超音速电弧喷涂涂层中/高温封孔行为研究

本文重点研究了超音速电弧喷涂涂层的中/高温封孔行为，包括氧化和水冷热震测试。结果表明，在400℃中温氧化条件下，常规低温型S100封孔剂出现了明显烧蚀，导致涂层表面和内部通孔直接暴露在大气环境中，涂层出现了较严重氧化。采用S400型中温封孔剂的涂层氧化程度显著低于S100封孔剂。在400℃水冷热震考核中，S100封孔涂层出现明显剥落，S400型涂层抗热震性能则更优。在700℃高温考核条件下，高温型S700封孔剂依然能够较好地填充涂层孔隙，因此涂层的抗氧化性得到提升。通过显微组织分析发现，中/高温封孔剂在温度升高时能够保持较好的稳定性，对涂层表面及内部孔隙可形成有效覆盖和填充，因此阻隔了外界氧气的渗透，进而提升了涂层抗氧化性和抗剥落性。     

超音速电弧喷涂在电厂中的应用

该文从火力发电厂运行锅炉的磨损问题入手,分析了锅炉磨损后对电厂运行的危害,同时为减轻锅炉磨损、提高电厂经济运行水平找出了一条有效途径。     

玻璃粉对低温超音速火焰喷涂钛涂层的显微结构和气密性的影响

采用低温超音速火焰喷涂技术,用添加了球形玻璃粉的钛粉末,在多孔不锈钢表面沉积了钛涂层.用SEM,EDS等对涂层的显微结构进行了表征,并对涂层的气密性进行了测试.结果表明:涂层由近表面的疏松结构区和内部致密区组成,添加玻璃粉末可明显提高涂层的致密度,观察到有少量玻璃粉残留在涂层中.当玻璃粉/钛粉的体积比为1/15时,涂层具有较高的致密度和沉积率.涂层的气密性测试结果表明,抛光态钛涂层的气密性明显优于喷涂态涂层,而当玻璃粉/钛粉的体积比为1/15时,喷涂态和抛光态钛涂层都具有较高的气密性.钛涂层致密度和气密性的提高是由于球形玻璃粉对沉积钛涂层的喷丸夯实作用     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层氧化行为研究

WC-17Co涂层由于其优异的耐磨性能,被广泛用于工件的摩擦防护,但其在较高温度下服役存在过早氧化失效的问题。采用超音速火焰喷涂在45#钢表面制备WC-17Co致密涂层,将其置于400、500、600和700 ℃的温度下进行恒温热暴露,研究超温服役氧化行为对其结构及性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计等手段表征喷涂态及不同氧化温度下涂层的物相和微观结构的演变,对其物相和性能变化进行讨论。研究结果表明：喷涂过程中WC的分解及过冷使喷涂态WC-17Co涂层形成少量的Co基非晶;400 ℃热暴露后,涂层物相和结构无明显变化,当热暴露温度提高到500 ℃以上时,涂层表面CoWO₄、WO₃和Co₃O₄等氧化相开始生成,在700 ℃氧化处理2 h后,氧化物生长层增厚到10 μm;氧化促使涂层内部的Co元素向表面扩散,导致涂层内部WC硬质相的浓度提高,故内部涂层的显微硬度也大幅提高,在距离表面50 μm深度涂层显微硬度增加到1400 HV_0.3以上;表层显微硬度升高则主要是由于氧化相的生成。高温氧化后,由于Co粘结相的减少使涂层断裂韧性降低,涂层在高速摩擦环境下,疏松的氧化物层易粉化失效,故WC-17Co涂层的服役温度应保持在500 ℃以下。     

超音速等离子喷涂WC/Co涂层的工艺优化

采用国内新研制的超音速等离子喷涂（S-APS）设备制备WC-12Co涂层,探讨其影响因素.结果表明,喷涂距离和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随功率增加而增加.功率和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随喷涂距离的增加而降低.喷涂距离不变时,粒子速度随送粉量的增加呈先增后减的趋势,粒子温度随送粉量的增加而下降,电压对粒子的速度影响较大,粒子速度随电压的增大而增大,电流对粒子温度影响较大,粒子温度随电流的增大而增大.超音速等离子喷涂WC-12Co粉末的最佳工艺参数为：功率56kW（电压140V,电流400A）,氩气流量3.8m^3/h,氢气流量0.15m^3/h,氮气流量0.60m^3/h,喷涂距离100mm,送粉量50g/min.     

电弧喷涂锌复合涂层在井筒装备的防腐应用

阐述了电弧喷涂锌复合涂层的基本工艺、防护机理,并分析了井筒装备采用此复合涂层防腐的经济性、优越性。     

超音速火焰喷涂哈氏合金C-276涂层的显微结构与性能

采用超音速火焰喷涂工艺制备了C-276哈氏合金涂层,同时对涂层的显微结构、显微硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:涂层为层状结构且致密,与基体结合牢固;涂层与C-276合金粉末均以面心立方的γ相Ni-Cr-Co-Mo合金为主晶相,保持了喷涂粉末材料的性能,但喷涂过程中产生的氧化物与气孔影响了涂层的硬度及耐磨性.     

在高强铝合金基体上采用超音速火焰喷涂WC-CoCr涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂(High-Velocity-Air-Fuel,HVAF)技术在7075高强铝合金上制备了WC10Co4Cr涂层,用XRD和SEM分别对涂层的相组成和显微结构进行了分析,阐述了涂层的结合机理,并研究了拉伸对偶件的弹性模量对测试涂层结合强度的影响.结果表明,采用HVAF技术,可在高强铝合金基体上获得致密、结合强度较高的WC-CoCr涂层.     

低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以超细(5～15μm)WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层,采用SEM,XRD,3D表面轮廓仪和显微硬度仪对LT-HVOF WC涂层的显微结构和性能进行了表征,并将其与HVOF WC-10Co4Cr涂层进行了对比.结果表明:LT-HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的显微结构和显微硬度与HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的相当,其表面粗糙度为1.22μm,远低于HVOF涂层(3.18 μm),但其断裂韧度约为HVOF涂层的1/2.基体表面的激冷粒子分析表明,LT-HVOF WC-10Co4Cr涂层较低的断裂韧度与粒子在低温焰流中未熔化,并未充分铺展有关.     

罐道超音速喷涂316L不锈钢涂层的腐蚀磨损行为

研究了超音速喷涂316L不锈钢涂层在pH=2.97,pH=6.97,pH=9.98三种煤矿地下水和5%NaCl盐水环境下的腐蚀磨损行为.利用ZAHNER IM6e电化学系统实验涂层的腐蚀电位和阻抗特征、MM-2000型实验机研究涂层的摩擦因数、磨损量与载荷和时间的变化关系.利用kykyS-3000N型显微镜对腐蚀磨损后的形貌进行观察,借助D/Max-3B 型X射线衍射仪对316L喷涂前后物相分析.实验结果表明:超音速喷涂316L不锈钢涂层的腐蚀电位较碳钢基体上升300 mV;不锈钢涂层在5%NaCl和pH＝2.97矿井水的强腐蚀性环境下的界面腐蚀主要为浓差腐蚀,在pH=6.97和pH=9.98矿井水的弱腐蚀环境下的界面腐蚀主要为电荷传质腐蚀;XRD结果显示,超音速喷涂不锈钢涂层和不锈钢喷涂材料的物相主要为γ-（Fe, Ni）, γ-（Fe, Cr）, 合金元素烧损较少,超音速喷涂316L不锈钢涂层的摩擦因数随加载载荷增加而减小,磨损失效方式为轻微黏着磨损.     

冷喷涂工艺参数对CoNiCrAlY涂层沉积影响

采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究了冷喷涂工艺参数对CoNiCrAlY涂层微观结构和力学性能的影响．运用Ansys CFD软件建立了冷喷涂CoNiCrAlY高速射流场三维模型,系统研究喷涂气体种类、温度、压力及粉末粒径分布对粉末粒子温度和速度变化的影响规律．采用高压冷喷涂系统,在镍基高温合金GH625基体上沉积CoNiCrAlY涂层,利用光学显微镜观察CoNiCrAlY涂层的微观结构,并且利用ImageJ软件检测涂层的孔隙率,随后通过硬度计及拉伸试验检测涂层的显微硬度和结合强度．结果表明：随着气体温度升高粉末在喷枪出口处的温度及速度也升高,随着喷涂气体压力的升高粉末在喷枪出口处的速度增大,但是对气体压力的变化对粉末温度影响较小;在氮气气氛和1000 ℃条件下获得的冷喷涂CoNiCrAlY涂层的孔隙率为1.9%左右、结合强度约为57 MPa,在氦气气氛和700 ℃条件下制备的CoNiCrAlY涂层的孔隙率约为0.4%左右、结合强度超过70 MPa;经真空热处理后涂层的孔隙率与热处理前的相比,其孔隙率稍有降低;喷涂态CoNiCrAlY涂层的维氏显微硬度约为550 HV^0.3, 热处理后CoNiCrAlY涂层的维氏显微硬度约为350 HV^0.3,明显低于热处理前的显微硬度．      

钛合金表面抗高温氧化TiAl3-Al 复合涂层的制备?

采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)在钛合金(Ti6Al4V)基体表面制备纯 Al 涂层后进行真空热处理,获得了厚度约300μm的TiAl3-Al复合涂层,并对该涂层在700℃下长时间高温氧化行为进行了研究,用 SEM,EDS和 XRD分析了涂层的形貌、成分及相组成。结果表明：低温超音速火焰喷涂制备的纯 Al涂层结构较为致密,但存在少量的微孔洞,经真空热处理后的纯 Al涂层与钛合金基体间在界面处形成了TiAl3互扩散层;再700℃下静态氧化时,随着时间的增加,涂层表面形成了一层薄而致密的Al2 O3和TiO2的混合氧化层,而涂层中纯Al与基体中的Ti互扩散逐渐转变为TiAl3;氧化约5 h后涂层进入稳态氧化阶段,高温氧化500 h 后涂层未出现剥落等现象,表明 TiAl3-Al 复合涂层能显著提高Ti6Al4V合金的抗高温氧化性能。     

纳米氮化钽粉末的后处理

对在液氨中采用均相还原法制备的纳米氮化钽粉进行包含团化、镁还原脱氧的后处理。采用XRD、FESEM、TEM、氮氧氢分析仪及气体吸附BET法对处理后粉末的物相组成、形貌、氧含量和比表面积等物理化学性质进行分析。结果表明,粉末的物理化学性质通过后处理得到有效改善,可适合于生产超高比容钽电容器。     

KYZ浮选柱操作参数对铜浮选效率影响的研究

对秘鲁某大型铜选矿厂的铜精选作业中KYZ浮选柱的操作参数进行探索性条件试验。在不影响选厂正常生产的前提下,以充气量、泡沫层厚度和喷淋水量三个操作参数为变量条件,对比不同条件下浮选柱的选别效果,找到了与工艺流程相适应的操作参数范围。进一步得出规律,浮选柱充气量越大则回收率越高而铜品位相对降低;喷淋水的添加对浮选柱精矿中铜品位具有显著的提升作用,但对铜回收率的降低也较明显。     

高温环境下超声滚压工艺参数与涂层表面性能的相关性北大核心

在45#钢基体表面等离子喷涂得到Fe基WC涂层,将喷涂后的试样进行磨削加工,探究不同加工参数下超声滚压对Fe基WC涂层表面性能的变化。利用正交试验研究在不同的超声滚压(USRP)加工参数下,强化处理后Fe基WC涂层粗糙度的变化,明确各加工参数对表面粗糙度影响的显著性。采用三维白光干涉形貌仪、SEM等手段分析Fe基WC涂层的表面粗糙度、截面组织形貌、显微硬度和残余应力。结果表明,工艺参数对粗糙度影响的程度顺序为:温度>主轴转速>静压力>下压量。在温度为650℃、主轴转速为125 r/min、静压力为0.5 MPa、下压量为0.25 mm的工艺参数下,高温超声滚压(HT+USRP)处理后Fe基WC涂层表面粗糙度Ra由原本磨削的1.298μm和常温超声滚压(NT+USRP)的0.658μm降至0.211μm;在温度为650℃、主轴转速为125 r/min、静压力为0.4 MPa、下压量为0.25 mm的工艺参数下,涂层表面发生塑性变形,晶粒细化,显微硬度由原本磨削后未超声滚压(Untreated)的588.3 HV和NT+USRP的712.5 HV升至1058.8 HV。NT+USRP后的残余压应力为-359.7 MPa,HT+USRP后降至-308.2 MPa,但HT+USRP后试样的残余压应力层深度能达到800μm。HT+USRP工艺明显改善了Fe基WC涂层表面性能质量,其中温度对工艺的影响最为显著。     

镍黄铁矿无捕收剂浮选行为及表面氧化电化学研究

研究了镍黄铁矿在无捕收剂条件下浮选行为及表面氧化电化学过程。单矿物浮选和循环伏安曲线结果表明,在4.0＜pH＜11.0时,镍黄铁矿表面容易发生适度氧化生成大量疏水性单质硫,使矿物表面疏水实现无捕收剂可浮,其对应的电位区间为110~386mV。在强碱条件下,镍黄铁矿表面前期氧化生成的疏水性单质硫易深度氧化为高价亲水硫化物致钝层,阻碍电化学反应的继续进行,使镍黄铁矿无捕收剂可浮性差。     

8煤水分含量对低温氧化规律影响研究

利用DSC-TG联用技术对顾北矿8煤氧化规律进行了研究.得到了煤粉在不同升温条件下的DSC-TG曲线并在此基础上分析了顾北矿8煤在水分条件下的吸氧量与放热量随温度的变化规律,通过氧化煤样与新鲜煤样的对比分析了8煤低温氧化的规律性.     

环境障涂层吹砂及热梯度烧蚀行为

环境障涂层（EBC）在实际服役过程中不仅面临高温燃气热梯度烧蚀环境,还会面临砂砾冲蚀情况。为此,本文对等离子喷涂的EBC涂层（底层为硅,面层为双硅酸镱）进行了表面吹砂和高温燃气热梯度烧蚀考核试验。首先对EBC涂层的吹砂行为进行了分析,结果表明,吹砂会引起涂层开裂和表层剥落。然后在经过了1400℃烧蚀考核后,本研究分析了样品不同区域的烧蚀形貌,并重点研究了中心烧蚀区的涂层失效行为。结果表明,中心烧蚀区涂层失效与硅元素的扩散直接相关。根据内部微观组织及显微成分的分析,本文给出了硅扩散导致涂层烧蚀剥落的机理分析。     

HVOF和APS喷涂WC-10Co-4Cr涂层性能研究

以45号钢为基体分别采用超音速火焰喷涂(HVOF)和大气等离子喷涂(APS)法,制备了两种WC-10Co-4Cr涂层,并对两种工艺喷涂的WC-10Co-4Cr涂层进行了金相显微结构分析、结合强度及硬度测试.试验结果表明:HVOF和APS制备的WC-10Co-4Cr涂层金相组织分布均匀,界面结合致密无杂质;HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层的孔隙率较小,且显微硬度及结合强度均优于APS的.表明,HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层的基本性能优于APS制备的WC-10Co-4Cr涂层.