高速电弧喷涂FeCrNi/CBN复合涂层的工艺研究

利用高速电弧喷涂技术制备FeCrNi/CBN复合涂层,选用正交试验方案L9(34)研究了喷涂电压、喷涂电流、空气压力及喷涂距离对涂层结合强度的影响,获得了高速电弧喷涂FeCrNi/CBN复合涂层的最佳工艺参数,测定了涂层的硬度、孔隙率和耐摩擦磨损性能。结果表明:FeCrNi/CBN复合涂层具有较高的硬度和结合强度,优异的耐磨损性能。     

等离子喷涂陶瓷涂层代替镀铬的可行性研究

通过对镀铬和等离子喷涂的工艺特点,以及对镀铬层和等离子喷涂陶瓷涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性的分析,指出镀铬虽可提高金属零件的耐磨性和耐腐蚀性,但镀铬工艺会对环境造成严重污染;而等离子喷涂陶瓷涂层不但比镀铬层具有更高的硬度、更好的耐磨性能和耐腐蚀性能,而且是一种无污染或低污染的生产工艺.根据陶瓷涂层目前的应用状况,认为用等离子喷涂技术代替镀铬技术具有良好的发展前景.     

Cu-3Cr13伪合金涂层的试验研究

本文为研究电弧喷涂中不同工艺参数对Cu-3Cr13伪合金涂层的组织和性能的影响,以石膏为基材,在不同的喷涂电流、电压和距离参数下制备伪合金涂层。分析喷涂电流、电压和距离对该涂层的硬度、孔隙率以及耐磨性能的影响,探索出电弧喷涂Cu-3Cr13伪合金涂层的最佳工艺参数和该涂层在快速制模中的应用前景。     

等离子喷涂 物理气相沉积用YSZ粉末 制备及涂层表征

热障涂层与高温合金、气膜冷却技术并称为航空发动机涡轮叶片的三大关键技术.等离子喷涂 物理气相沉积（PS PVD）工艺是最具潜力的未来航空发动机热障涂层制备方法之一，其制备的羽 柱状结构热障涂层兼具APS和EB PVD热障涂层的优点.为了进一步提高热障涂层性能，需要开发与PS PVD工艺相匹配的新型YSZ粉末.该文先采用喷雾干燥法制备出3种不同纳米团聚YSZ粉末，再使用相同PS PVD工艺制备成涂层，最后对粉末特性和涂层性能进行评价，以研究制粉工艺 粉末特性 涂层性能之间的联系.实验结果表明：悬浮液固含量越高，制备出的粉末呈现球形越规则，粒径也越大，喷涂的气化率和沉积率越高；制备的YSZ涂层由致密初始生长层和羽 柱状结构两部分构成；使用固含量45%的悬浮液制备的粉末喷涂所获得的涂层具有良好的结合强度和抗热震性能.     

火焰喷涂尼龙/石墨复合涂层

火焰喷涂塑料粉末是一项发展迅速的表面技术，其原理是用火焰将塑料粉末加热到熔融状态。井喷射到工件表面以形成高附着力、厚度均匀可控、加工方便的多种聚合物涂层，充分改善物件表面性能，使塑料材料诸多的优异性能（如耐磨损、耐磨蚀等）得到利用。 郑州轻工业学院最近完成了火焰喷涂尼龙１０１０／石墨复合抗粘、耐磨涂层的研究课题。该课题在对火焰喷塑装置进行改进的前提下，对火焰喷塑的工艺条件、涂层配方、涂层性能等进行了较为系统的研究，制定了较为完善的喷涂工艺规范及合理的涂层配方。并以ＦＩ－ＩＲ及ＳＥＭ等测试手段对涂…     

改性玄武岩火焰喷涂涂层的制备及其耐腐蚀性能

采用火焰喷涂工艺制备了玄武岩涂层和Zn-玄武岩复合涂层,利用扫描电子显微镜观察分析了涂层表面和截面的微观形貌,利用CS310型电化学工作站对涂层和基体进行了电化学测试,并对测试得到的塔菲尔极化曲线进行了分析.结果表明,玄武岩中添加Zn后,涂层的孔隙率明显降低,涂层与基体的咬合程度明显增强;玄武岩涂层具有较好耐腐蚀性能,Zn-玄武岩复合涂层在保护基体的过程中还具有牺牲阳极保护阴极的作用.     

改性玄武岩火焰喷涂涂层的制备及其耐腐蚀性能

采用火焰喷涂工艺制备了玄武岩涂层和zn-玄武岩复合涂层,利用扫描电子显微镜观察分析了涂层表面和截面的微观形貌,利用CS310型电化学工作站对涂层和基体进行了电化学测试,并对测试得到的塔菲尔极化曲线进行了分析．结果表明,玄武岩中添加Zn后,涂层的孔隙率明显降低,涂层与基体的咬合程度明显增强;玄武岩涂层具有较好耐腐蚀性能,Zn-玄武岩复合涂层在保护基体的过程中还具有牺牲阳极保护阴极的作用．     

钛合金表面阻燃隔热复合功能涂层力学性能研究

该文采用微弧脉冲离子表面改性技术与高能等离子喷涂工艺制备了具有阻燃特性的TiZrNiCuBe非晶结构改性层和具有隔热特性的YSZ隔热一体化复合功能涂层.研究了该复合功能涂层的阻燃特性、隔热能力、结合强度等关键性能，重点研究了该复合功能涂层对钛合金基体的室温和高温拉伸性能、高温拉伸持久性能、高温拉伸蠕变性能及高周疲劳性能等力学性能的影响.结果表明：采用微弧脉冲离子表面改性技术与高能等离子喷涂工艺制备的TiZrNiCuBe阻燃和YSZ隔热复合功能涂层，与钛合金基体的结合强度较高，达到37.6 MPa；在750 ℃仍然具有显著的阻燃效果，而未涂敷阻燃隔热复合功能涂层的钛合金在350 ℃就发生“钛火”燃烧现象；600 ℃时的隔热温度达到70 ℃，能满足无人机尾喷管使用要求.TA32钛合金沉积阻燃改性层后，与TA32钛合金相比，室温抗拉强度下降2.7%，550 ℃高温抗拉强度提高0.9%，550 ℃/350 MPa高温拉伸持久寿命下降8.5%，550 ℃/300 MPa高温拉伸蠕变伸长量提高2.5%，高周疲劳寿命下降25%；TA32钛合金沉积阻燃改性层再喷涂隔热涂层制备的阻燃隔热复合功能涂层后，与TA32钛合金相比，室温抗拉强度下降12.9%，550 ℃高温抗拉强度下降12.7%，550 ℃/350 MPa高温拉伸持久寿命下降39.7%，550 ℃/300 MPa高温拉伸蠕变伸长量提高32%，高周疲劳寿命下降24%.因此，采用微弧脉冲离子表面改性技术与高能等离子喷涂工艺制备的TiZrNiCuB阻燃和YSZ隔热复合功能涂层，对于TA32钛合金基体的室温和550 ℃的抗拉强度影响不大，但对高温拉伸持久、高温拉伸蠕变和高周疲劳性有较大的不利影响，特别是降低了钛合金基体的疲劳性能.     

在制备热障涂层过程中系统内残余应力场预测

在热障涂层系统制备工艺冷却过程中，各层材料参数不匹配（如弹性模量、泊松比、热膨胀系数、热传导参数等）将导致其体内各层材料冷却速率不一样，同时在各层界面上热障涂层系统为了保持应变协凋和位移连续，最终在冷却后热障涂层系统各层内均存在热残余应力．通过建立相应的理沦模型得到了热障涂层系统各层热残余应力的解析解表达式．通过计算分析，得到了冷却方式和陶瓷喷涂厚度对各层残余应力的影响．最终希望得到一组最优化工艺参数来指导热障涂层制备工艺和生产．     

等离子 物理气相沉积（PS PVD）热障涂层的 结构调控与高隔热机理

等离子 物理气相沉积（PS PVD）是一种利用等离子体加热蒸发材料进行涂层沉积的新技术，结合了等离子喷涂与物理气相沉积两种不同工艺的优点，可实现涂层结构从宏观到介观再到微观的跨尺度定制调控，被认为是代表航空发动机和燃气轮机防护涂层领域未来高性能热障涂层（TBCs）/环境障涂层（EBCs）制备技术的发展方向.如何实现涂层结构的可定制化制备调控一直是PS PVD技术研究的热点，该文基于目前PS PVD热障涂层研究现状，分析了PS PVD涂层结构与材料相态的关系，进一步结合本课题组在材料多相态调控与沉积机理方面的研究，分析了PS PVD射流中材料快速加热气化和长距离多模式输运沉积的全过程，结合Monte Carlo模拟结果与实验结果，揭示了PS PVD涂层形成机理，阐明了涂层同时具有高热变容限与高隔热双重优异性能的结构机理，为制备新型高性能TBCs提供了理论基础.     

玻璃涂彩色薄膜技术

<正> 同济大学固体物研究室研究成功玻璃冷喷涂彩色薄腹技术。冷喷涂可在室温下进行,施工方便,费时不多,彩色薄腹粘附牢固、寿命可超过10年,特别适用于已有建筑物的璃玻装饰。与茶色璃玻相比,涂膜璃玻能更多     

激光熔覆铁基非晶合金涂层的性能研究

当前,人们可以采用激光熔覆技术制备铁基非晶合金涂层,其结构和性能优良,与传统制备技术相比,该技术具有显著的优越性。因此,本文分析了涂层厚度、激光熔覆工艺参数、微量合金元素的种类和含量对铁基非晶涂层性能的影响,以期优化激光熔覆非晶涂层的制备工艺。     

压入法表征涂层结合强度的声发射信号分析

采用超音速等离子喷涂技术制备以AlSi为底层,AT13为面层的涂层,对涂层组织和基本性能进行表征和测试;采用表面压入法诱导涂层损伤失效,声发射技术实时在线监测压入过程;采用SEM对涂层压痕形貌进行分析;运用小波分解法,对所得的声发射信号进行噪声分析。结果表明,表面压入法在有效诱导涂层体系损伤失效的同时,声发射信号可给出明显突变提示,声发射信号主要由涂层体系声发射源产生,夹杂非常微弱的噪声信号。与原始信号相比,噪声信号很小,分析试验结果时可以忽略不计。     

航空发动机压气机叶片防护涂层冲蚀破坏模拟

压气机叶片是航空发动机的重要零件之一,直升机飞行、起飞、降落过程中,空气中的固体粒子会随着高速气流进入压气机,对压气机叶片造成冲蚀破坏.在叶片表面镀抗冲蚀防护涂层是保护压气机叶片的有效措施,目前使用最多的抗冲蚀涂层为TiAlN涂层.由于固体粒子的冲蚀速度、冲击角度、粒子粒径等条件不同,对叶片造成的冲蚀破坏也不一样.对压气机叶片进行防护涂层冲蚀破坏模拟可以有效地预测冲蚀位置和冲蚀程度.该文通过建立冲蚀模型,从粒子粒径、冲蚀速度方面对冲蚀结果进行分析.     

海洋油田开发中防腐技术的应用

近年来,海洋油田开发受到普遍重视,各种海洋采油平台、水下输送及海岸设施等不断增加,腐蚀问题更为突出。研究和解决金属材料的海水腐蚀问题,对于海洋油气田开发具有重要意义。本文阐述了热(浸)喷涂,有机防腐涂层,阴极保护等防腐技术的原理及其在海洋油田开发中的应用。     

周长可调式多边形结晶器和铜板的研发与设计

本文首次研发制备了周长可调式多边形结晶器,同时分析了结晶器的重要部件铜板的选材和表面改性工艺的优化,解决了铜板单一镀膜的缺陷和传统热喷涂技术中喷涂层易脱落的难题。     

悬浮液等离子体喷涂厚YSZ热障涂层 结构与性能研究

采用悬浮液等离子体喷涂（SPS）工艺在以GH3128高温合金为基底，CoNiCrAlY为黏结层的表面上制备氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）厚热障涂层（TTBCs），研究单片层的形貌特征及单片层之间的堆叠行为对涂层微结构的影响.对无支撑的YSZ涂层进行了1 200~1 600 ℃保温24 h和1 550 ℃保温20~100 h的高温时效处理，分析涂层的物相组成和晶粒尺寸等的变化；对涂层试样进行了高温燃气焰流循环热考核，并对其失效机理进行了探讨.结果表明,SPS单片层由四方相晶粒组成.涂层经1 550 ℃高温热处理40 h发生四方相（t）向单斜相（m）转变，且m相的含量随热处理时间的延长而增加，但对于24 h高温处理样品，即便将热处理温度提升到1 600 ℃，也未见t→m相变.SPS涂层经热考核前后应力演变是其失效根源，通过相邻柱状晶的脱落可有效地释放陶瓷层中的应力集中，最终与界面附近陶瓷层微裂纹相互连接而导致涂层剥落.     

基于相场法的高温烧结条件下等离子喷涂热障涂层微结构演化模拟

为提高航空发动机性能,热障涂层被广泛地用于涡轮叶片上.涂层在高温下服役时,会发生烧结,使涂层变得更加致密,从而不可避免地增加了热障涂层的弹性模量和热导系数,强烈地影响了涂层的耐用性、效率和性能.该文针对等离子喷涂制备的热障涂层,建立了涂层的二维真实微结构有限元模型,并运用相场模型研究了在1 400℃烧结条件下涂层微结构随时间演化的动态规律.计算结果表明:在烧结初期,涂层中微裂纹在最窄处迅速愈合,并开始形成不连续的单个小孔隙.烧结中期,前期由微裂纹产生的孔隙不断愈合,或者与相邻孔隙合并.烧结后期,涂层前期微裂纹大都形成了球形,孔隙间相对距离大,较小孔隙主要是以愈合的方式消失,涂层孔隙率随烧结时间的增加先迅速下降后趋于平稳.模拟的结果与实验结果相吻合.     

高温纳米陶瓷涂层在300MW机组锅炉上的应用研究

本文通过在某300MW机组锅炉受热面管表面喷涂高温纳米陶瓷涂层,以解决锅炉运行中存在的沾污结渣、磨损、高温腐蚀等问题,并从节能、经济、安全、环保等角度分析了高温纳米陶瓷涂层对锅炉的影响。结果表明:锅炉受热面管的抗高温腐蚀和沾污结渣能力得到了提高,锅炉运行的安全性、经济性得到了提升,且具有一定的环保效益。     

热喷涂3D打印制备孤立纳米YSZ厚热障 涂层的内应力演化特性的模拟计算研究

孤立厚涂层通常被用来测试涂层的热物理性能，如热膨胀系数、热扩散系数、比热容等.不同形状的孤立厚陶瓷涂层通常通过在不同形状的石墨模具上采用等离子体喷涂增材制造的方法制备.采用有限元“生死单元”模拟技术对3D打印增材制造过程中的纳米结构YSZ热障涂层的残余应力进行了有限元模拟.考虑了方形、圆柱形、六棱柱及星柱形四种结构的石墨模具，系统计算并比较了四种石墨模具制备的厚涂层的应力分布特征.研究结果表明：在厚涂层的侧面存在较大的压应力集中，最大压应力往往分布在柱的边角或边缘处.对于热喷涂3D打印圆柱状厚涂层，压应力连续分布在厚涂层侧面的环形面上.对于四种类型的厚涂层，热喷涂3D打印圆柱状厚涂层在x,y,z三个方向上最大压应力值最小，分别为-19.574 MPa,-19.565 MPa和 -56.569 MPa.且x,y,z三个方向上应力梯度变化最小（分别为0.169 MPa/mm,0.173 MPa/mm，0.0218×10-3 MPa/mm），而星柱型厚涂层x,y,z三个方向上应力变化梯度最大（分别为2.344 MPa/mm,14.092 MPa/mm，2.171 MPa/mm）.涂层的应力随着涂层厚度的增大而增大，且纳米结构涂层的应力低于传统结构涂层的应力.通过应力状态及应力大小的调控，将会促进YSZ涂层的铁弹性相变，进一步提高涂层的断裂韧性，从而有望进一步提高涂层的抗热震性能.