表面织构化喷涂涂层摩擦学性能的模糊综合评判

运用等离子喷涂技术制备涂层,在涂层上采用激光表面微造型技术制备各种不同形貌的表面织构。对涂层进行不同温度、不同表面织构、不同润滑剂含量下摩擦磨损性能试验,然后运用模糊综合评判法建立涂层评价指标集,并采用三角模糊数矩阵确定各个指标权重,建立涂层性能模糊评价模型,对等离子喷涂涂层各个影响因素进行综合评判。结果表明：该方法获得的最佳涂层与基于BP神经网络得到的结果一致,它为评定涂层优异性能提供一种直观的量化方案。     

溶液前驱体等离子喷涂热障涂层的高温稳定性

以锆盐和钇盐水溶液为原料,采用溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)技术制备了氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)热障涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电镜(SEM)研究了SPPS涂层在1 200~1 400℃下的相结构和微观结构稳定性。结果表明:沉积态SPPS涂层为亚稳四方相(t′),在1 200℃和1 300℃时未发生亚稳四方相(t′)向单斜相(m)的转变,在1 400℃热处理100h后出现了少量单斜相。在1 200~1 400℃下,SPPS涂层发生了不同程度的烧结现象;随热处理温度升高,SPPS涂层晶粒长大速率增加,在1 200、1 300和1 400℃热处理100h后,最大晶粒尺寸分别约为350、700和1 100nm。同时,在1 400℃下热处理100h后,涂层中仍然存在大量1μm的微孔,表明其具有较好的微孔保持能力。     

EB-PVD热障涂层的结构演变与表面拉曼光谱特性

热障涂层被广泛应用于航空发动机和燃气轮机等高温部件,其破坏机理和无损检测手段是研究中急需解决的问题。采用EB-PVD方法制备了陶瓷层厚度分别为180、120和90μm的3组热障涂层试样,经1 000℃高温氧化0、1、10、50和100h后,用HR800激光显微拉曼光谱仪测得试样表面的拉曼光谱特性,利用扫描电镜(SEM)观测了试样内部裂纹及氧化层(TGO)厚度的演变。研究表明,EB-PVD热障涂层裂纹主要发生在陶瓷层内部及陶瓷层与粘结层的界面处,粘结层和基体界面处产生裂纹的概率相对较小;同等条件下,增大陶瓷层的喷涂厚度,可以减缓氧化层的生长速度,但是会增大陶瓷层表面应力;热障涂层表面残余应力会随着热氧化时间的增加而增大,当表面残余应力减小时表明陶瓷层中有明显的裂纹或脱落产生。     

聚乙烯薄膜表面沉积纳米SiO_x涂层的阻隔性能

为了提高药品包装用聚乙烯(PE)薄膜的阻隔性能,利用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以氧气(O2)和六甲基二硅氧烷(HMDSO)作为氧化性气体和硅源单体,在PE薄膜表面沉积一层纳米厚度的柔性SiOx涂层。采用傅里叶变换红外吸收光谱、原子力显微镜和气体透过率测试仪对SiOx涂层的化学结构成分、表面微观形貌和气体阻隔性能进行表征。结果表明:SiOx涂层的化学结构和表面形貌对其阻隔性能有显著的影响。沉积工艺参数对SiOx涂层的阻隔性能起到了至关重要的作用。经过参数优化后制备的SiOx涂层可以有效地提高PE薄膜对氧气的阻隔性能,当射频功率为50 W,氧气和六甲基二硅氧烷的比例为2∶1,沉积气压为20Pa时制备的SiOx涂层的透氧值可从原膜的3 000mL/(m2·d)降低到30mL/(m2·d),对氧气的阻隔率可以提高100倍。     

等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层的海水腐蚀磨损性能

基于等离子喷涂技术构筑了高耐磨、耐蚀的Al2O313%TiO2涂层（AT13涂层）,利用Rtec磨蚀试验机研究AT13涂层在干摩擦、去离子水和人工海水介质中的摩擦磨损性能,并利用电化学工作站分析了涂层在静态腐蚀和滑动磨损中的开路电位和极化曲线的变化,探讨了AT13涂层的腐蚀磨损机理。结果表明：热喷涂AT13涂层由αAl2O3、γAl2O3、金红石型TiO2和Al2TiO5相组成,其中富Ti相呈条带状分布于富Al基体中;AT13涂层在海水工况具有较好的润滑性,与干摩擦相比,其摩擦因数减小了0.15,且具有较好的稳定性;在3种工况下,AT13涂层都具有优异的耐磨损性能,海水润滑条件下,AT13涂层具有最小的磨损率,且随载荷的增加而减小;磨损过程加重了海水对涂层的腐蚀,但影响较小。     

超音速喷涂纳米WC复合涂层与电镀铬层的组织及性能

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和电镀技术分别制备了纳米WC-10Co-4Cr涂层及电镀铬层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站、磨损腐蚀加速试验机等手段对比分析了这两种涂层的性能以及使用寿命。结果表明,纳米WC复合涂层具有远高于电镀铬层的显微硬度、耐磨损性能及结合强度等,并且该涂层具有较高的致密度,而耐腐蚀性能略低于电镀铬层但也远高于基材,磨损腐蚀加速试验结果显示该涂层的使用寿命高达电镀铬层的5倍以上。     

阴极等离子体电解沉积Co、Cr金属涂层及Ni-Cr、Co-Cr合金涂层

采用阴极等离子体电解沉积的方法制备了Co、Cr金属涂层以及Ni-Cr、Co-Cr合金涂层,并研究了不同主盐浓度和酸浓度对涂层结构和形貌的影响。结果表明,在阴极等离子体电解沉积过程中,涂层形貌演变规律主要取决于沉积速率和等离子体电弧的作用。较低的主盐浓度和较高的酸含量可以降低沉积速率,在等离子体电弧的作用下,沉积物可以充分地快速熔融并凝固,形成均匀、致密的涂层;而在较高的主盐浓度和较低的酸含量下,由于沉积速率快,大量的沉积物无法完全被等离子体电弧熔融,所以易形成枝晶或者粉末。     

Method for testing sliding frictional response of lubricious thin films used in plastic medical syringes

Lubricious thin films are used in plastic medical syringes in order to reduce the frictional forces between the syringe barrel and the rubber plunger. Polydimethylsiloxane (PDMS) liquid films are the current accepted technology for reducing the friction forces in plastic medical syringes. However, major issues with these PDMS films exist, including interactions of the film with the stored injectable drugs and variations in the frictional response as the syringes are aged over time. A new silicon based, lubricious octamethylcyclotetrasiloxane (L-OMCTS) thin film solid lubricant has been developed as a replacement for PDMS that provides acceptable and stable frictional responses without interacting with injectable drugs. A novel test method has been developed that can be used to successfully characterise the sliding frictional response of the L-OMCTS thin films at the syringe barrel and plunger interface. This test method will be used to provide future insight into how the frictional response of the L-OMCTS thin films is affected by various system parameters. This paper will mainly discuss the design of this new test method and provide some preliminary frictional response data.     

白乳胶与硅溶胶复配粘结剂对铸铁件消失模铸造涂料性能的影响

为改善铸铁件消失模铸造涂料的性能,分别研究了单一粘结剂白乳胶与硅溶胶,以及二者复配溶液对涂料性能的影响。结果表明,采用单一粘结剂,无论是白乳胶还是硅溶胶,其加入量在2%~3%时,都能较好地满足涂料的使用要求。当二者进行复配后,白乳胶与硅溶胶的配比为2:3时,涂料的综合性能要比单一使用粘结剂更优,其悬浮性、触变性更好,流杯粘度、涂层强度和透气性适宜,而且涂挂性和高温抗裂性良好,是带有一定屈服值的较理想假塑性流体。     

激光改性对YSZ涂层结构与性能的影响

本文采用电子束物理气相沉积技术在Ni基单晶基体表面制备双层结构的热障涂层后,采用脉冲Nd:YAG激光对其进行激光表面改性处理,获得具有复合陶瓷层结构的热障涂层。然后,对改性前后试样进行了1100℃高温氧化处理,并采用SEM和XRD分析了激光改性对涂层微观形貌和组织结构,以及抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。结果发现：激光改性处理后,试样表面形成致密平整的重熔层组织,该组织与原柱状晶组织共同构成了复合结构的陶瓷层,复合结构的陶瓷层减缓了有害元素向基体的扩散行为,提高了涂层的抗氧化性能和耐腐蚀性能。