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。     

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.     

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.     

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.     

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．     

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…     

磁控溅射制备WC涂层的结构及其水环境中的摩擦学行为

采用磁控溅射技术在304不锈钢基体上沉积制备WC涂层,为提高涂层的结合强度,不锈钢基体和WC涂层之间沉积Cr过渡层.WC涂层致密光滑,呈柱状晶特征,总厚度为2μm.不锈钢钢表面沉积的WC涂层硬度达到34 GPa,结合强度超过70 N.与不锈钢基体和碳化物块体材料相比,WC涂层在干摩擦,去离子水和海水环境中均具有最佳的耐磨减摩性能.WC涂层磨损机制在干摩擦和去离子水中主要为磨粒磨损,海水环境中磨损以粘着磨损为主.     

应用CaCO_3/SiO_2纳米复合技术改性聚丙烯的研究

为研究高性能、低成本的汽车保险杠专用料,采用溶胶-凝胶法制备了CaCO3/SiO2纳米复合粒子,并通过红外吸收光谱、X光电子能谱、透射电子显微镜对CaCO3/SiO2复合粒子的形貌和组成进行了分析。把制得的CaCO3/SiO2纳米复合粒子填充在聚丙烯(PP)中,对其弯曲强度(σw)、弯曲模量(Ew)、冲击强度(I)、拉伸强度(σf)、拉伸模量(Ef)以及硬度(HD)进行了测试。结果表明:纳米复合粒子的加入使聚丙烯材料的邵氏硬度从49增加到58,当纳米复合粒子的质量含量在5%时,PP复合材料的拉伸强度和弯曲强度有所提高,而对材料的冲击强度影响不大。     

新型刀具涂层Ti-Si-N复合膜的制备、性能及应用

现代金属切削对刀具有很高的技术要求,涂层刀具是20世纪70年代以后出现的一种新型刀具材料,是刀具发展中的一项重要突破.涂层刀具是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上涂覆一层耐磨性高的难熔金属化合物而制成的,有效地解决了刀具材料的硬度、耐磨与强度、韧性之间的矛盾.     

氮气流量对磁过滤沉积AlN 纳米薄膜显微组织与性能的影响

AlN薄膜具有优良的绝缘性能和力学性能，被广泛应用于微电子领域的绝缘耐压涂层采用离子注入结合磁过滤等离子体沉积技术，氮气流量为30~90 sccm，在304不锈钢和环氧玻璃纤维板上制备硬质AlN纳米涂层采用XPS、AFM、XRD和SEM分析AlN纳米涂层的成分、表面形貌及结构采用纳米硬度计、介电谱仪以及兆欧级电阻表研究涂层的力学和电学性能结果表明，制备的AlN纳米薄膜结构致密、表面光滑随氮气流量的增加，薄膜由强 (100) 择优取向转变为 (100)、(002) 和 (102) 任意取向生长AlN纳米薄膜的纳米硬度、H/E*、H3/E*2先增加后减小，而电导率逐渐下降，阻抗逐渐增加氮气流量为60 sccm时，AlN纳米涂层具有优良的力学性能和电学性能     

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.     

电弧喷涂自适应控制系统研究

研究建立了微机控制电弧喷涂系统模型，为实现最优控制提供了理论依据。设计了弧压反馈控制器和电流反馈控制器，增加了PC机采集喷涂过程参数并同单片机串行通讯，实现PC机在线修改PID调节器参数。采用遗传算法对PID调节器控制参数进行寻优，实现了电弧喷涂过程自适应控制，获得了满意的喷涂效果。     

氧乙炔火焰金属热喷涂

<正> 近年来,一些中高档建筑普遍采用美观大方的铝合金门窗。但由于其造价高,强度低。保温性能差,加上经氧化后表面色泽不匀,影响外观,而钢门窗虽然价格低,强度高,但防腐性能差。因此,建筑装潢业急需有一种能融铝合金、钢门窗优点为一体的特殊金属材料来替代。江苏省吴县金属喷涂厂在中国有色金属总公司有色金属研究总院的指导帮助下,联合研制开发了氧乙炔火焰金属热喷涂新型技术。通过特殊工艺将熔化状态的铜、铝、锌或铝锌合金等金属雾化,并以高速度喷射到经过预处理的基体表面。由于钢铁基体和金属防腐涂层之间产生的冶金结合,其结合力,附着力和耐磨性能十分惊人,一般经过喷刷或     

道路钢护栏的表面强化与耐磨性能研究

采用扫描电子显微镜、能谱分析等手段,对比分析了道路钢护栏用35CrMo钢表面不同TiB_2含量的Ni基涂层的显微形貌和耐磨性能。结果表明:高频感应熔覆工艺在35CrMo钢基体表面成功制备了Ni60A-TiB_2涂层,涂层与基材界面结合良好,未见裂纹、气孔等缺陷存在;涂层的显微硬度随着离表面距离的增大而逐渐减小,当离表面距离达到1 000μm时硬度基本趋于稳定,35CrMo钢的表面涂层厚度约为1 mm,且涂层的显微硬度都明显高于35CrMo钢基体;在相同的涂层深度下,TiB_2质量分数为15%的涂层的显微硬度最高,而不含TiB_2的涂层的显微硬度最低。随着涂层中TiB_2含量的增加,涂层的摩擦系数不断减小,而磨损量先减小而后增加,在TiB_2质量分数为15%时取得磨损量最小值;不同TiB_2添加量的涂层都生成了犁沟状磨损形貌,在膜层磨损过程中的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。35CrMo钢表面熔覆涂层中适宜的TiB_2质量分数为15%。     

冷喷涂技术的工艺特点综述

冷喷涂技术是通过把具有一定塑性的细小粒子用压缩气体超音速流喷射到基板靶体,粒子经过强烈的塑性变形而发生沉积形成涂层。本文介绍了冷喷涂技术的工艺特点,阐述了冷喷涂技术工艺参数对涂层质量的影响情况。     

离子注入剂量对镁合金表面钛膜的性能影响

【目的】进一步提高AC91表面钛层的综合性能。【方法】采用离子注入技术研究了N离子注入剂量对镁合金表面Ti膜的力学和摩擦磨损性能的影响。【结果】随着N离子注入剂量的提高,镁合金表面Ti膜的显微硬度随之增大,这是由于表面Ti膜形成Ti/TiN复合涂层结构,摩擦磨损试验结果表明,N离子注入后摩擦系数降低,高剂量的N离子注入下摩擦系数进一步降低至0.299,摩擦试验前后磨损量失重最少,膜层的耐磨损性能得到提高。【结论】N离子注入可以有效提高镁合金表面钛层的综合性能,从而提高其防护效果。     

偶联剂对防污闪氟碳涂料性能的影响研究

采用钛酸酯偶联剂TM-JTBT和氟硅烷偶联剂G502通过溶液共混法分别制备了两种不同的防污闪氟碳涂料,使用扫描电镜(SEM)、接触角测量仪、体积电阻率/表面电阻率测定仪、划格实验法及涂层铅笔硬度仪等对研究的氟碳涂料进行表征和测试,研究了不同偶联剂对氟碳涂料憎水性能的影响.研究结果表明:采用钛酸酯偶联剂TM-JTBT的氟碳涂层憎水性角度可达到115°以上,憎水性丧失及恢复性能优于氟硅烷偶联剂G502,其他性能指标满足防污闪要求.     

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.     

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.