SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能研究

目的提高C/C复合材料的抗氧化性能。方法采用大气等离子喷涂在C/C复合材料表面制备SiC-Al_2O_3-SiO_2(SAS)复合陶瓷涂层,并选用氧-乙炔在1500℃对涂层进行抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM、EDS等检测分析手段,对团聚粉末和球化粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行检测。结果经过等离子球化处理后,三种粉体流动性为90 s/50 g左右,粉末松装密度为1 g/cm~3左右。与团聚的SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体相比,粉末流动性提升了20%左右,松装密度提高了20%,更加适宜等离子喷涂工艺。采用球化处理SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体制备得到的涂层组织明显优于采用团聚粉体制备的涂层,涂层致密区域明显增大,内部缺陷数量和尺寸减少。在1500℃烧蚀600s后,SiC-36%Al_2O_3-4%SiO_2涂层具有最佳的抗烧蚀效果,涂层整体完整,质量烧蚀率为1.62×10~(-4) g/s。结论 SiC-Al_2O_3-SiO_2体系解决了等离子喷涂制备SiC涂层过程中沉积率低、SiC分解的问题。SiC-Al_2O_3_-SiO_2涂层具有良好的抗氧化烧蚀效果,烧蚀过程中SiO_2和Al_2O_3形成的莫来石相具有良好的高温稳定性、抗热震性以及较低的热膨胀率和氧扩散率,可以进一步提高涂层的抗氧化烧蚀效果。     

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.     

Zn-SiO2复合涂层及其抗氧化性能

采用料浆法渗Zn、溶胶-凝胶法沉积SiO2制备Zn-SiO2复合涂层。采用EDS、SEM、XRD等方法分析了涂渗层的成分、结构与组织，采用增量法研究了渗Zn试样和Zn—SiO2复合涂层试样的抗高温氧化性能。结果表明，Zn—SiO2复合涂层将渗Zn层的抗氧化性能提高了3倍以上。     

Sol-gel热压法制备Al2O3-Y2O3复合陶瓷涂层及其抗高温氧化性能

探索了一种采用sol-gel热压法一次性制备厚陶瓷涂层的新技术。在样品表面涂覆sol-gel与纳米、微米氧化物粉组成的混合料浆层,在加压加热条件下使其固化,然后在高温下烧结,可以在试样表面获得一层连续的、厚的Al2O3-Y2O3陶瓷涂层。扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）结果分析表明,该陶瓷涂层与基体结合紧密,厚度大于10μm。900℃氧化的实验结果表明,用此方法制备的陶瓷涂层具有优异的抗高温氧化性能。     

HIPIB辐照前后Cr2O3陶瓷涂层超声衰减特性研究

采用等离子体喷涂方法在不锈钢基体上制备了厚度为50μm的Cr2O3陶瓷涂层,借助强流脉冲离子束(HIPIB)对涂层进行辐照,改变了涂层中的孔隙率及微裂纹阵列分布。利用超声水浸聚焦方法获得了辐照前后涂层试样的回波信号及其反射系数谱。结果表明,辐照前后涂层材料中超声波衰减系数与频率之间的关系分别为α=0.28f 9.50×10-4f2 7.04×10-6f4和α=0.11f 2.10×10-4f2 8.73×10-6f4,数据拟合与实验结果相符,超声表征结果与陶瓷涂层横截面的SEM(Scome lectric microscope)基本一致。     

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.     

热化学反应喷涂Al2O3基复合陶瓷涂层的制备及其性能

使用热化学反应热喷涂技术,在紫铜表面喷涂制备Al2O3基复合陶瓷涂层.利用XRD和SEM分析该复合陶瓷涂层物相组成和组织形貌,并对其热震性能、抗高温氧化性能和磨损性能进行测试.结果表明:采用热化学反应喷涂法在紫铜表面制备的陶瓷涂层内部生成陶瓷过渡相Al1.4Si0.3O2.7和Al1.9Si0.5O2.95等,在陶瓷涂层与Ni-Al过渡层间存在金属间化合物AlNi3;该复合陶瓷涂层熔化率较高,表面呈珊瑚状;涂层与紫铜基体结合牢靠,具有优异的高温抗氧化能力,其磨粒和粘着磨损比紫铜基体分别提高10倍和15倍.     

不同配比Cr2O3陶瓷涂层耐磨性能评定

采用CP-3000型亚音速喷枪在45钢上分别喷涂含Cr2O3为85％、95％和100％的陶瓷涂层,并在1055℃电阻炉中烧结.在室温下分别对不同比例Cr2O3陶瓷涂层进行干摩擦和水润滑摩擦,分析不同比例涂层与对摩件的质量损失随时间和载荷的变化.结果表明:一定量釉料的添加可以提高Cr2O3陶瓷涂层的耐磨性,且95％Cr2O3陶瓷涂层耐磨性能最优.     

水润滑条件下Cr2O3陶瓷涂层的耐蚀与抗污性能研究

采用等离子喷涂工艺制备了2种Cr2O3陶瓷涂层（P7412和P7418,P7412粉末为市售,P7418粉末为自制）,对2种涂层的组织结构、耐腐蚀性能进行了对比分析,并探讨了P7418涂层的抗生物附着机理。结果表明：2种涂层中各组分分布均匀,P7418涂层的孔隙率比P7412涂层略低;CuO的加入使得P7418涂层在10%HCl,10%NaOH和10%NaCl 3种腐蚀液中的耐腐蚀性能均比P7412涂层略差,但可以起到防止生物附着污染的效果。     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

氧化铝陶瓷涂层的组织与相结构分析

本文利用等离子喷涂设备,制备了以镍包铝粉末作为打底层,以Ni60混合不同重量百分比的Al2O3陶瓷粉末作为工作涂层的不同试样,通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和VIDAS图像分析仪等仪器,研究了涂层的组织和相结构,结果表明,涂层为Ni奥氏体相上弥散分布Ni3B、NiB、Cr3B、Cr23B6等硬质相,另一硬质相Al2O3则主要以亚稳相γ-Al2O3存在,且涂层相结构不单一,为Ni基晶态/非晶态结构.     

复合陶瓷涂层防高碱煤沾污性能研究

目的针对锅炉燃烧高碱煤时存在的沾污问题,研究复合陶瓷涂层防高碱煤沾污性能。方法以水冷壁材料20G和过热器材料TP347为研究对象,采用料浆法在其表面制备复合陶瓷涂层,利用扫描电镜及能谱图观察分析实验后试样的微观形貌,对涂层的防Na_2SO_4、K_2SO_4、准东煤灰沾污性能进行研究。结果烧结固化后的复合陶瓷涂层表面致密,与基材结合状态良好。经过120 h的Na2SO4、K2SO4、准东煤灰沾污实验后,未喷涂涂层的20G及TP347钢片试样表面沾污率分别为20.31%、13.33%、32.31%和16%、10%、29%,而喷涂涂层的两种钢片试样表面沾污率分别为0.38%、0.26%、0.75%和0.26%、0.13%、0.39%,基本为零。未喷涂涂层钢片试样表面的片状氧化膜结构容易粘附一些细微的Na2SO4、K2SO4、准东煤灰颗粒,涂层表面的一些微裂纹也会使细微颗粒滞留在裂纹区域,这些细微颗粒难以被压缩空气吹扫清除。结论复合陶瓷涂层隔绝了沉积物与钢材基体直接接触,自身具有较低的表面能和化学不亲和性,使沉积物不易粘附,具有一定的防高碱煤沾污能力。     

稀土氧化物对铸造用纳米氧化铝陶瓷化涂层显微组织及性能的影响

介绍了一种砂型铸造用新型陶瓷化涂料,并研究了稀土氧化物对纳米氧化铝复合陶瓷化涂料层显微组织及性能的影响。试验指出,稀土氧化物可降低陶瓷化涂层的烧结温度,提高其致密性和表面硬度,从而大大增加了铸造用陶瓷化涂层的高温屏蔽性能和抗高温金属液的冲刷能力,对于阻隔硫、碳和氮等气体侵入金属基体和减少冲砂以及夹砂等表面缺陷,起了积极的作用。     

纳米复合陶瓷涂层激光熔覆后的组织与耐磨性能

研究了45#钢表面激光熔覆纳米A12O3复合陶瓷涂层的微观组织结构、显微硬度和磨损特性。结果表明，激光熔覆层由α-A12O3和TiO2以及A12O3纳米颗粒组成，在激光的作用下，消除了原来等离子喷涂层的片层状组织；纳米颗粒仍然保持纳米尺度，填充在涂层的大颗粒之间，起着桥连的作用；同时涂层气孔率的降低使涂层致密化程度得以提高，纳米A12O3涂层的显微硬度较高，且其耐磨性能明显优于等离子A12O3 13％TiO2喷涂层。     

新型溶胶-凝胶法制备Al2O3-ZrO2陶瓷涂层及其组织结构

采用新型溶胶-凝胶法,即在氧化铝溶胶中引入氧化锆陶瓷粉末制成复合浆料,在不锈钢表面制备了Al2O3-ZrO2陶瓷涂层,对涂层的显微组织、成分分布、相组成以及化学结构进行了研究.研究结果表明:该方法制备的涂层,厚度大大高于普通溶胶-凝胶法制备的涂层,涂层中形成了一种复杂的氧化铝网络结构,氧化锆颗粒被包覆在其中.最后,分析...     

火焰喷涂工艺对Al_2O_3陶瓷涂层的影响

采用火焰喷涂技术对基体金属表面喷涂Al2O3陶瓷。通常该陶瓷涂层易出现“剥落”、“龟裂”、孔隙率偏高等缺陷,这些缺陷的产生严重影响涂层的性能。本文通过制定和改善其喷涂工艺,有效地解决了其产生上述缺陷的问题。     

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.     

微等离子体氧化制备TiO2薄膜的结构特性

利用微等离子体氧化方法在纯Ti金属表面生长出一层厚度达20μm的陶瓷氧化膜，并用X射线衍射、扫描电镜初步研究了氧化膜的组织结构和表面形貌。在不同电解质溶液条件下，得到3种不同类型结构组成的氧化膜：单一TiO2的锐钛型结构、TiO2锐钛型 金红石型的混合相结构、单一TiO2金红石结构。TiO2单一的锐钛型结构的氧化膜薄膜比较粗糙，TiO2金红石结构的氧化膜表面比较平滑，而混合相结构陶瓷膜的表面层为疏松的锐钛型结构TiO2，亚表层为金红石结构的TiO2。     

高能脉冲等离子扫描电沉积ZrO2/Y2O3陶瓷涂层

用高能脉冲等离子扫描电沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备ZrO2/Y2O3复合陶瓷涂层,以提高材料的抗高温氧化性能.陶瓷涂层的表面质量与多项工艺参数有关,通过不同工艺条件下获得的涂层性能对比分析优选出了满意的工艺参数,并分析了相应的作用机理.     

Al2O3-TiO2复相陶瓷涂层在动态LBE中的耐腐蚀行为

目的分析研究Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层在高温流动铅铋合金中的耐腐蚀行为。方法以纯Ti粉末、Fe Al粉末、CrFe粉末为原料制得复合粉末,在CLAM钢基材表面上采用热喷涂-激光原位合成复合工艺制备了Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层。试样在500℃,流速为0.3 m/s的液态铅铋合金中进行了时长1000 h的动态腐蚀实验,分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析测试手段对涂层试样在动态LBE中的耐腐蚀行为进行了研究表征。结果在CLAM钢基材表面制备的Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层表面形貌整体较腐蚀前仍保持完好,涂层物相成分保持稳定,截面分析显示铅铋合金在腐蚀过程在涂层中未见渗透;而没有涂层保护的CLAM钢基材在腐蚀后表面发生明显的氧化腐蚀现象,生成结构疏松的Fe3O4氧化层,铅铋合金在氧化层中有扩散分布。结论通过火焰热喷涂-激光原位合成复合工艺在CLAM钢表面制备得到的Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层在高温流动的铅铋合金腐蚀条件下组织结构稳定,具有良好的适用性,能有效地阻止高温流动铅铋合金对CLAM钢基体材料的腐蚀。