封孔处理对Fe基非晶涂层耐蚀性的影响

采用Al(OH)3与H3PO4混合溶液对Fe基非晶涂层进行封孔处理,利用扫描电子显微镜观察封孔前后涂层的表面形貌,利用电化学分析对涂层的抗腐蚀性能进行研究。结果表明,Al(OH)3与H3PO4混合溶液封孔剂能够渗透到涂层的孔隙中起到填充作用,降低了涂层的孔隙率。封孔处理后涂层有较高的自腐蚀电位,提高了Fe基非晶涂层的抗腐蚀性能。     

高速电弧喷涂FeNiCrBSiNbW非晶涂层组织结构与力学性能对热处理温度的响应∗

Fe 基非晶涂层因较高的性价比、良好的耐蚀性而广泛应用于众多工业领域,但其在高温环境下的使役性能会因微观结构的变化而发生改变。 为了探讨 Fe 基非晶涂层组织结构与力学性能对热处理温度的响应,利用高速电弧喷涂技术制备 FeNiCrBSiNbW 非晶涂层,随后对其进行不同温度热处理,获得三种具有不同组织结构的涂层。 采用 X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、差示扫描量热仪、电子万能试验机、显微硬度计、纳米压痕仪对不同热处理温度下涂层的组织结构和力学性能进行表征。 结果表明:FeNiCrBSiNbW 涂层中非晶相的晶化过程包括初晶晶化与共晶晶化;随着热处理温度的升高,涂层的非晶相含量、孔隙率、结合强度与断裂韧性逐渐降低,而涂层的硬度与弹性模量不断增大。 研究成果对调控高速电弧喷涂 Fe 基非晶涂层的组织结构与力学性能有一定的指导意义。     

铝硅复合硅氧烷封孔层的制备及耐腐蚀性能

目的 提高涂层耐腐蚀性能,并研究封孔剂中铝硅溶胶与硅氧烷的比例对封孔性能的影响。方法 以铝硅复合溶胶和甲基三甲氧基硅氧烷（MTMS）为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备无机-有机复合封孔剂,并对Cr3C2-NiCr热喷涂涂层进行封孔,探究不同比例的复合封孔剂对涂层耐腐蚀性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、热重-差热（TG-DTA）、扫描电子显微镜（SEM）检测研究封孔层物相组成、热稳定性和微观形貌。通过极化曲线和电化学阻抗谱测试研究封孔前后涂层的耐腐蚀性能,并以全浸泡腐蚀试验对其耐腐蚀性能进一步探究。结果 铝硅复合硅氧烷封孔剂的固化温度在120 ℃左右,固化后,涂层表面光滑致密,封孔剂的耐热温度在300 ℃左右。该封孔剂对涂层孔隙具有良好的填充作用。当铝硅复合溶胶和硅氧烷质量比为3︰2时,涂层的耐腐蚀性最好,其自腐蚀电流密度和阻抗分别为8.671×10–6 A/cm2和4593 Ω?cm2,全浸泡腐蚀速率为4.17×10－3 g/(m2?h)。随着封孔剂中MTMS比例增加,固化过程中不断有裂纹产生,导致涂层的耐腐蚀性能不断降低。结论 制备的封孔剂显著提高了涂层的耐腐蚀性能,并且在MTMS质量分数为40%时,其耐腐蚀性能最优。     

热处理对Fe基非晶涂层蠕变行为影响的研究

通过爆炸喷涂制备了Fe基非晶涂层,并在300、400及500℃分别进行了保温处理并研究了保温温度对非晶涂层纳米压入蠕变行为的影响机制.结果 表明,通过热处理可以明显降低涂层孔隙率,使得涂层组织结构更加致密,也因此具有更高的显微硬度;相比300℃低温热处理,500℃热处理后的铁基非晶涂层中组织更加致密、硬度分布更加均匀,...     

环境因素对聚酰亚胺薄膜及涂层侵蚀效应分析

目的采用不同表面改性方法处理聚酰亚胺,研究温度、湿度、紫外辐照和原子氧等环境因素对聚酰亚胺基体及涂层的侵蚀效应。方法用碱性溶液(NaOH)、硅烷偶联剂(KH-550)分别在水热及溶剂热条件下处理聚酰亚胺薄膜。用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶,并在改性后的聚酰亚胺薄膜表面制备二氧化硅涂层。处理后样品的亲水性变化由接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,表面形貌用扫描电镜观察,表面结构变化由傅里叶变换红外光谱仪测定。环境效应试验用紫外老化箱和原子氧模拟试验装置进行评价,并用扫描电镜和材料显微镜表征环境因素对涂层产生的影响和破坏作用。结果实验得出的最佳表面处理条件为:(1)NaOH浓度0.1 mol/L,水热温度120℃,时间60 min;(2)20vol%KH-550+80vol%Et OH,溶剂热温度180℃,时间60 min。在此条件下处理后的聚酰亚胺基体与二氧化硅涂层界面结合较牢固。结论使用碱液水热处理与硅烷偶联剂溶剂热相结合的处理方法,可有效改善Si O2涂层与聚酰亚胺基体的界面粘附性。所制备的涂层均匀致密,具有很好的抗原子氧侵蚀能力,但在储运过程中必须注意环境湿度对涂层产生的破坏作用。     

热喷涂涂层耐高温SiO_2溶胶封孔剂的开发

以正硅酸乙脂为原料、盐酸为催化剂制备了用于耐高温封孔处理的SiO2溶胶,封孔处理后的涂层致密、表面光洁度好。对封孔前后涂层性能的测试表明:经过封孔后,大幅度提高涂层耐酸和耐高温性能,增强了涂层对基材的保护作用。     

热喷涂涂层耐高温SiO2溶胶封孔剂的开发

以正硅酸乙脂为原料、盐酸为催化剂制备了用于耐高温封孔处理的SiO2溶胶，封孔处理后的涂层致密、表面光洁度好。对封孔前后涂层性能的测试表明：经过封孔后，大幅度提高涂层耐酸和耐高温性能，增强了涂层对基材的保护作用。     

热喷涂FeCrBSiNbW涂层结构演变及空蚀性能

利用高速电弧喷涂技术成功制备了FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层,系统研究了不同热处理温度下,高速电弧喷涂FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层组织结构的演变规律。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等对涂层的组织结构进行了表征,在磁致伸缩汽蚀仪上采用失重分析法对不同热处理工艺下涂层的抗空蚀性能进行了研究,探讨涂层的空蚀破坏机理。结果表明：随着热处理温度的升高,涂层中非晶含量逐渐降低,当热处理温度高于550 ℃时,涂层中由单一的α(Fe,Cr)相转变为α(Fe,Cr)+ Fe3B相。涂层中α (Fe,Cr)晶粒尺寸随着热处理温度的升高逐渐增大,显微硬度也随之升高。空蚀实验结果表明,电弧喷涂FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层的抗空蚀性能随着非晶含量的降低而下降, 喷涂态涂层累积空蚀失重量最小,650 ℃热处理后涂层经180 min空蚀试验累积失重量最大,达到56.8 mg;涂层的失效模式主要为脆性剥落机制。     

Fe基非晶合金涂层的研究进展

介绍了Fe基非晶合金涂层的制备特征以及工艺参数、添加元素及热处理对涂层组织与性能的影响,并指出Fe基非晶合金涂层存在的问题和发展方向。     

喷涂粉体粒径对铁基非晶涂层腐蚀行为的影响

选用三种不同粒径的Fe43Cr16Mo16C10B5P10粉体为喷涂原料,利用等离子体喷涂技术制备铁基非晶合金涂层,研究粉体粒径对涂层显微结构和耐蚀性能的影响。结果表明,采用三种粉体制备的涂层均表现出高的非晶相含量。采用小粒径的喷涂粉体制备的涂层结构最为致密,孔隙率仅为1.03%,且涂层中孔隙尺寸小,无明显的微裂纹,涂层具有最高的显微硬度,高达1013 HV0.1。涂层经不同的表面处理后,耐蚀性差别显著。经封孔处理后的涂层,由于表面缺陷减少,耐腐蚀性能显著高于抛光处理和喷涂态的涂层。对于封孔处理的涂层,随喷涂粉体粒径的增大,涂层耐蚀性逐渐降低。其主要原因是较大粒径粉体所制备的涂层含有较多的缺陷,为腐蚀溶液的渗透提供了通道。     

热喷涂涂层封孔处理及其耐酸蚀性能研究

研制了一种具有耐高温腐蚀性能的封孔剂,采用刷涂和超声渗透方法,在热喷涂涂层表面进行封孔实验,并在常温和750℃高温下进行酸蚀实验。结果表明,封孔涂层表面的孔隙基本被封住,封孔剂及其纳米颗粒可渗入涂层的孔隙中起到填充作用,从而降低涂层的孔隙率。封孔涂层可以屏蔽或减缓外部腐蚀介质对涂层及基体的渗透作用,从而起到有效的防护作用。     

热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性与孔隙率研究进展

热喷涂Fe基非晶合金涂层的综合性能优异,特别是在耐磨、耐腐蚀方面具有传统晶体材料无可比拟的优势,因而广泛应用于材料表面的防护领域。然而热喷涂涂层为典型的层状结构,涂层内部会存在一定量的孔隙,致使涂层耐腐蚀性能下降。首先介绍了热喷涂Fe基非晶涂层的腐蚀机理及其影响因素,总结了热喷涂涂层孔隙产生的机制、分类和影响因素。接着重点介绍了孔隙与热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性之间关系的研究进展。最后,通过对热喷涂涂层的形成过程与孔隙形成机理进行分析,粒子铺展变形能力差是显著影响涂层形成时粒子相互嵌套叠加和变形能力的主要原因。所以,Fe基非晶涂层可以从改变喷涂粉末成分和粒度、第二项粒子加入及喷涂工艺参数优化等措施,来改善粒子铺展变形能力,提高致密度。采用激光快速表面重熔技术对涂层微表层进行快速重熔处理,同样可以达到降低涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性的目的。     

甲基丙烯酸酯交联改性二氧化硅涂层的制备和性能研究

不饱和C=C双键表面修饰的二氧化硅粒子采用正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)共水解制备,然后加入甲基丙烯酸甲酯单体和引发剂原位聚合生成PMMA接枝改性二氧化硅溶胶.将该有机-无机复合溶胶旋转涂覆到金属基片(黄铜及不锈钢)上,经90～120℃热处理2 h制备了复合涂层.采用傅立叶变换红外光谱、X-射线衍射、透射电镜表征了涂层结构和形貌,同时用激光光散射、铅笔硬度仪等对溶胶粒径和涂层性能进行了测试.结果表明该方法制备的PMMA-二氧化硅体系在一较宽的浓度范围内都能形成透明的稳定溶胶,接枝改性后的二氧化硅纳米粒子在聚合物中分散均匀,涂层机械强度明显提高,对金属基底具有良好的附着效果.     

Mo基合金粉末对Fe基非晶涂层耐蚀性能影响

为了进一步提高Fe基非晶涂层的抗腐蚀性能,将不同比例Mo基合金粉末加入Fe基非晶粉末中,利用等离子喷涂技术获得涂层.通过XRD分析了涂层相组成,利用电化学分析和盐雾腐蚀等手段对涂层抗腐蚀性能进行测试.结果表明:加入Mo基合金粉末后等离子喷涂形成的涂层仍为非晶涂层.随着Mo基合金粉末加入,形成的涂层具有更低的腐蚀电流密度和较高的自腐蚀电位,同时存在较宽的钝化区域.当加入量增加20%时,腐蚀电流和电位不再发生明显变化,说明适量Mo基合金粉末加入能提高Fe基非晶涂层抗腐蚀性能.     

溶胶凝胶法制备无机涂层及热防护性能研究

为实现铝合金结构材料在高温环境下的热防护,采用溶胶-凝胶法在铝合金表面制备无机锆溶胶涂层。采用正丙醇锆和冰醋酸制备了稳定性良好的锆溶胶,研究了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)含量对锆溶胶粒子大小和黏度的影响规律,并分析了PVP对溶胶粒子的作用机制。添加60%(质量分数,下同)SiO_2填料制备无机涂层,并对涂层进行烧蚀考核,对比研究了不同胶粘剂对涂层结构和热防护性能的影响。根据涂层在烧蚀考核中的宏微观响应,分析了无机涂层在高温下的热防护机制。结果表明:冰醋酸添加量为2.6 g时,锆溶胶稳定性最好;添加质量分数为7%PVP优化后,锆溶胶粒子大小均匀并且具有最好的涂覆性;3种不同胶黏剂基涂层在1300℃火焰烧蚀30 s后基体均未发生破坏,水玻璃基涂层烧蚀后发生剥落;较其它胶黏剂涂层,锆溶胶基涂层具有最好的热防护效果。烧蚀过程中,锆溶胶粒子在高温下发生脱水缩合形成纳米氧化锆粒子,弥散分布在填料周围,与填料产生良好的协同隔热作用,使涂层整体具有良好的高温热防护性能。     

热处理对TiAlCN涂层组织和性能的影响

在Ar气条件下,对反应磁控溅射法制备的TiAlCN涂层进行500~1100℃热处理。采用XRD、Raman和DSC,研究不同热处理温度下涂层微观结构的变化,利用显微硬度计和划痕仪研究热处理对涂层性能的影响。结果表明,经600~800℃热处理后,涂层非晶碳相明显增加,使涂层形成纳米复合结构,这导致显微硬度显著增加,膜基结合性能增加;在900~1100℃热处理后,由于涂层中六方AlN相的析出,导致涂层显微硬度急剧下降,且韧性下降。     

磷酸铝铬封孔处理对热喷涂WC-12Co涂层耐蚀性的影响

以磷酸铝铬溶液和Cr_2O_3粉末为原料制备了一种封孔剂,并对WC-12Co热喷涂涂层进行封孔处理。利用XRD、SEM、EDS以及TG-DSC分别对磷酸铝铬的物相、封孔前后涂层表面形貌、固化特性和耐热性能进行检测分析。利用动电位极化电化学测试和热震试验分别对封孔前后涂层的抗腐蚀性和固化后的磷酸铝铬层的抗热震性能进行研究。结果表明:磷酸铝铬的固化温度在250℃左右,在700℃内体系无任何热效应发生,材料具有良好的耐热性能。固化后涂层表面致密,磷酸铝铬对涂层孔隙具有良好的填充作用,明显降低了涂层的孔隙率。封孔后的涂层具有较高的自腐蚀电位和较小的腐蚀电流密度,涂层耐蚀性显著提高。在450℃下进行热震试验,当热震次数一定时(热循环100次),添加填料的磷酸铝铬层的剥落面积低于未添加填料的磷酸铝铬层,表现出较高的抗热震性能。     

金刚石微粉表面的纳米硅烷化改性及其抗氧化性能

采用溶胶?凝胶技术和正硅酸乙酯（TEOS）的水解?缩合反应,在金刚石微粉表面包覆一层厚度为2～10 nm的富含活性氧基团的纳米氧化硅非晶凝胶膜,凝胶膜在加热至一定温度后,其二氧化硅可由非晶相向晶体相转变。金刚石微粉在空气中的初始氧化温度从原料金刚石的500 ℃提升到其TEOS覆膜改性后的550 ℃。在TEOS覆膜中添加纳米硅粉改性后,金刚石微粉样品在空气中的初始氧化温度可进一步提升至610 ℃;且经过800 ℃的热处理后,样品剩余量比之原料金刚石量大幅度提升,表明TEOS覆膜中添加纳米硅粉后可进一步提升金刚石微粉的高温抗氧化性能。TEOS覆膜中富含的活性氧基团能与树脂/陶瓷结合剂间产生化学反应,有利于提高结合剂对金刚石的把持力,可为制备高性能的树脂/陶瓷结合剂金刚石工具提供良好的功能化改性原材料。      

热处理条件对Fe78Si9B13非晶合金磁性能的影响

部分晶化法是一种具有实用前景的Fe78Si9B13非晶合金热处理方法。研究了不同热处理温度、热处理时间、保护气氛及冷却速度对Fe78Si9B13非晶合金磁性能的影响,探讨了获得具有一定恒导磁性能Fe78Si9B13非晶合金磁芯的方法。随热处理温度的上升,Fe78Si9B13非晶磁芯0A下的电感量单调下降,1A下的电感量先上升后下降。在一定保温温度和保护气氛下,随热处理时间的延长,Fe78Si9B13非晶磁芯0A下电感量单调减小,1A下电感量单调增加。较低的保温温度有利于在较宽保护气氛下获得所需磁性能的磁芯,过高真空度不利于获得所需的磁芯性能。不同冷却速度对Fe78Si9B13非晶磁芯电感量没有明显影响。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。