激光辐照制备搪瓷涂层

激光辐照制备的搪瓷涂层表面粗糙,与金属基材结合牢固。一般由 Si,Al,Na,K,B,F,O等元素组成。在激光辐照过程中 K,Na 明显地挥发,从而在涂层中的含量明显减少;Co,Ni,主要分布在界面附近;Fe 元素也由基材进入涂层,呈梯度状分布,在界面过渡区含量很高,在涂层内含量很低。搪瓷涂层的形成与激光辐照参数,特别与激光功率间存在极为密切的关系;只有选用合理的参数,才能制得搪瓷涂层。     

高反射率抗激光烧蚀涂层的制备及数值模拟研究

以TiO₂为颜料, 硅酸钾为粘结剂(以下简称KS-T), 采用空气喷涂的方法, 在铝基底上制备了一种抗激光烧蚀涂层。研究了粉体粒径大小、固含量、涂层厚度等因素对涂层反射率的影响, 获得了1064 nm激光波段下反射率达到96.8%的KS-T涂层。基于热传导方程建立三维有限元模型模拟材料的瞬态温度场分布, 测量激光辐照过程中铝基底的背底温度变化, 与模拟结果相比较, 发现KS-T涂层可以有效地保护基底不被激光烧蚀。模拟结果显示, 在辐照一段时间后, 样品的反射率出现了下降的现象, 分析了反射率下降的可能原因;计算结果还表明考虑界面热阻(ITR)后, 涂层/基底界面处出现一个明显的温降, 阻止热流向基底的传输, 从而使铝基底保持一个较低的温度。     

高反射率抗激光烧蚀涂层的制备及数值模拟研究（英文）

以TiO_2为颜料,硅酸钾为粘结剂(以下简称KS-T),采用空气喷涂的方法,在铝基底上制备了一种抗激光烧蚀涂层。研究了粉体粒径大小、固含量、涂层厚度等因素对涂层反射率的影响,获得了1064 nm激光波段下反射率达到96.8%的KS-T涂层。基于热传导方程建立三维有限元模型模拟材料的瞬态温度场分布,测量激光辐照过程中铝基底的背底温度变化,与模拟结果相比较,发现KS-T涂层可以有效地保护基底不被激光烧蚀。模拟结果显示,在辐照一段时间后,样品的反射率出现了下降的现象,分析了反射率下降的可能原因;计算结果还表明考虑界面热阻(ITR)后,涂层/基底界面处出现一个明显的温降,阻止热流向基底的传输,从而使铝基底保持一个较低的温度。     

激光熔覆玻璃涂层

本文研究在Ａ３钢基材上激光熔覆玻璃涂层的可行性，激光熔覆玻璃涂层的过程是玻璃熔体在基材表面上湿润、铺展，然后冷凝的过程。玻璃熔体在基材表面上铺展，不仅与它们之间的浸润有关，而且与玻璃熔体的流动性有关。玻璃熔体的流动性在熔覆过程中随时间变化；激光处理参数的不同会改变熔体的随时间变化过程。合理选择激光参数能熔覆形成均匀的、光滑的、粘附的、无裂纹的玻璃涂层。在激光熔覆过程中，会在玻璃熔体中出现结晶现象，     

基于CO2激光热效应的喷塑涂层界面结合强度研究

用CO2脉冲激光扫描AISI304-喷塑涂层的表面,分析喷塑涂层的破坏特征和断裂行为,研究了激光热效应下喷塑涂层的结合强度.结果表明,可用吸收的激光能量定量地表征涂层和基体之间的结合强度,聚烯烃喷塑涂层-AISI304的理论结合强度为19.9 MPa,当涂层中塑料与基体的溶度参数相近时,涂层与基材的结合界面附着力较强.     

激光合成HA生物陶瓷涂层的热力学动力学研究

本文介绍了在金属基材上激光合成生物陶瓷复合涂层的新构想。从理论上研究了激光条件下由CaHPO4·2H2O-CaCO3混合粉末合成HA复合涂层的热力学和动力学，提出了相应的教学模型及其数值求解方法。文中还采用SEM、XRD和EDX等手段，对激光涂覆层的形貌、结构和成分等进行了分析。结果表明，选用适宜的激光涂覆工艺，在金属基材上可以合成HA生物陶瓷复合涂层，且涂层具有有利于人体组织长入的网状显微结构和均匀的化学成分分布特征。     

氟锆酸盐玻璃析晶动力学研究

本文用差示热分析ＤＴＡ研究了ＮａＦ和ＮａＣｌ的引入对氟锆酸盐玻璃析晶动力学参数的影响，指出ＮａＦ和ＮａＣｌ的引入使氟锆酸盐玻璃析晶活化能下降，Ｔｘ－Ｔｇ增加，改善了玻璃形成能力。用Ａｕｇｉｓ－Ｂｅｎｎｅｔｔ法及修正Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法处理实验结果，所得析晶活化能基本一致，而由Ａｕｇｉｓ－Ｂｅｎｎｅｔｔ法及修正Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法处理实验结果，所得析晶活化能基本一致，而由Ａｕｇｉｓ－Ｂｅｎｎｅｔｔ法     

镍基熔覆涂层受冲击载荷作用下的性能研究

45钢及1Cr18Ni9Ti表面激光熔覆WFCL-11涂层，研究了激光熔覆涂层与基体界面及表面显微组织和硬度特点，分析在冲击载荷作用下，显微组织、结合性能、硬度变化等特点。发现了不同基材与熔覆材料对结合面性能的影响。     

搪瓷涂层对Ti—24Al—12Nb—3V抗氧化及腐蚀性能的影响

研究了搪瓷层对Ti-24Al-14Nb-3V抗高温氧化及热腐蚀性能的影响，结果表明，在900℃下，由于搪瓷涂层具有较高的化学稳定性，且和Ti-24Al-14Nb-3V有比较接近的热膨胀系，大大改善了Ti-24Al-14Nb-3V抗恒温氧化及循环氧化性能，在850℃（Na,K)2SO4,虽然熔盐中的Na^ 与搪瓷涂层中的Ca^2 进行离子交换引起的搪瓷涂层少量减重，但它仍具有优异的抗熔融硫酸盐腐蚀能力，在850℃NaCl Na2SO4中，搪瓷涂层对Ti-24Al-14Nb-3V具有一定的保护作用，但是由于熔盐中的Na^2 与搪瓷涂层中的Ca^2 进行离子交换，和熔盐中的Cl^-对搪瓷涂层的腐蚀作用及对基材的点蚀作用，使其保护作用下降。     

基于工业合金激光熔覆制备Fe基非晶涂层

以FeCoCrMoCBY块体合金为熔覆材料,采用激光熔覆在低碳钢表面制备非晶涂层,探讨不同激光功率对涂层成形及组织的影响,通过显微硬度仪、电化学工作站测试涂层显微硬度及耐腐蚀性能。研究结果表明,其他参数不变,激光功率为17.6~20.8 W时,涂层成形良好,与基材呈典型冶金结合。随激光功率增加,涂层稀释率升高,裂纹倾向增大,非晶化程度降低。激光功率为17.6 W时,涂层主要由非晶组成,稀释率低于24.2%,结构致密,包括热影响区、熔合区和熔覆区;涂层平均显微硬度为1 330HV,约高于基材9倍,在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能明显优于316L不锈钢。     

车用316L不锈钢上激光熔覆Co-9Al-12W合金组织及腐蚀性能分析

通过大功率半导体耦合激光器在车用316L不锈钢上激光熔覆Co-9Al-12W合金,通过硬度与稀释率确定了最优的激光熔覆工艺参数,实验测试分析钴基涂层的微观组织及腐蚀性能。研究结果表明:增大激光能量密度能提高基材熔融程度,达到更大的稀释率。能量密度120 J/mm~2熔覆合金形成的熔覆合金达到了最大的硬度59 6HV。位于基体和熔覆合金界面层区域形成了具有平面晶特征的金相组织,涂层和基材之间达到了冶金结合的状态。在钴基熔覆合金内存在γ-Co与Al_3W_2两种成分,Co与Fe主要出现在枝晶组织中。结果显示涂层和基材之间达到了冶金结合的程度,获得质量更优的熔覆合金。Al含量增大便会跟氧气发生相互作用得到Al_2O_3膜层,形成致密结构,达到钝化效果。     

激光熔覆FeCoCrNi系高熵合金涂层的组织及高温摩擦学性能EI北大核心

高熵合金涂层在提高不锈钢基材的耐磨性方面具有巨大的潜力。为探究Cu/Si两种元素掺杂对FeCoCrNi高熵合金涂层组织及高温摩擦学性能的影响,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备出FeCoCrNiCu_(x)和FeCoCrNiSi_(x)系列高熵合金涂层。采用XRD,SEM,EDS等手段表征了涂层的微观组织及物相分布,通过高温摩擦磨损试验机测试了涂层的高温摩擦学性能。结果表明:在合适的激光熔覆工艺参数下,FeCoCrNiCu_(x)和FeCoCrNiSi_(x)高熵合金涂层均形成了单一的FCC型固溶体,与基体呈良好的冶金结合;Cu元素的加入降低了FeCoCrNi涂层表面硬度,但由于涂层热导率提高,界面结合情况改善;Si元素的加入促进了晶粒细化,提高了涂层表面硬度;在600℃下,Cu/Si元素的加入对涂层的摩擦学性能均有明显改善,其中FeCoCrNiCu及FeCoCrNiSi涂层的摩擦因数分别为0.24和0.19,磨损率分别为1.58×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)和6.77×10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),相比于FeCoCrNi涂层分别降低了56.1%和81.9%。FeCoCrNiCu涂层主要磨损机制为氧化磨损、疲劳磨损及轻微磨粒磨损,而FeCoCrNiSi涂层为氧化磨损。     

搪瓷涂层改性技术及应用研究进展

惰性氧化物构成的搪瓷涂层具有与玻璃相似的硅氧网络结构，表现出优异的抗氧化、抗腐蚀性能，但搪瓷的高温软化与本征脆性限制了其在高温环境下长寿命服役的能力。为了促进搪瓷涂层的市场化推广，在分析了影响搪瓷涂层使用寿命的原因及第二相改性机理后，提出4种用于解决搪瓷涂层软化脱落问题的方法，即颗粒增韧、调节热膨胀系数、调节界面稳定性、裂纹自修复，以期为搪瓷涂层在高温腐蚀或热循环冲击条件下的长寿命服役能力研究提供指导。     

等离子喷涂-激光重熔制备AlCuFe准晶涂层的研究

报道了在氩气气氛下，利用固体YAG激光对等离子喷涂AlCuFe准晶涂层进行激光重熔制备包含二十面体准晶I相及β类似相涂层的研究。结果表明，在激光功率固定为300W的情况下，随着激光扫描速度的增加，低碳钢基体中Fe元素对涂层的稀释度减小，从而使不同扫描速度下所得离子喷涂-激光重熔涂层中I相和β相的含量比I/β依次增加。同时随着激光扫描速度的增加，激光熔化涂层的熔池深度变浅。当激光扫描速度大于某一定值时，涂层熔化深度达不到涂层与基体的结合界面从而无法使涂层与基体之间实现冶金结合，不利于涂层结合力的提高。     

Kevlar／PF尼龙Ⅱ^#复合体系的界面形态研究

用３种二酰氯和己内酰胺对Ｋｅｖｌａｒ进行了表面化学接枝。考察了纤维表面、结晶温度和基体ＰＦ尼龙Ⅱ＾＃（即石油发酵尼龙Ⅱ＾＃）的γ－辐照等因素对Ｋｅｖｌａｒ／ＰＦ尼龙界面形成横晶的影响。辛二酰氯能够最有效地提高Ｋｅｖｌａｒ诱发ＰＦ尼龙Ⅱ＾＃的结晶能力，其界面结晶形态还与结晶温度和基体的性质密切相关。     

等离子喷涂氧化铝涂层界面状态和结合性能的研究

采用相同的等离子喷涂工艺参数对TC4钛合金、45钢、6061铝合金和纯铜等不同基材进行了等离子喷涂工艺试验.利用金相显微镜和扫描电镜观察了涂层组织的界面结合状态,测试了不同基材上涂层的结合强度,分析了基材性质不同对涂层残余应力、界面组织状态和结合强度性能的影响规律.结果表明:基材的热膨胀系数、导热系数、比热容等物性参数...     

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明：钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333 Ti0．666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为CaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0．2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0．2。     

AA6063铝合金表面激光熔覆TiC/Al3Ti复合涂层的耐腐蚀性能

为了提高AA6063铝合金的性能,采用激光熔覆技术在AA6063铝合金表面制备了TiC增强Al3Ti复合涂层,研究了激光熔覆层的成分、显微形貌和耐腐蚀性能.结果表明:激光熔覆层由树枝晶Al3Ti、枝晶间α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成,涂层和基材为良好的冶金结合;与基材相比,激光熔覆层的耐腐蚀性能显著提高,且随着TiC含量的增加,熔覆层的耐腐蚀性能提高.     

溶胶—凝胶法制备有机改性SiO2—TiO2涂层的研究

用溶胶－凝胶法在ＰＭＭＡ上制得ＳｉＯ２－ＴｉＯ２涂层。溶胶粘度分析表明，溶胶以线性生长方式凝胶，适宜于制备薄膜。ＦＴＩＲ对涂层的干燥和热处理过程研究表明，涂层中形成Ｓｉ－Ｏ－Ｔｉ－Ｏ－Ｓｉ无机网络结构。扫描电镜对涂层中Ｔｉ－Ｓｉ元素的分布进行了能谱分析，发现无机网络主要分布于涂层的表面及界面处。     

激光熔覆Ni 基金属陶瓷复合涂层的裂纹研究

利用激光熔覆技术在中碳钢表面制备了不同涂层成分的原位自生TiB₂ / Ni 金属陶瓷复合涂层, 研究了涂层的开裂行为。结果表明: 当陶瓷相含量高时, 涂层中形成的裂纹主要有粘接金属基体中的穿晶裂纹、熔覆层边缘的高密度裂纹、金属基体与硬质陶瓷相界面上的微裂纹以及热影响区中结合界面附近的微裂纹等。涂层中的裂纹主要是由涂层材料与金属基体热膨胀系数不同而造成的热应力产生的, 组织转变应力也起了重要作用。当激光工艺参数及涂层成分配制合理时, 涂层质量良好。