高温树脂基复合材料防护用轻质陶瓷涂层的制备

研究了采用Ni-3％Al粉末和纯铝、纯锌作为打底材料在碳纤维增强聚酰亚胺复合材料(PMC)基体上制备Al2O3轻质陶瓷防护涂层的可行性,测试了涂层的剪切结合强度和耐热循环性能。结果表明,等离子喷涂Ni-3％Al粉末会对PMC基体造成破坏,不适合于作为PMC基体上的打底材料。电弧喷铝也会对基体造成一定程度的破坏,结合强度和耐热循环性能较低。采用低电压、小电流电弧喷锌,可以获得和基体结合良好打底涂层,涂层剪切结合强度达10．45MPa。在其上制备的Al2O3陶瓷防护涂层耐热循环性能良好。     

自反应电弧喷涂原位合成Ti(C,N)-TiB2-Al2O3复相陶瓷涂层

以Ti+B4C为反应药芯、Al为外皮材料制备反应型喷涂丝材,探讨利用自反应电弧喷涂技术在45钢基体表面制备复相陶瓷涂层的可行性。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等方法分析、观察了涂层的组织与结构,测试了涂层的主要力学性能。结果表明:利用制备的药芯丝材进行喷涂试验,可获得由TiB2、TiB、TiC0.3N0.7、TiN、Al2O3、AlN等多相组成的复相陶瓷涂层。涂层呈典型的层状结构,其连续的基体相内弥散分布着离散的第二、第三相。涂层与基体间的结合强度为18.9MPa,涂层的平均显微硬度与弹性模量分别为735.4HV0.2和461.4GPa,摩擦因数在0.45～0.50之间,耐磨性能较基体材料提高3倍以上。     

过渡材料对等离子喷涂Al2O3梯度陶瓷涂层性能影响

针对Al2O3陶瓷涂层结合强度低、孔隙率高的实际,选择NiAl金属间化合物和金属铜粉作为过渡材料,利用等离子喷涂制备Al2O3梯度陶瓷涂层,并对梯度涂层进行组织形貌观察,测试结合强度和孔隙率.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征,NiAl和Cu是金属基体与Al2O3涂层之间过渡层的理想材料,可以有效地提高涂层的结合强度,而Cu-Al2O3梯度涂层又比NiAl-Al2O3梯度涂层结合强度高;梯度涂层的孔隙率远低于双涂层的孔隙率,在Cu-Al2O3梯度涂层中随Al2O3含量的增加,涂层的孔隙率降低,而且孔隙率低于NiAl-Al2O3梯度涂层.     

Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层制备及耐液锌腐蚀性能

针对连续热镀锌生产线中浸锌零部件表面的腐蚀磨损问题,应用高能高速等离子喷涂设备制备了Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层.测试了涂层的显微组织、显微硬度、结合强度及耐熔融锌液腐蚀性能.结果表明涂层显微组织中不存在相互贯通的孔隙、微裂纹和未熔化颗粒,孔隙分布均匀且孔径较小,孔隙率＜3％.涂层与基体结合状态良好,结合强度达到56 MPa.经过30天的熔融锌液浸泡,涂层表面未见有点蚀、裂纹或剥落现象.Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层高的致密性和较好的抗热震性能对涂层力学性能和耐熔融锌液腐蚀性能提高起到了重要作用.     

金属型表面莫来石-玻璃复合涂层的制备

以Al2O3和SiO2为反应物料,加入低熔点玻璃粉,采用热化学反应在金属型表面制备莫来石-玻璃涂层。考察了涂层制备工艺参数对涂层与金属基体结合强度的影响,并利用XRD、SEM和EDS分析了涂层相组成、截面微观结构及元素分布。结果表明,对反应物料进行球磨混合,可增加涂层与金属基体结合强度;提高反应温度、延长反应时间、增加玻璃粉添加量,涂层与基体结合强度呈现先增加后减小趋势。当Al2O3、SiO2、玻璃粉的质量比为2∶1∶3,在720℃反应2h形成的涂层与基体结合紧密,结合强度达8.95MPa。涂层与基体间主要以化学、扩散的方式结合,涂层主要由3Al2O3·2SiO2、Al2SiO5相、非晶玻璃粉及少量Al2O3、SiO2、Fe3Al、FeAl相等组成。     

1Cr17Ni4不锈钢金属和陶瓷等离子体喷涂工艺研究

1Cr17Ni4马氏体型不锈钢用作传动轴时耐磨损性能有待改善.采用等离子体喷涂方法在1Cr17Ni4马氏体型不锈钢表面制备Al2O3-TiO2 、Cr2O3陶瓷涂层和NiCrAlY金属涂层及NiCrAlY/ Al2O3-TiO2、NiCrAlY/ Cr2O3复合涂层,研究了它们的组织结构和磨损特性,讨论了喷涂工艺与耐磨损性能的关系.结果表明, Cr2O3涂层组织致密度高,与基体结合强度高,其耐磨性能好.提高喷涂功率时,Al2O3-TiO2、Cr2O3涂层致密度及与基体结合强度提高,其耐磨性能提高.合金涂层NiCrAlY的熔化状况和平化效果较陶瓷涂层优良,陶瓷涂层只有在较高喷涂功率时才有较好熔化和平化效果,而合金涂层在较低喷涂功率时,就可以得到较好的熔化和平化效果.陶瓷涂层Al2O3-TiO2、Cr2O3在磨损过程中的去除机制为断裂机制,金属涂层NiCrAlY在磨损过程中的去除机制为塑性变形机制.     

Ti-Si-Mg-Al焊丝对SiC_p/Al基复合材料等离子弧原位焊接焊缝组织和性能的影响(英文)

研究Ti-Si-Mg-Al焊丝对等离子弧原位合金化焊接制备SiC颗粒/铝金属基复合材料的微观结构和力学性能的影响。以氩氮混合气体为离子气,采用Ti-Si-Mg-Al药芯焊丝作为填充材料,对焊接接头进行拉伸试验,并对宏观形态和微观组织进行分析。结果表明:以Ti-Si-Mg-Al药芯焊丝作为原位反应填充材料,可以有效抑制针状脆性相Al4C3的生成。以15Ti-5Si-5Mg-Al药芯焊丝作为填充材料时,焊接接头的最大抗拉强度为267MPa,达到退火条件下基体材料强度的83%。     

自结合层材料在热喷涂中的应用与比较

介绍了3种具有自结合特性的金属喷涂丝材，它们作为结合底层材料，制备的涂层可以大幅度提高工作涂层与基体的结合强度。通过对比，认为F—75(Ni/Al)合金合金丝在3种丝材中喷涂成本低，结合强度高，可以作为提高涂层与基体结合强度的首选材料。     

高速电弧喷涂FeAlCr涂层的组织与耐磨性研究

为了提高Fe-Al金属间化合物涂层的结合强度和耐磨性,改善其室温韧性,研制了一种新型FeAlCr电弧喷涂粉芯丝材,利用高速电弧喷涂技术在45#钢基体表面制备了涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构和微区成分,用显微硬度计、拉伸试验机和CETR微动摩擦磨损试验机等试验设备对涂层的力学性能进行了分析。结果表明,喷涂FeAlCr粉芯丝材过程中合金元素反应充分,涂层组织均匀、致密,氧化物含量极低。主要相组成有Fe-Al、Ni3Al金属间化合物,硬质相Cr3C2、氧化物Cr2O3和Al2O3弥散分布在韧性相α-Fe基体上。涂层平均HV显微硬度为5.50 GPa,约是基体的2倍,平均结合强度约47.2 MPa,载荷100 N油润滑条件下涂层的耐磨性高于基体,磨损率随着摩擦过程的进行呈降低趋势。     

树脂基复合材料用陶瓷涂层防护性能分析

采用等离子喷涂铝粉作为打底材料在碳纤维增强聚酰亚胺复合材料（PMC）基体上制备了Al2O3和ZrO2轻质陶瓷防护涂层，测试了涂层的剪切结合强度、耐热循环性能、抗冲蚀性能、隔热性能。结果表明，等离子喷涂铝粉作打底层的涂层系统，性能优于电弧喷铝或电弧喷锌作打底层的涂层系统。带有Al2O3涂层的试样失重不到基体材料失重的1／3，Al2O3和ZrO2陶瓷涂层都可以为聚酰亚胺复合材料基体提供有效的冲蚀防护。Al2O3和ZrO2陶瓷涂层都可以为聚酰亚胺复合材料基体提供有效的隔热防护，ZrO2涂层隔热性能优于Al2O3涂层。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合材料涂层.借助SEM、TEM和XRD等技术分析了涂层的微观组织结构,通过测定涂层电极电位、盐雾实验和磨损实验研究了涂层的耐腐蚀性能和耐磨性能.结果表明,Al/Al_2O_3涂层的相组成主要为Al、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12);Al_2O_3颗粒均匀镶嵌在Al基体中;Mg_(17),Al_(12)主要分布于涂层与镁合金基材的界面处.与镁合金相比,Al/Al_2O_3涂层具有更高的耐腐蚀和耐磨损性能.     

Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni-Co/Al2O3复合镀层,并研究了Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明:在本试验范围内,镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

Al2O3微粉表面处理及其在耐磨涂料中的应用研究

研制了一种以Al2O3为填料的耐磨涂料,利用耐磨涂料来修复铝合金部件表面的阳极氧化膜,给出了以Al2O3为填料的配方及主要性能指标,重点研究了利用共沸蒸馏法处理Al2O3微细粉体表面对涂料耐磨性的影响,并分析其成因,利用IR分析了处理前后粉体表面基团的变化,并用SEM观察粉体在树脂中的分散状态.涂层性能测试结果表明,加入经过表面处理的Al2O3后,其耐磨性、附着力明显提高,摩擦质量损失降低了43%.     

涂层材料的磨损研究

研究了化学复合镀Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ,Ｎｉ－Ｐ－Ａｌ２Ｏ３,Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ三种复合涂层的摩擦磨损特性,研究了载荷对复合涂层耐磨性的影响,比较了三种涂层的抗咬合性能,结果发现低载荷下,减摩涂层具有更好的耐磨性,高载荷下抗磨涂层具有更好的耐磨性。     

纯铜表面热化学反应陶瓷涂层耐磨性研究

在工业纯铜表面分别用料浆法和热化学反应法制备陶瓷涂层,陶瓷涂层骨料为Al_2O_3、TiO_2和ZnO,粘接剂为钠水玻璃.研究了该涂层与基体的结合强度、涂层的抗热震性能、耐磨性,用SEM观察了涂层表面和截面的形貌.用X射线衍射法分析了涂层的相组成.结果表明,热化学反应法制备的陶瓷涂层热同化后,涂层内有NiAl_2O_4、Al_2SiO_5,新相.且这新相增加了涂层与基体的结合强度.热化学反应法制备的陶瓷涂层磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别是基体的11.26倍和7.97倍.     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在 1.8 ks,10 73 K～ 1173 K条件下对 Al2 O3/ ( Ag72 Cu2 8) 97Ti3/ Ti- 6Al- 4 V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射对界面结构进行了分析。小于 112 3 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu2 Ti4 O/ Cu4 Ti3/ Ag- Cu共晶 +富 Ag相 + Ti固溶体 ;1173 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu3Ti O5+ Cu Al2 O4 / Cu4 Ti3/富 Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在 1.8ks,112 3 K时剪切强度最高达到 189MPa,大于或小于 112 3 K接头强度呈下降趋势。     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在1．8ks,1073K－1173K条件下对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射界面结构进行了分析。小于1123K的界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Cu4Ti3/Ag-Cu共晶＋富Ag相＋Ti固溶体;1173K的界面结构为Al2O3/Cu3TiO5 CuAl2O4/Cu4Ti3/富Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在1．8ks,1123K时剪切强度最高达到189MPa,大于或小于1123K接头强度呈下降趋势。     

火焰喷涂热障陶瓷梯度涂层的制备工艺及性能

在优化热障梯度涂层和过渡层的成分设计及氧乙炔火焰法制备工艺的基础上，获得了组织致密，有良好冶金结合的Al2O3／Fe热障梯度涂层。结果表明，涂层中的Al2O3分布基本均匀，且在整个涂层中，从钢基体到涂层表面的化学成分呈梯度分布，涂层与钢基体及各涂层之间存在明显的冶金结合；所获得的Al2O3热障梯度涂层与普通纯Al2O3热障涂层和带底层（Ni）和过渡层（Cu）的热障涂层相比，与基体间的结合力显著提高，弯曲强度、耐热冲击性能大为增强，涂层热障效果随涂层的数量和Al2O3含量的增加也获得明显提高。     

钛及钛合金表面金属电沉积的预处理问题

分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层性能差异进行了讨论。结果表明,两种Al2O3-3%TiO2涂层均以γ-Al2O3为主,其中还含有少量的α-Al2O3和微晶或非晶。带Laval喷嘴APS所制备涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度均明显劣于普通APS涂层,但前者涂层的沉积率达到70%,明显高于后者,大大降低了涂层的生成成本。粒子特征分析表明,延长的Laval喷嘴降低了粒子在等离子焰流中的速度,延长了粒子在焰流中的停留时间,从而使涂层的结合强度和致密度降低,而使涂层沉积率有明显升高。