厚度分布规律.PS-PVD技术制备的热障涂层具有良好的抗热震性能,采用涂层表面镀铝改性工艺能减缓循环热应力造成的涂层失效.     

钛涂层接骨板的生物和力学性能的研究

采用低压等离子喷涂工艺，在３１７Ｌ不锈钢质接骨板上喷涂了钛涂层，制备出钛涂层的接骨板，通过动物的植入试验，研究了这种骨板的生物相容性，利用扫描电镜，电子探针，Ｘ射线衍射仪等分析仪器对涂层的微观结构，涂层－基体界面成分分布等进行了研究，同时也对涂层接骨板的电化学性能进行了研究，结果表明，喷涂过程对不锈钢质接骨板本身的冶金能影响很小，钛涂层结合良好，其与骨组织的生物相容性能优于未涂钛层的不锈钢接骨板。     

Ni元素对等离子喷涂铁基涂层组织和摩擦磨损性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Ni含量的铁基涂层(XPT?512?Ni),系统研究金属Ni对铁基涂层组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响.结果表明:XPT?512?Ni系铁基涂层组织主要由铁素体(F)、渗碳体(Fe3 C)以及少量FeO和Ni相组成;涂层与铝基体形成良...     

等离子喷涂镍铬硼硅耐磨涂层的工艺研究

采用大气等离子喷涂方法制备镍铬硼硅耐磨涂层,对涂层的结合强度、金相组织、硬度等性能进行分析,并对机械加工后的涂层进行了显微组织分析,研究结果表明,镍铬硼硅耐磨涂层可用于等离子喷涂工艺,涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性。     

大气等离子喷涂镍铬涂层界面缺陷形成分析及工艺调控研究

涂层/基体界面污染率是考核涂层质量的重要指标。针对某新型发动机机匣内壁镍铬涂层界面存在的严重污染问题,首先利用显微组织分析及物相分析手段确定了界面污染物主要成分为Al₂O₃。然后,进行多因素对比试验重现了界面污染现象,确定了污染物来源为喷砂过程中滞留在基体表面的砂砾,并结合零件尺寸及外形开展了喷砂工艺优化研究。研究结果表明：具有较大动能的砂砾会嵌入硬度较低的基体中,造成界面污染;减少砂粒撞击动能及增加清理时间,可有效地减小涂层/基体界面污染率。     

银钌涂层钛阳极制备及电化学性能

通过对钛阳极使用银钌元素制备涂层,探究银钌不同配比和不同焙烧温度下所制备银钌涂层钛阳极的性能,通过扫描电镜和 X 射线衍射对钛阳极涂层的表面形貌和涂层的物相组成进行表征,采用循环伏安测试、极化曲线测试等对银钌涂层钛阳极的电化学性能进行表征。结果显示:涂层的银钌元素在制备的时候效果最好银钌元素配比为Ag:Ru=7:3,焙烧温度为350℃时所制备的涂层阳极性能最好;银钌涂层钛阳极具有其中添加银钌元素利用了其优良的导电性和电催化性。     

钛合金双层辉光无氢渗碳

采用双层辉光离子无氢渗碳方法进行钛合金表面处理。结果表明,合金表面形成了含TiC,C,TiAl和V的复合层, 提高钛合金的硬度及耐磨擦性,同时避免了氢脆。经过处理的钛合金表面硬度达HK1100,比基体硬度提高了近4倍。钛合金双 层辉光离子无氢渗碳方法是可行的。     

低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的抗燃气热冲击性能研究

为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1 000℃/75 h燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层表面形貌、相组成和显微组织、涂层厚度和均匀性等性能参数的变化。结果表明：热冲击试验后,不同涂层叶片的整体尺寸未发生显著变化,表明涂层在高温环境下具有稳定的尺寸;涂层表面形成了Al₂O₃膜和NiAl₂O₄尖晶石,保留了较好的结构完整度,这有助于提高涂层的耐腐蚀性能;涂层的物相组成主要包括γ-Ni、γ’-Ni₃Al和少量的β-NiAl,形成了贫Al区、互扩散区、二次反应区等典型微区结构,析出的TCP相为R相,表明在热冲击过程中涂层发生了相变;不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层均表现出了良好的抗热冲击性能,为航空发动机涡轮叶片的高温应用提供了可行的涂层方案。     

激光熔覆镍基纳米Al2O3复合涂层的组织和摩擦性能

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度及摩擦性能测试.结果表明,激光熔覆层的组成相主要为γ(Fe,Ni)、Cr7(B,C)3、Al15Fe4等,熔覆层的显微硬度HV0.3最高达到830,熔覆层与纯铝试件对摩时的磨损机制为粘着,并且随pv值增大时,粘着现象加剧,摩擦因素增大.     

微观组织对TB8钛合金剪切性能和疲劳性能的影响

对TB8合金螺栓分别进行双剪切试验和疲劳试验,结合试验件断口分析、金相组织检查、X射线检测、能谱成分分析和硬度检查,研究微观组织对该合金的抗剪切性能和疲劳性能的影响。研究结果表明,脆性Ti3Al相沿晶界弥散析出可降低合金的剪切强度,β相晶粒上析出的α相的形态差异可影响合金的疲劳性能,非均匀层片状α相可降低合金的疲劳抗力。     

基体温度对悬浮液等离子喷涂TiO2涂层性能的影响

采用悬浮液等离子喷涂技术(SPS),在不同基体温度下成功地制备了TiO₂涂层。通过研究基体温度对TiO₂涂层光催化性能及机械性能的影响,探究适合TiO₂光催化涂层的最佳基体温度。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、同步热分析仪、紫外-可见光谱仪等,对TiO₂涂层微观形貌、物相组成、光吸收性能进行了详细分析;通过光催化测试、结合强度测试和划痕测试,深入研究了基体温度对涂层光催化性能及机械性能的影响。研究结果表明：随着基体温度由250℃降到110℃,涂层的锐钛矿含量逐渐增加了15%,间接带间隙减小了0.5 eV,同时可见光吸收强度显著提高;在可见光照射下,亚甲基蓝去除率增加了11%;随着基体温度的降低,涂层的机械性能有所减弱,结合强度降低了12.28 MPa,划痕试验的正常临界载荷减小1.77 N。该研究为选择TiO₂光催化涂层最佳基体温度提供了重要依据。     

3D打印SLM工艺用球形钛合金粉制备工艺及性能研究

以不规则形态TC4钛合金粉末为原料,采用感应等离子球化技术制备出3D打印选区激光熔化工艺(SLM)用细粒径球形钛合金粉,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪对粉末形貌、粒度进行表征分析。结果表明:原料粒度、送粉速率以及等离子功率等对球化后钛合金粉末颗粒的球化率及表面状态有重要影响,在其他工艺参数不变的前提下,送粉速率过小、等离子功率过大,球形钛合金粉末表面状态欠佳;送粉速率过大、等离子功率过小,球形钛合金粉末球形率欠佳。根据影响规律,选定最优工艺参数,等离子功率14kW,对制备的球形钛合金粉基本性能进行表征,其中球形钛合金粉粒径主要分布在20~50μm,占比达95.62%,Fe、O等总杂质含量为0.51%,松装密度、振实密度、流动性分别为2.40g/cm³、2.68g/cm³、38s/50g,产品性能达到SLM工艺要求。