纯铜SHS反应热喷涂Al2O3基复合陶瓷涂层的性能研究

    采用SHS(自蔓延高温合成)反应火焰喷涂工艺,将Al-CuO铝热反应体系引入到喷涂陶瓷材料中,在纯铜表面制备Al₂O₃基复合陶瓷涂层.结果表明,SHS反应热喷涂层与基体的结合好于常规热喷涂,辅以Ni-Al合金打底,复合涂层500度下热震循环40次时仍完好无损.复合涂层的XRD图谱表明,在层间及涂层内部生成的NiCu及Al_xCu_y化合物有助于增强涂层的性能,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好的液相环境的作用,提高反应转化率,降低孔隙率,同时复合涂层具有较好的耐磨性及抗氧化性.     

大气等离子喷涂Al_2O_3基陶瓷涂层性能的研究进展

综述了大气等离子喷涂Al_2O_3基陶瓷涂层在耐磨性能、热抗震性能、耐腐蚀性能、抗高温性能以及结合强度、韧性等方面的研究进展。指出了目前研究所面临的问题,并分析了未来的发展趋势。     

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂陶瓷涂层研究

为了改善AZ31B耐磨、耐蚀性,采用Al2O387%(质量分数,后同)及TiO2 13%(即Al2O3-13%TiO2)作为陶瓷骨料.在其中加入Al/CuO铝热剂,采用普通氧乙炔火焰喷涂技术在AZ31B镁合金上制备陶瓷涂层.主要研究了铝热剂中Al和CuO比例及铝热剂与陶瓷骨料比例,对陶瓷涂层的组成和性能的影响.实验表明:在铝热剂组分配比为m(Al):m(CuO)=3:1;m(陶瓷骨料):m(铝热剂)=1:1时,陶瓷涂层耐磨性和耐蚀性有了显著的提高.     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层摩擦学性能研究

针对超声电机摩擦驱动的特性,利用大气等离子喷涂技术在45钢表面设计制备不同配比的Al2O3/Ti O2陶瓷涂层。采用X射线衍射仪分析相结构,用扫描电镜表征磨损后涂层表面特征,探讨其磨损机理,在直线型超声电机上测试其磨损性能。结果表明:在高温条件下,Ti O2和Al2O3形成固溶体,而XRD测试时,只能检测到Al2O3的特征峰而Ti O2相消失。五种配比材料中,Al2O3-16%Ti O2涂层的磨损性能优于其他涂层,使用寿命更长。Al2O3-10%Ti O2和Al2O3-13%Ti O2涂层表现出轻微的疲劳磨损机制,Al2O3-16%Ti O2涂层则是轻微的磨粒磨损,而Al2O3-19%Ti O2和Al2O3-22%Ti O2涂层的磨损机制是轻微的脆性断裂。     

20钢表面喷涂Al_2O_3陶瓷涂层组织与隔热性能研究

采用等离子喷涂技术在20钢表面制备Al2O3陶瓷涂层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对涂层的微观组织、成分及物相组成进行了表征,在不同温度下对试样进行隔热性能测试。结果表明:涂层厚约0.40 mm,涂层截面是由涂层和许多孔洞组成,20钢基体与过渡层以及陶瓷层与过渡层之间形成良好的机械结合界面;涂层内主要含有SiO2、Al2O3、Na2O、NaAlO2;喷涂陶瓷涂层后,隔热性能明显提高,在550℃时Al2O3陶瓷涂层能使试样表面温度降低80℃左右。     

在AZ91D表面SHS反应热喷涂Al-CuO系Al2O3基复相陶瓷涂层

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面制备了Al2O3基复相陶瓷涂层.结果表明:SHS反应热喷涂层综合性能明显优于传统热喷涂层,传统热喷涂层的热震次数、开气孔率、耐蚀性和耐磨性分别为14次、17.4%、基体的24倍和8.5倍;而反应热喷涂层则分别为40次、15.2%、基体的37倍和10.6倍.若辅以Ni-Al合金打底,喷后重熔工艺可使反应喷涂层的综合性能进一步提高.     

Al_2O_3基复合陶瓷抗热震研究

介绍了陶瓷抗热震理论和影响陶瓷抗热震性能的因素,并就国内外近年来对氧化铝基陶瓷抗热震性能的研究作了简单介绍和总结。最后,指出了陶瓷抗热震研究存在的问题。     

40Cr钢表面等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2及Mo/Al_2O_3-TiO_2复合涂层的性能

采用等离子喷涂法在40Cr钢表面制备了Al_2O_3-Ti O_2涂层和Mo/Al_2O_3-Ti O_2复合涂层。利用扫描电镜(SEM)对涂层的微观形貌进行观察,并对涂层的结合强度、抗热震性能以及涂层的耐腐蚀性进行研究。结果表明:涂层与基体、涂层与涂层之间结合良好;复合涂层抗热震性能优于Al_2O_3-Ti O_2涂层;在40Cr钢喷涂Mo/Al_2O_3-Ti O_2复合涂层后可显著提高耐腐蚀性。对涂层进行封孔处理后,可进一步提高耐腐蚀性。     

纯铜Al_2O_3表面弥散强化的研究

用渗铝—内氧化技术进行了纯铜Ａｌ２Ｏ３表面弥散硬化。研究了渗剂铝含量对渗层铝浓度分布的影响和纯铜渗铝内氧化后的显微组织及性能。结果表明：在本实验条件下，渗层表面铝浓度与渗剂中铝含量相当。用内氧化技术可在渗铝的表层生成弥散细小的Ａｌ２Ｏ３，而且其数量可控。     

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。     

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂复相陶瓷涂层的制备及性能

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-TiO2-B2O3铝热反应剂引入喷涂材料中,采用机械球磨和聚乙烯醇(PVA)造粒制成喷涂复合粉末,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3基复相陶瓷涂层.利用XRD和SEM分析了喷涂复合粉末和复合陶瓷涂层的组成及形貌,并对涂层的热震性能、致密性、显微硬度和耐磨性进行测试.结果表明:复合粉末经12 h球磨后发生铝热反应,粉末呈球形及少量片状,造粒后形成相互包覆的球形结构.涂层中生成TiB2、MgAl2O4等新相.该复合涂层熔化较充分,涂层与基体结合紧密,界面处Mg元素有扩散.复合涂层热震次数可达45次,清漆封孔后,孔隙率为0%,致密性很好,最大显微硬度值达1224 HV0.1,耐磨性比镁合金基体提高8倍以上.涂层热震性能、致密性、显微硬度和耐磨性明显优于普通热喷涂陶瓷涂层.     

Al_2O_3含量对等离子喷涂TiO_2-Al_2O_3陶瓷涂层组织性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2–Al2O3陶瓷涂层,利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构,并研究了涂层的电阻率随温度变化的规律。研究结果表明:TiO2–Al2O3陶瓷涂层主要由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2、Magneli相、α–Al2O3及γ–Al2O3组成。涂层的显微硬度和电阻率随Al2O3含量的增加而增加,在通电升温条件下涂层的电阻率随温度升高而降低。     

激光熔覆纳米Al_2O_3等离子喷涂陶瓷涂层

采用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计研究了45#钢表面激光熔覆纳米Al2O3改性Al2O3 13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相组成、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察。结果表明,激光重熔区亚稳相γ Al2O3转变成稳定相α Al2O3,熔覆层由粗颗粒α Al2O3和TiO2以及纳米α Al2O颗粒组成,在激光的作用下,等离子喷涂层的片层状结构得以消除;纳米Al2O3颗粒仍然保持在纳米尺度,填充在涂层的大颗粒之间,使涂层致密化程度得以提高,因此纳米Al2O3改性涂层的显微硬度较高,且其耐磨性能明显优于等离子喷涂层。     

Al_2O_3-SiC复合涂层的制备及性能研究

采用大气等离子喷涂方法制备了不同SiC晶须含量的Al_2O_3-SiC复合涂层,研究了晶须含量对涂层的微观结构、硬度和弹性模量等的影响。结果表明:随着喷涂粉末中SiC晶须的含量增大,Al_2O_3-SiC复合涂层的孔隙率增加,而涂层的显微硬度降低。随着与涂层/基体结合面距离的增加,涂层的显微硬度呈现先增加后降低的趋势。纳米压痕的测试表明,随压痕深度增加,涂层的弹性模量先增大后降低,最后趋于稳定。在现有的研究范围内,SiC晶须含量为10%的复合涂层的韧性优于5%和15%的复合涂层。     

等离子喷涂Al_2O_3涂层质量的研究现状

介绍了等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层的性能及特点。对Al_2O_3陶瓷涂层在结合强度、摩擦磨损、孔隙率和应力应变等方面的质量情况做了总结,并对出现的相应缺陷提出改善措施。总结了提高喷涂涂层质量的相关工艺方法,对该涂层的发展趋势进行了展望。     

热化学反应法制备Al_2O_3基陶瓷涂层的组织与性能

采用热化学法在1Cr18Ni9钢表面制备Al_2O_3基陶瓷涂层,利用SEM、EDS等微观分析仪器研究了结合层的微观形貌、成分及组织结构,利用浸泡腐蚀实验检测了涂层的耐蚀性。结果表明,涂层致密均匀,与基体发生了化学反应,陶瓷涂层的存在有效的提高了1Cr18Ni9钢的抗酸、碱腐蚀能力。     

纳米Al_2O_3对等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合涂层结构与性能的影响

大气等离子喷涂ZrC-ZrSi_2陶瓷涂层的孔隙率高,提高等离子喷涂ZrC-ZrSi_2陶瓷涂层的致密度成为亟待解决的问题。在TC4钛合金表面采用大气等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合粉和ZrC-ZrSi_2-Al_2O_3复合粉分别制备两种复合涂层。研究纳米Al_2O_3对等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合涂层组织结构与性能的影响。结果表明,添加了Al_2O_3的ZrC-ZrSi_2复合涂层的组织结构更为致密,相较于ZrC-ZrSi_2复合涂层具有更优异的力学性能。熔点相对较低的Al_2O_3能够在喷涂焰流中先熔化,熔融态的Al_2O_3能够填充在ZrC-ZrSi_2复合涂层的孔洞处,提高复合涂层的致密度,改善涂层的力学性能。研究成果可为提高大气等离子喷涂制备含高熔点组分复合涂层的致密度提供指导。     

SHS铸渗法制备表面Al_2O_3-TiC铁基复合材料

利用Ti-C和Al-Fe2O3反应体系,采用SHS铸渗法在球铁表面制备复合材料。研究物料配比对铸渗层微观组织和磨损性能的影响。结果表明,形成表面复合材料的适宜配比为Ti-C体系55%+Al-Fe2O3体系40%+硼砂5%,Al与Fe2O3的质量比为2∶5。铸渗层中原位生成的Al2O3和TiC颗粒分布在Fe基固溶体上。低应力切削磨损条件下,铸渗层的磨损率仅为球铁基体的1/3,且其磨损率随磨程的增加而降低。     

45钢表面激光熔覆Al_2O_3陶瓷涂层的研究

采用SEM,TEM及EDAX等手段研究了45钢表面Al2O3－NiCrAl复合陶瓷涂层的组织结构,实验结果表明：Al2O3－NiCrAl复合陶瓷等离子喷涂层的组织呈层片状,面层由α－Al2O3和少量的γ－Al2O3组成,Al2O3与NiCrAl及NiCrAl与基体间均为机械结合界面：激光熔覆层组织为单一的α－Al2O3柱状晶、过渡合金与基体间形成了良好的冶金结合界面,Al2O3与NiCrAl间的界面结合状况得到了明显的改善,在激光熔覆过程中存在着分层凝固机制．熔敷层硬度达2423－2664HV0．2     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.