大气等离子喷涂氧化铝涂层制备和介电性能研究

采用大气等离子喷涂方法,在不同喷涂功率和喷涂距离下制备氧化铝涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、气孔率以及介电常数的影响。用SprayWatch 2I热喷涂在线监测系统测量等离子体射流中熔融氧化铝粉末的表面温度和飞行速度;用扫描电镜观察涂层的显微结构;对涂层剖面照片用莱卡QWIN图像软件分析计算了涂层的气孔率;用精密阻抗分析仪测量计算氧化铝涂层的介电常数。结果表明,喷涂功率和喷涂距离的改变可影响氧化铝涂层的气孔率。合适的功率和喷涂距离能使粉末获得良好的熔融和较快的飞行速度,形成致密的涂层。较致密的氧化铝涂层介电常数亦较大。     

钛酸锶钡陶瓷的制备及介电性能

采用固相法和溶胶凝胶法制备钛酸锶钡(BaxSr1 xTiO3,BST)粉末,用X射线分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析2种方法制备的BST粉末的物相组成和显微形貌。固相法和溶胶凝胶法所得粉末制备的压坯分别在1 400℃和1 300℃烧结2 h得到BST陶瓷,用密度分析仪、扫描电镜(SEM)和阻抗分析仪对BST陶瓷的密度、断口显微形貌和介电性能进行分析,研究不同Ba/Sr比例和2种不同粉末颗粒尺寸对BST陶瓷介电性能的影响。结果表明:室温下,BaxSr1 xTiO3(x=0.5,0.6)为立方相,BaxSr1 xTiO3(x=0.7,0.8)为四方相;固相法粉末制备的BaxSr1 xTiO3(x=0.5,0.6,0.7,0.8)陶瓷的密度、颗粒尺寸和介电常数峰值均随Ba含量的增加而增加,居里温度随Ba含量的增加呈线性增加,线性拟合得到Tc=221.6+354x,BST陶瓷的介电常数随频率的增加而降低;与固相法粉末制备的BST陶瓷相比,溶胶凝胶法粉末制备的BaxSr1 xTiO3(x=0.5,0.6)陶瓷密度较高,但同时出现介电峰弥散,介电常数和介电损耗较低。     

热喷涂陶瓷绝缘涂层的研究现状与展望

热喷涂陶瓷绝缘涂层具有优异的介电和机械性能,被广泛用于工件绝缘防护。涂层材料与制备方法决定了其介电性能表现。首先,总结了高纯Al₂O₃、掺杂态Al₂O₃ (掺杂Mg O、Ti O₂、Zr O₂)及其他材料(Y₂O₃、Mg Al₂O₄)的介电与机械性能特征。高纯Al₂O₃的介电强度与电阻率高,是应用最广泛的涂层材料。其粉末纯度、涂层的相组成与缺陷取向是影响介电性能的重要因素。在Al₂O₃中适度掺杂Mg、Ti等元素可降低粉末熔点,提高沉积效率与致密度。Al₂O₃混合稳定四方相Zr O₂通过其相变增韧提高涂层冲击韧性。掺杂法在适度牺牲涂层介电性能的同时可提高其综合服役性能。另外,Y₂O₃     

Sm2O3掺杂BSTN陶瓷的制备与介电性能

采用溶胶凝胶法制备了Sm3+掺杂(Ba,Sr)TiO3/(Ba,Sr)Nb2O6复相陶瓷,XRD衍射表明,样品由钙钛矿相和钨青铜相组成,无其他杂相生成。随着Sm3+掺杂量的增加,样品衍射峰向小角度方向移动,表明掺杂的Sm3+取代了体系中Nb5+及Ti4+。检测了样品的介电-温度性能,结果表明,随着Sm3+掺杂量的增加,样品的介电常数及介电损耗都有所降低,当Sm3+掺杂量达到0.004时,样品介电损耗最低,再增加Sm3+的掺杂量,样品的介电损耗又出现增加的趋势。可以得出,适量Sm3+的掺杂可以有效降低样品的介电损耗。     

等离子喷涂Al/BN涂层工艺研究

采用正交实验设计方法研究了等离子喷涂Al/BN涂层过程中涂层硬度、化学成分与等离子喷涂参数之间的响应关系,利用建立的响应公式,通过排列组合,优选出最佳工艺参数,并进行了验证。在实验参数区间内:涂层布氏硬度与氩气流量、氢气流量及电流成正比,与喷涂距离及送粉速率成反比;BN含量与氩气流量、氢气流量、电流、送粉速率及喷涂距离成反比;SiO2含量与氩气流量、氢气流量、电流成正比,与送粉速率和喷涂距离成反比。在最优工艺参数范围下:获得的涂层硬度压痕直径在5.5~6.1之间,涂层结合强度均值≥4.0MPa,涂层经100小时,450℃热处理后的硬度值在5.5~6.2之间,制备的涂层能满足航空发动机长期使用需求。     

机械球磨方法在表面薄膜涂层制备中的应用

介绍了机械球磨法的最新应用——机械球磨涂覆技术(MCT)。对其工艺理论、球磨过程的影响因素进行了综述,阐述了机械球磨涂覆技术在机械镀层和在球磨介质上制备薄膜材料领域的应用,讨论了机械涂覆技术在涂层制备中表现出的优势和存在的弊端。基于研究现状,展望了该技术的今后发展方向。     

不同复合形式对AlSi／BN粉末及其涂层组织性能的影响

本文通过对两种组元的粒度设计,制备出BN与AlSii团聚、BN包裹AlSi、AlSi包裹BN三种形态的AlSi／BN复合粉末,通过大气等离子喷涂制备AlSi／BN可磨耗封严涂层,对粉末及涂层组织性能的研究结果表明,BN与AlSi团聚复合粉末涂层的BN含量最高,热稳定性最好。AlSi包裹BN复合粉末形成的涂层具有最高的硬度,其BN的损失特性为烧损和冲击型损失。     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、TiAl/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,TiAl/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450mV)。同时,在极化曲线测试过程中发现TiAl/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而TiAl/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,TiAl/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和AlO,没有发现Ti的腐蚀产物。TiAl/BN复合涂层中形成的TiAl合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

氧化钆对钛酸钡陶瓷结构和介电性能的影响

采用固相法制备得到了掺杂 1% (mol) Gd2 O3的钛酸钡陶瓷 ,并通过 X射线衍射分析和扫描电镜对其结构进行了表征。对其介电常数、介电损耗和室温电阻率进行了测定 ,结果表明 Gd2 O3掺杂 Ba Ti O3陶瓷的介电常数明显增加 ,介电损耗也有所升高 ,室温电阻率明显降低     

烧结BaTiO3—CaSnO3对玻璃氧化物介电性能的影响

本文研究了铁电陶瓷ＣａＴｉＯ３－玻璃氧化物组成厚膜的烧结性能。添加有１０％（重量百分比）ＣｄＯ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２玻璃系的ＢａＴｉＯ３能够在比不具流动性的ＢａＴｉＯ３系烧结温度低３００－５００℃的条件下烧结。在实验中分别测定了具有流动性和不具流动性的ＢａＴｉＯ３系的介电常数，介质损耗和居里温度。     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、Ti Al/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450m V)。同时,在极化曲线测试过程中发现Ti Al/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而Ti Al/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和Al O,没有发现Ti的腐蚀产物。Ti Al/BN复合涂层中形成的Ti Al合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

一种等离子喷涂Al/BN封严涂层

通过进行Al/BN面层粉末、NiAlW合金底层粉末喷涂工艺试验,确定了Al/BN及NiAlW粉末的化学成分和粒度分布,使其适合大气等离子喷涂的工艺要求,并制备出Al/BN可磨耗封严涂层。该涂层结合强度和布氏硬度适中,450℃耐热震性能良好,且在300小时以内组织稳定。销盘摩擦磨损试验结果表明,在室温下,涂层刮削性好,没有对GH2150变形高温合金摩擦销造成明显损伤;在450℃下,未对ВТ18У钛合金和GH2150摩擦销合金造成明显的磨损损伤,但其耐磨损性能有所下降。     

SrNb_2O_6-NaNbO_3-SiO_2玻璃陶瓷纳米介电复合材料的介电性能研究

应用辊压快冷及可控结晶技术制备了玻璃陶瓷(SrNb2O6-NaNbO3-SiO2)纳米介电复合材料。研究了该复合材料的制备工艺参数与显微组织特性以及介电性能的关系,重点关注该材料的抗电击穿性能。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的分析结果显示,高温熔体经辊压快冷后得到典型的玻璃块体,在随后的可控结晶过程中,当温度高于750℃时,在玻璃基体中逐步析出具有高介电常数的纳米SrNb2O6和NaNbO3颗粒。当晶化温度为900℃时,析出相的平均尺寸约为28 nm。分析测试了该类材料介电常数的温谱特性和频谱特性。结果表明,该介电复合材料具有适宜的温谱和频谱特性。在100 Hz~1 MHz测试频率和-55~125℃测试范围内,该类材料均表现出极佳的稳定性(5%)。与此同时,基于其特有的低孔隙率和纳米晶粒度的特点,该类复合材料的抗电击穿能力亦很突出。在700℃结晶化处理的样品的电击穿强度高达120 kV.mm-1。     

NiAl／BN可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

利用大气等离子喷涂技术制备NiAl／BN可磨耗封严涂层,采用可模拟可磨耗封严涂层工况的高速／高温摩擦磨损试验机研究了涂层在650℃下的摩擦磨损性能,探究了涂层磨损机理。结果表明,涂层硬度对NiAl／BN封严涂层与K24镍基高温合金叶片间的摩擦系数、涂层磨损量和磨损机理均有明显影响。摩擦系数随涂层硬度增大而增大;涂层磨损量随硬度增大而减小;当硬度为35HR15y和45HR15y时,涂层磨损机理为切削、涂抹、摩擦氧化,当硬度为55HR15y时,涂层磨损机理为涂抹和摩擦氧化。     

Mg掺杂对二钛酸钡(BaTi_2O_5)的介电性能的影响

采用电弧熔炼法成功制备了b轴取向的MgO置换二钛酸钡(BaTi2O5)多晶体Ba1-xMgxTi2O5,结果表明,MgO的置换显著增大了多晶体Ba1-xMgxTi2O5介电常数的数值,当MgO的置换量x为0.005时电弧熔炼法制得的多晶体Ba1-xMgxTi2O5的介电常数出现最大值为3 250. 多晶体Ba1-xMgxTi2O5的居里温度随着MgO的添加量的增加而有所降低.     

热压烧结制备BN陶瓷复合材料的研究进展

介绍了利用热压烧结制备h-BN复合陶瓷的工艺过程和致密化过程,分析了Al N/BN、Si3N4/BN和SiC/BN复合陶瓷在力学性能、耐热性能、加工性能和介电性能方面的影响因素,最后对BN复合陶瓷的未来发展趋势进行了展望。     

机械涂覆技术在功能涂层制备中的应用

机械涂覆技术在功能涂层制备方面,由于其设备简单,耗能低等特点,受到广大学者的青睐。目前,机械涂覆技术主要用于材料表面改性涂层和光催化涂层的制备,而两种涂层的形成和性能都受到多种因素的影响。因此,论述了机械涂覆技术的原理,并分别讨论了影响两种涂层形成和性能的影响因素,最后基于该技术目前在涂层制备中的限制,对未来的发展进行了展望。     

机械涂覆法制备氧化锆球Ni涂层

为了研究转速和时间对机械涂覆法制备Ni涂层的影响,以金属Ni粉为涂覆原料、氧化锆(ZrO₂)陶瓷球为涂覆基底制备Ni涂层。通过涂覆后陶瓷球的增重量来表征涂层的厚度,采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析表征涂层的结构和成份。结果表明,随着转速提高,球磨初期涂层的厚度逐渐增加,持续球磨,涂层厚度反而开始降低。转速240 r·min^-1、球磨15 h的涂覆效果最佳,涂层平均厚度约为20μm。Ni涂层厚度经历了增厚和减薄两个阶段,转速会影响二者出现的进度,适当提高转速利于涂层加厚,提高工艺效率,但过高的转速不利涂层形成。     

(Mg_(4-x)Zn_x)Ta_2O_9微波陶瓷的结构和介电性能

结合高能球磨法技术,采用传统固态反应法制备了Zn掺杂Mg_4Ta_2O_9基单相刚玉结构微波陶瓷。在XRD、SEM、Raman等晶体结构及微观形貌的系统表征和微波性能测试的基础上,开展了Zn掺杂Mg_4Ta_2O_9基微波陶瓷的结构和性能相互作用的研究。结果表明,在x=0~0.8范围内,Zn能够固溶进入Mg_4Ta_2O_9基体而形成单相刚玉结构(Mg_(4-x)Zn_x)Ta_2O_9陶瓷。XRD精修结果进一步显示,Zn掺杂可导致Mg_4Ta_2O_9陶瓷中氧八面体的扭转畸变。拉曼光谱结果显示,Zn掺杂使Mg(Zn)—O键之间的振动减弱。而Zn取代Mg使Mg(Zn)—O键长变长和键能减弱是未掺杂Mg_4Ta_2O_9陶瓷的品质因子从169 074 GHz下降到(Mg_(3.2)Zn_(0.8))Ta_2O_9陶瓷的68 173 GHz的关键因素。     

钛板表面生物活性梯度陶瓷涂层的制备

采用涂覆-烧结法制备了一种以金属钛为基体的二氧化钛-羟基磷灰石梯度涂层材料.通过对其进行成分设计,从而将金属钛、羟基磷灰石这两种材料各自的优点综合起来,并弥补了相互的不足.用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）及粘结拉伸试验研究了该生物梯度材料的制备、组织结构、表面形貌、化学组成以及力学性能.试验证明,该材料具有较好的结合强度以及优良的生物活性,是一种很有前景的骨替换材料.