Cu添加对等离子喷涂Al_2O_3涂层和AT13涂层性能的影响

在20钢表面运用等离子喷涂技术分别制备了Cu-Al_2O_3涂层和Cu-AT13涂层,并测试了涂层显微硬度、结合强度以及摩擦学性能。结果表明,Cu-Al_2O_3涂层较Cu-AT13涂层,平均显微硬度提高,结合强度减小,摩擦系数降低,磨损率降低,两种复合涂层的主要磨损机制均为剥落。     

等离子喷涂Al_2O_3/ZrO_2涂层耐磨性能研究

采用溶胶-凝胶方法将微米级颗粒团聚成含纳米粒子的颗粒,利用等离子喷涂技术制备出了含有纳米结构的A1_2O_3/ZrO_2涂层,并在MM—200摩擦磨损试验机上进行了干摩擦试验,对纳米结构涂层和常规涂层的耐磨损性能进行了对比。通过对磨损后的磨痕形貌分析可知,纳米涂层的耐磨损性能明显好于传统陶瓷涂层。传统涂层的磨损机理主要是微裂纹和颗粒的剥落,而相同条件下纳米涂层则由于涂层韧性的提高,几乎不存在微裂纹,因而涂层具有较高的耐磨性。     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2/MoS_2陶瓷减摩耐磨涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,在TE66微磨粒磨损试验机上对涂层的摩擦学性能进行系统研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的表面形貌、元素构成、膜层厚度和磨斑形貌进行分析,并采用显微维氏硬度计和划痕试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试。结果表明:涂层与基体之间的结合强度良好,显微硬度高达HV1 457,磨损失重量仅为未涂层样品的1.29%,摩擦因数大幅度降低,存在轻微的疲劳磨损特征。     

热处理对等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层结合强度的影响

在Q235钢基体上等离子喷涂NiCrAl粘结层和Al2O3-13%TiO2工作层,并在300～900℃对涂层进行大气、真空及氩气环境下的热处理,借助OM、SEM、XRD以及电子万能试验机等研究了加热温度、保温时间以及热处理气氛对涂层显微结构和结合强度的影响。结果表明:气氛对涂层结合强度的影响较小,保温时间的影响较大,加热温度的影响最显著;适当的热处理可以减小微裂纹尺寸,提高涂层的结合强度;经500℃保温6 h真空热处理的涂层与原始涂层相比,可以使其结合强度提高62.5%,达到31.2 MPa。     

磁力磨削Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层试验

采用磁力研磨技术进行Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的精密加工,设计了平面陶瓷研磨的试验装置,通过研究磨粒粒度等参数对表面粗糙度的影响规律,得出精密加工的最优参数。     

氧化镧掺杂对等离子喷涂Al_2O_3-40%TiO_2涂层组织和耐磨性能的影响

在45#钢基体上大气等离子喷涂制备了Al2O3-40%TiO2(AT40)以及添加不同含量La2O3稀土的陶瓷涂层,利用X射线衍射和扫描电镜对涂层的组织结构和形貌进行了研究,并分析了涂层的显微硬度和磨损性能.研究结果表明:添加稀土的AT40涂层主要是由Al2O3、Al2TiO5和LaAl11O8相组成.基体与粘结层以及陶瓷层与粘结层之间形成良好的机械结合界面.添加稀土的涂层孔隙率降低,显微硬度和断裂韧性略有增加.在相同的摩擦磨损试验条件下,稀土/AT40涂层比AT40涂层具有更好的耐磨性,磨损机制都主要是脆性剥落磨损和粘着磨损.     

衬底温度对等离子喷涂Al-Cu-Cr涂层相组成的影响

以AISI304不锈钢作为衬底材料，采用低功率（2．5～8．0kW）等离子喷涂的方法在其表面制备Al—Cu—Cr准晶涂层，研究衬底温度对形成涂层相组成的影响规律。X射线衍射分析结果表明：用于喷涂的Al65Cu20Cr15准晶粉末中含有二十面体准晶相I—Al65Cu24Cr11和极少量具有单斜结构的晶体相θ—Al13Cr2（即Al83Cu4Cr13）；低功率等离子喷涂形成涂层的相组成为准晶相I—Al65Cu24Cr11和粉末中所没有的新相——具有体心立方结构的晶体类似相α—Al69Cu18Cr13；在其他喷涂条件相同的情况下，随衬底温度的升高，涂层中I—Al65Cu24Cr11的衍射强度增大，而α—Al69Cu18Cr13的衍射强度减小，即两者衍射强度比值增大。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

催化剂对CVD涂层Al_2O_3的影响

研究CVD法制备的Al2 O3 涂层其不同的结晶形貌对刀具使用寿命等的影响 ,着重阐述在Al2 O3 涂层过程中 ,通过添加催化剂的方法可以获得所需晶型     

Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层界面剪切强度的研究及有限元分析

为了测量经过热喷涂-激光原位反应合成技术在CLAM钢表面制备的Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的界面剪切强度,采用万能拉压试验机配合自制的剪切装置研究了涂层与基材界面的剪切强度,并通过有限元的方法模拟了剪切强度的大小与在界面处的受力、变形情况。结果表明:通过热喷涂-激光原位合成技术制备的Al_2O_3-TiO_2涂层的界面剪切强度较高,大约为283MPa;有限元(FEM)模拟的结果大约为319.59MPa,与实验结果相似。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层的组织结构与抗冲蚀性能

采用等离子喷涂方法分别制备了常规和纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层,用扫描电子显微镜分析了涂层的显微结构,并对涂层进行了抗冲蚀试验。结果表明:常规陶瓷涂层具有典型的片层状结构,但纳米陶瓷涂层片层状结构并不十分明显,且涂层裂纹数量明显减少;纳米陶瓷涂层中的显微结构的变化改善了涂层的韧性和结合性能;在冲蚀过程中,常规陶瓷涂层表面剥落严重,而纳米陶瓷涂层的冲蚀质量损失较小,抗冲蚀性能比常规陶瓷涂层提高了30%左右。     

He~+辐照后Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的LBE腐蚀性能

以CrFe粉、FeAl粉和纯Ti粉为原料,用火焰喷涂和激光原位复合工艺在CLAM钢基材表面制备了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。涂层经过能量为200ke V剂量为5×1016ions/cm2的氦离子辐照后,在液态铅铋合金中进行了时长为500h的静态腐蚀实验。采用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对经相同条件LBE腐蚀后的涂层与基材进行微观表征与分析。结果表明:复合工艺制备的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织致密,主要由Al_2O_3-TiO_2等陶瓷相组成,辐照后其耐LBE腐蚀性能良好,可以有效地保护基材免受LBE的侵蚀。     

大气等离子喷涂Cr_2O_3涂层的响应曲面法工艺优化

根据Box-Behnken二阶响应曲面法,设计了三因素三水平的回归分析试验;采用大气等离子喷涂技术在TC4钛合金表面制备了Cr2O3涂层,以不同工艺条件下的涂层显微硬度(H)作为响应值,建立了喷涂电流I、等离子气体流量QAr和喷距d与硬度响应输出之间的数学模型,讨论三种影响因子的显著性及其交互作用的影响,得到了涂层硬度的连续变量响应曲面和等高曲线,用于大气等离子喷涂Cr2O3涂层的工艺优化和性能预测。结果表明:涂层硬度的优化二次拟合曲线方程为H=17 330.35+10.15I-735.74QAr-47.57d+0.073I·d-0.014I2+7.8QAr2;最大硬度的预测参数为I=588.47 A,QAr=40.00 L·min-1,d=80.00 mm,此时能获得的硬度高达1 271.72 HV0.3,与实际测得的最大硬度1 284.7 HV0.3相当。     

喷涂距离对等离子喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层性能的影响

采用等离子喷涂方法制备Cr_3C_2-25NiCr高温耐磨涂层,采用XRD、SEM和万能试验机等对涂层的显微组织及性能进行了分析。实验结果表明,喷涂距离影响涂层的性能,喷涂距离为100mm时,工作涂层的最大厚度为197.46μm,最大显微硬度达到1470.5HV,且有较高的结合强度和较好的耐磨性能。     

SiC晶须补强Al_2O_3及Al_2O_3＋ZrO_2陶瓷基复合材料的力学性能

研究了ＳｉＣ晶须（ＳＩＣＷ）含量对热压烧结Ａ１_２Ｏ_３＋ＳＩＣＷ（ＡＳ）及Ａｌ_２Ｏ_３＋２０ｖｏｌ％ＺｒＯ_２－２ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３＋ＳＩＣＷ（ＡＺＳ）陶瓷基复合材料力学性能的影响。结果表明：复合材料的抗弯强度和断裂韧度均随ＳＩＣＷ含量的增加（从０～３０ｖｏｌ％）而提高，但在ＡＺＳ复合材料中，当ＳＩＣＷ含量大于２０ｖｏｌ％时，反而导致抗弯强度下降。加入２０ｖｏｌ％ＺｒＯ_２－２ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３颗粒可使ＡＳ复合材料力学性能进一步改善，ＡＺＳ复合材料的抗弯强度和断裂韧度均高于相同晶须含量的ＡＳ复合材料，ＳＩＣＷ增韧和ＺｒＯ_２相变增韧的作用对Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷断裂韧度的贡献具有良好的叠加性，但ＳＩＣＷ对Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷的强化效果大于对Ａｌ_２Ｏ_３＋２０ｖｏｌ％ＺｒＯ_２－２ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３陶瓷。     

孔隙率对Al_2O_3陶瓷涂层绝缘轴承绝缘性能的影响

采用等离子喷涂工艺在轴承外圈上喷涂Al_2O_3陶瓷绝缘涂层,对涂层厚度、微观结构、孔隙率及绝缘性能进行检测,结果表明:等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层结构中存在一定数量的孔隙,不同喷涂工艺参数下,孔隙率在1%~8%之间;孔隙率对涂层的绝缘性能影响较大。     

晶化温度对Li_2O-ZnO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃物相组成和热膨胀系数的影响

采用DTA、XRD、SEM、热膨胀仪等仪器研究了晶化温度对Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的物相组成以及热膨胀系数的影响.结果表明:在晶化温度为625℃时,微晶玻璃中析出βⅡ-Li2ZnSiO4晶相,650℃时又析出少量方石英晶相;随着晶化温度上升,方石英相逐渐转化为β-石英固溶体,至750℃时βⅡ-Li2ZnSiO4晶相开始转化为γ0-Li2ZnSiO4晶相;当温度高于800℃后,微晶玻璃中主要含有β-石英固溶体和?0-Li2ZnSiO4两种晶相,并且晶粒尺寸变大;不同晶化温度下制得微晶玻璃的热膨胀系数在(72～119)×10-7℃-1(20～500℃)之间,随着晶化温度的升高,试样的热膨胀系数先升高而后下降,然后趋于平稳,在650℃达到最大.     

Al_2O_3和TiO_2添加量对共沉淀法制备MgO基陶瓷性能的影响

采用共沉淀法分别制备Al_2O_3和TiO_2前驱体包覆MgO颗粒,并在1 450℃保温2h得到MgO基陶瓷,研究了Al_2O_3和TiO_2添加量对陶瓷物相组成、烧结性能和抗热震性能的影响.结果表明:添加Al_2O_3后,陶瓷的主要物相为方镁石相和MgAl_2O_4相,随Al_2O_3添加量的增加,MgAl_2O_4相含量增多,线收缩率和热震次数均先增后降,体积密度则增大;添加TiO_2后,陶瓷的主要物相为方镁石相、Mg_2TiO_4相和MgTiO_3相,随TiO_2添加量的增加,Mg_2TiO_4和MgTiO_3相含量增多,线收缩率和体积密度均先增后降,热震次数则先增加后保持稳定;当Al_2O_3和TiO_2的质量分数分别为6%,4%时,陶瓷的烧结性能和抗热震性能均最佳.     

等离子喷涂Fe3Al-Al2O3陶瓷梯度涂层

用等离子喷涂方法制备了FeAl-Al2O3陶瓷梯度涂层，并对涂层的结合硬度、显微硬度及抗热震性进行了试验研究。结果表明，梯度涂层设计为成分的阶梯过滤，实现了成分和组织的连续梯度变化，没有明显的组织突变和宏观界面，梯度涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性的分布特征。其结合强度较高，涂层的显微硬度值在含75％Al2O3的区域达到最高值。基体与涂层的界面是基体-涂层体系中的薄弱环节。FeAl-Al2O3梯度涂层的800℃抗热震性优于Al2O3涂层。     

不同温度下沉积TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN复合涂层的物相结构和性能

采用高温化学气相沉积技术,于1 000～1 100℃在WC-6%Co硬质合金基体表面制备了TiN/TiCN/Al2O3/TiN复合陶瓷涂层,研究了复合涂层的物相、表面和横截面形貌、显微硬度、界面结合强度和耐磨损性能。结果表明:沉积温度为1 000℃时,复合涂层中Al2O3层为κ相和α相共存;当沉积温度升至1 050℃和1 100℃时,Al2O3层为单一的α相;1 050℃下沉积复合涂层的表面平整、结构致密,1 000℃沉积复合涂层中的TiCN层存在少量孔洞,1 100℃下沉积复合涂层中TiCN层的柱状晶沿某一方向生长比较明显,较高的沉积温度加速了钛元素向Al2O3层的外扩散;1 050℃下沉积复合涂层的显微硬度最大,为1 828HV,该涂层的耐磨损性能最佳,其与基体间的结合强度最高,临界载荷为135.2N。