钛合金表面等离子喷涂制备ZrO2—Ti系功能梯度涂层

研究了等离子喷涂法制备ＺｒＯ２－Ｔｉ系功能梯度涂层。结果表明，采用等离子喷涂工艺制备功能梯度涂层是可行的，涂层与基体除以机械咬合方式结合外，还存在着少量冶金化学化学反应结合，添加Ｎｉ／Ａｌ和ＳｉＯ２有助于提高涂层的结合强度。     

钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展

介绍了钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展,主要从钛合金表面等离子喷涂陶瓷材料耐磨涂层、固体润滑减摩涂层、生物活性涂层、功能涂层等几方面进行了简要的介绍。并对钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的发展趋势进行了展望。     

钛合金表面等离子喷涂热障涂层性能的研究

用等离子喷涂法在钛合金（Ti6Al4V）表面制备NiCrAlY＋（ZrO2＋Y2O3）陶瓷热障涂层。用XRD、SEM检测了涂层的金相组织、结构及形貌。对喷涂前后的试样在600℃进行了高温氧化实验,给出了氧化动力学曲线。结果表明．钛合金经等离子喷涂处理后表面形成陶瓷热障涂层且与基体结合紧密,涂层的厚度约为210um。所形成的热障涂层显著地提高了钛合金的高温抗氧化性能．降低了氧化速率,致密的氧化膜对继续氧化有阻碍作用。     

等离子喷涂ZrO2—NiCoCrAlY梯度热障涂层的抗热震性及失效机理

研究了ZrO2-NiCoCrAlY热障涂层的抗热震性和热震失效机理。实验结果表明,梯度热隙涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有较高的抗热震性。热震裂纹形成与扩展主要在粘结层与基体的界面处。随热循环次数的增加,热震裂纹可在表面陶瓷层内和陶瓷层与过渡层的界面处形成。实验表明热障涂层热震失效的过程主要是裂纹形成、扩展及涂层剥落,粘结层的氧化是导致涂层剥落失效的重要原因。     

等离子喷涂ZrO2热障涂层热冲击破坏研究

对比研究了等离子喷涂ZrO2梯度热障涂层及传统的双层结构热障涂层,选择NiCoCrAlTaY合金粉末作为热障涂层的粘结底层材料、7％Y2O3-ZrO2作为热障涂层的面层材料、不同比例的NiCoCrAlTaY与7％Y2O3-ZrO2(YPZ)复合粉末作为梯度过渡层材料,然后进行热冲击试验、金相分析及扫描电子显微镜形貌分析,结果表明梯度热障涂层热冲击寿命明显高于传统的双层结构热障涂层。     

梯度涂层的等离子喷涂工艺参数及其关键保证措施

梯度涂层是在涂层厚度坐标上成分比例连续（或离散）变化的一种新型涂层,等离子喷涂作为制备梯度涂层的一种方法,其工艺参数控制的有效与可靠程度直接关系到最终涂层的质量。本文从工艺系统的角度出发,探讨了梯度涂层等离子喷涂的各种工艺参数,研究了一种可行的简化方案,并提出了一些关键保证措施,为进一步的研究和实践工作提供一一些依据。     

等离子喷涂生物活性涂层的梯度结构表征

采用自动控制的等离子喷涂系统,在钛合金基体上制备出生物活性梯度涂层,利用纳米硬度计、扫描电镜等对生物活性涂层的梯度结构进行分析.实验结果表明:金属基体与陶瓷界面区域的弹性模量和硬度呈梯度变化;生物活性功能涂层表面分布着不同尺寸范围的孔洞,具有典型的多孔结构特征,整个涂层沿垂直基体方向从底层致密结构向表面层多孔结构过渡;涂层成分底层生物稳定性至表面层生物活性呈梯度变化,涂层表面成分为生物活性的羟基磷灰石.涂层的这种结构特征有利于改善生物活性涂层的综合性能,提高涂层与基体的结合强度,根据ASTM C633-79测试生物活性涂层与基体的结合强度,结合强度达到48.6 MPa.     

等离子喷涂Cu-Al2O3梯度涂层与涂层耐磨性分析

利用等离子喷涂法制备了Cu-Al2O3梯度涂层,采用金相显微镜、SEM等手段对涂层进行微观组织结构和磨损后表面形貌分析,用自制销盘式固定磨料磨损试验机,测试了Cu-Al2O3梯度陶瓷涂层的耐磨料磨损性能。结果表明,制备的Cu-Al2O3梯度涂层无明显的组织突变和宏观层间界面,涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性分布特征;梯度涂层中当Al2O3含量达到80％时（GC6）,涂层的耐磨性最高,约为基体的3倍,随着Al2O3含量继续增大,纯陶瓷涂层（GC7）的耐磨性有所下降;磨损机制随Al2O3含量增大,由犁沟塑变型转变为脆性断裂、剥落型.     

等离子喷涂ZrO2-NiCoCrAlY梯度涂层的界面强化热处理工艺

在大气条件下经高温长时间保温后,ＺｒＯ２ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 梯度涂层中的ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 组元发生严重氧化, 形成大量的ＮｉＯ, Ａｌ２Ｏ３ 和Ｃｒ２Ｏ３ 等氧化物, 导致ＺｒＯ２ 表面层中产生粗大网状裂纹, 并最终导致ＺｒＯ２ 表面层碎裂而失效。对梯度涂层进行（９００ ℃） 保温（８ ｈ） 的真空热处理后, 涂层完好无损, ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 底层与ＴＣ４ 基体发生了冶金化学反应, 在涂层与基体界面形成了含ＮｉＴｉ, ＮｉＴｉ２ 和ＴｉＡｌ３ 等化合物的反应层, 涂层的抗热震性能得以显著地提高     

等离子喷涂梯度热障涂层的抗热震性能

对比研究了等离子喷涂梯度热障涂层与双层热障涂层,试验中梯度热障涂层选用不同比例的NiCoCrAlY与ZrO₂-8%Y₂O₃复合粉末作为梯度过渡层材料,并对两种结构的热障涂层进行了抗热震性能试验。抗热震试验结果表明,梯度热障涂层的抗热震寿命明显高于双层热障涂层的抗热震寿命。     

Ti6Al4V合金离子渗Mo组织结构及其腐蚀性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金基体上制备渗Mo改性层，并与Ti6Al4V基材对比考察在0.5mol／L HCl溶液中的电化学腐蚀性能及在沸腾的37％HCl中的化学腐蚀性能．结果表明，与基材相比Mo改性层在0.5mol／LHCl溶液中的自腐蚀电位提高，腐蚀速率增大；在37％HCl中腐蚀速率明显降低．     

镁合金AZ91HP表面激光重熔Al2O3涂层的组织及性能

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在AZ91HP镁合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层.结果表明,由于受激光作用区温度场分布、陶瓷材料热物性参数和涂层厚度等因素的综合影响,激光重熔Al2O3涂层呈现出明显的分层结构特征.依据组织结构不同,可将其分为:由α-Al2O3柱状晶构成的表面熔凝区、具有团絮状形貌特征的烧结区以及保持原喷涂态结构特征的残留等离子喷涂层.由于激光重熔陶瓷涂层表面单相α-Al2O3柱状晶的形成,使其硬度及耐磨、耐蚀性均明显优于等离子喷涂Al2O3涂层和原始镁合金.     

冷喷涂Al涂层性能及沉积行为的分析

利用自行研制的冷喷涂系统制备出Al涂层,对涂层的结合强度、孔隙率以及显微硬度等进行了测试,借助金相显微镜及扫描电镜对涂层与界面的组织形貌进行观察,并对Al涂层的沉积行为进行了分析.结果表明,冷喷涂铝涂层以机械镶嵌的方式结合,颗粒在与基体冲击碰撞后变成长条状,并且其变形方向与冲击方向成直角.     

STUDY ON THE TANTALIZING ON THE SURFACE OF TITANIUM ALLOY BY NET-SHAPE CATHODE GLOW DISCHARGING

A new net-shape cathode sputtering target which has a simple structure and a high sputtering was put forward. The multiple-structure made of alloying and coating layers of tantalum was achieved on the surface of TC4 (Ti6AI4V) using this method in double glow surface alloying process. The tantalized samples were investigated by SEM, XRD and electrochemical corrosion method .Results show the complicated tissue of pure tantalizing layer and diffusion layer was successfully formed on the surface of TC4 with the method of net-shape cathode glow discharge, which further improved the corrosion-resistance of TC4 and formed good corrosion-resistant alloys.     

DOUBLE GLOW PLASMA SURFACE ALLOYING OF Ti6Al4V AND TiAl

In order to improve the wear resistance of titanium alloy Ti6Al4 V and high temper-ature oxidation resistance of intermetallic compound TiAl, the Double Glow PlasmaSurface Alloying Technique (DG technique) was applied to modify the surface proper-ties ofthese materials. Mo, Nb, Cr, Ni were diffused into the substrate materials toform alloyed layers with different properties. This paper shows the microstructures,microhardnesses, distributions of the alloy elements of the alloyed layers. Wear andhigh temperature oxidation tests were carried out. The test results indicate that thewear resistance of Ti6Al4 V and the high temperature oxidation resistance of TiAl wereimproved significantly.     

射频等离子体方法制备球形化TC4 (Ti6Al4V)合金粉末

本文通过射频等离子方法制备了高度球形化的TC4(Ti6Al4V)合金粉末。主要探究仪器送粉喷嘴高度、产生等离子体的功率、反应室的压力、原料粉体的粒径分布、送粉速率以及载气的气流速率等对于粉体球化率的影响,通过调节上述因素形成对比实验并得到不同实验条件下的球化粉体。通过SEM图像可观察粉体的形貌变化并计算比较粉体的球化率,通过XRD图可知球化前后粉体相结构不发生变化,观察球化粉末横截面可知粉末为实心球体且表面光滑,同时可发现球化后粉末流动性明显提高,松装密度大,粒径分布窄,适合3D打印等应用技术对于合金粉体的要求。实验中,调节送粉喷嘴高度为12.5cm,反应室压力为14.7psia,送粉速率为1.742g／min,产生等离子气的功率为27.2kW且控制原料粉体的平均粒径在38～63微米时可使得球化率达到99%,明显高于其他球化粉末制备方法。     

等离子喷涂Al2O3涂层腐蚀失效机制

采用等离子喷涂方法制备Al2O3陶瓷涂层，研究 了涂层在不同腐蚀介质中的耐蚀性及其失效机制.结果表明，Al2O3涂层在碱性环境中耐 蚀性较强，在酸性环境中的耐蚀性较差，在盐类环境中的耐蚀性一般.陶瓷涂层在腐蚀介质 环境中工作时，因其内部非平衡相、夹杂物、残余应力及孔隙率的存在发生化学腐蚀.     

空气等离子体基注入Ti6Al4V合金摩擦学性能研究

采用空气等离子体基离子注入技术对Ti6Al4V合金进行了表面改性。注入负脉冲电压分别为10kV,30kV,50kV,注入剂量为0.6×1017ions/cm2。用X射线光电子能谱仪对注入层元素分布进行了分析,结果表明:改性层的外层为TiO2,外层与内层基体之间存在Ti2O3、TiO、TiN;采用球盘磨损试验机对注入层的摩擦学性能进行了研究。结果表明:随着注入电压的增加,摩擦因数减小,耐磨性能提高。且以50kV注空气最为显著,摩擦因数较基体降低了3倍多,磨损体积与比磨损率较基体均下降了1个数量级以上。注入层硬度比基材Ti6Al4V也有明显提高。     

DOUBLE GLOW PLASMA SURFACE ALLOYING OF Ti6A14V AND TiAl

1. IntroductionThe Double Glbw Plaama Surface Alloying Technique[l,2l is performed in a vacuumglow discharge chamber where two negatively charged electrodes are equipped. One of thetbo cathodbs is a sputtering target made,of one or more of the desired all…