等离子喷涂铁基非晶/晶体复合涂层的工艺–结构–性能关系

本研究试图通过优化等离子喷涂参数来开发一种Fe基非晶/晶体涂层,该涂层主要成分来自一种贫乏的铁基合金（Fe_92.6C_3.5P_1.4Si₂Mn_0.5）。这种合金是钢铁厂高炉产出的生铁剩余废料。为了经济有效地重新利用这种残留物,这种合金在合成时对成分进行了最少的修改。同时,本研究还探讨了涂层的结构、机械、腐蚀和磨损性能对喷涂参数（等离子功率、主气体流速、送粉速度和间隔距离）的依赖性。X射线衍射表明,在最优的喷涂参数下沉积的涂层存在无定形/晶体相。在较低等离子功率和最高气体流速下沉积的涂层表现出更好的密度、硬度和耐磨性。所有涂层都表现出良好的耐腐蚀性（腐蚀环境:3.5wt% NaCl 溶液）。机械、磨损和摩擦学研究表明,单一的工艺参数优化无法提供良好的涂层性能;相反,所有工艺参数在优化涂层性能都具有独一无二的作用,它们主要通过控制飞行中的颗粒温度和速度分布,以及熔滴撞击基材之前的冷却模式来控制涂层性能。     

低气压等离子喷涂TiO_2涂层机械性能的研究

文本通过实验研究,证明了在低气压等离子喷涂条件下,TiO_2涂层的机械性能不是依赖于涂层结构,而主要由形成涂层前的TiO_2粒子的温度和速度所决定;如果形成涂层前的TiO_2粒子温度越高并且速度越大,就能形成更加扁平状粒子的涂层,增加粒子间结合力,使涂层机械性能提高。因此,喷涂规范中的等离子弧功率、喷涂距离和喷涂室压力对涂层机械性能有较大影响,而等离子弧辅助气氢气流量的影响甚小。     

微束等离子喷涂工艺条件对Cu涂层组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统在2.8-4.2kW的小功率条件下制备了Cu涂层，研究了电弧功率，工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层显微组织结构和硬度的影响。试验结果表明，电弧功率与喷涂距离对粒子速度的影响不明显，但工作气体流量对粒子速度的影响较大，电弧功率与喷涂距离对涂层的硬度影响较大，而工作气体流量对涂层的硬度影响较小。分析表明，粒子的温度对涂层硬度有较大的影响，采用微束等离子喷涂制备的Cu涂层硬度与用传统等离子喷涂设备在30kW下制备的涂层硬度相当。     

铝合金上热沉积氧化铝–二氧化钛涂层的固体颗粒冲蚀研究

Thermal barrier coatings are widely used as surface modifications to enhance the surface properties of the material and protect from surface degradations such as erosion and corrosion. Ceramic-based coatings are highly recommended to increase wear resistance in the industrial sector. In this paper, an alumina–titania ceramic powder was deposited on an aluminum alloy using an atmospheric plasma spray technique. Experimental investigations were performed to study the behavior and erosion rate of the material. Solid particle erosion studies were performed by varying the particle velocity and particle flow rate. The angle impingement and stand-off distance were constant for comparison. The base metal has a clinging effect and the mass change was negative at a maximum particle flow rate of 4 g·min?1. Under the same process conditions, the coated sample had a reduced lifetime and reached a maximum erosion rate of 0.052 (Δg/g). The solid particle erosion studies confirmed that the base metal aluminum alloy had severe surface damage with erodent reinforcement when compared to the coated samples. The influence of the particle velocity, particle flow rate, and input process parameters were also identified.     

螺杆泵螺杆纳米掺杂陶瓷涂层显微结构研究

利用大气等离子喷涂技术（APS）,在7.5m螺杆泵螺杆基体表面上制备纳米掺杂30%AT13(Al₂O₃+13%TiO₂)陶瓷涂层,采用Philips XL-30型扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和Philips X-port型X射线衍射仪（XRD）等现代分析手段对纳米掺杂AT13等离子喷涂粉末及螺杆表面等离子喷涂涂层的显微组织、物相进行了观察测定。结果表明：纳米掺杂等离子喷涂粉末结构呈微米级粒子表面包覆纳米粒子的麻团状,尺寸在50~70μm内,流动性好,适用于大气等离子喷涂。纳米掺杂使等离子喷涂涂层元素分布均匀性提高,孔隙度降低,涂层内出现（Al₂O₃）_5.333与斜方晶态的Al₂TiO₅物相。涂层断口分析证明：在纳米掺杂30%的涂层中,出现大量直径约为10nm的蠕虫状晶须,断裂方式变为韧性的穿晶断裂,为纳米掺杂螺杆使用寿命成倍的提高提供了理论依据。     

功率参数对超音速等离子制备高铝铜合金涂层组织的影响

以高铝铜合金Cu-14％Al-X粉体为研究材料,采用DH-2080型超音速等离子设备将粒度-150～+280目的合金粉体喷涂到45#钢基体表面制备涂层,研究不同功率参数对制备的涂层组织结构的影响.结果发现:较低的功率不能使粉体完全软化熔流,制备的涂层组织疏松,较高的功率(52.50 kW)能使喷涂粒子获得足够的能量,在撞击工件表面时完全达到熔流状态,各流延扩展的粒子间搭接、混流充分,形成致密的网状结构涂层表面,纵向组织层流结构明显,层流片之间结合紧密.涂层微观缺陷分析表明,致密的涂层大大降低了涂层的微观缺陷.EMPA分析表明,涂层主要发生Al元素的氧化,但整体上能够基本保持材料的原有相结构特征.     

变参数下的空气喷枪涂层厚度分布建模

首先分析了影响空气喷枪涂层厚度及喷涂机器人作业过程中的可调和常变因素,然后利用BP神经网络方法对平板直行喷涂实验获得的实验数据加以拟合,建立以喷涂距离、喷枪移动速度、喷枪流量和测量点与喷枪轴线距离作为输入的喷枪喷涂模型。与传统模型相比,该模型用相对少量的实验数据就可以预测不同喷涂距离、喷枪移动速度和喷枪流量下的涂层厚度分布。实验数据表明,该模型准确、有效。     

熔射形成的陶瓷件制造技术

从等离子熔射快速制造陶瓷件工艺过程入手,研究等离子射流温度场分布、送粉方式、粉末飞行过程中射流与粉末能量和动量传递、粉末的温度特性和速度特性对成形质量的影响;分析沉积过程中所收集粉末的熔融状态、粒子扁平化形态对熔射层微观结构的影响,研究表明,通过优化工艺参数,改善射流温度场分布、粉末飞行特性,可有效地提高成形质量。     

Cr3C2-NiCr涂层磨料磨损行为

采用橡胶轮磨损实验机 ,对三种类型粉末制备的 HVOF Cr3 C2 - 2 5 % Ni Cr涂层进行了磨料磨损实验 ,研究了涂层的磨损特性和喷涂工艺条件、粉末制备工艺对涂层磨损速率的影响。在运用扫描电镜对涂层结构和磨损表面观察分析的基础上 ,结合涂层结构和橡胶轮磨料磨损的特征 ,探讨了该涂层的磨料磨损失效行为。     

锂电池石墨负极涂层红外干燥特性实验

对锂电池石墨负极涂层进行了红外干燥特性实验研究,探索了红外热源功率、辐射距离对极片涂层干燥特性及系统能耗的影响。实验结果表明:极片涂层的干燥分为升速、恒速及降速阶段;极片临界含水率与涂层干燥过程中厚度变化存在线性关系;在实验条件下辐射距离、热源功率对极片涂层干燥速率具有如下影响:功率越大、距离越小,干燥速率越大。基于上述实验结果,分析讨论了各自形成原因,并提出了系统的较优干燥工况参数:红外热源功率150 W,辐射距离155 mm。     

等离子熔射ZrO2粒子飞行状态

在熔射过程中．粉末粒子的温度、速度、空间分布等是影响沉积效率和熔射质量的直接因素．文中以等离子熔射ZrO2粉末为例．利用CCD技术和双比色原理．对粒子飞行特性进行在线检测．采用正交实验方式，研究氩气流量、氢气流量和工作电流对粉末粒子的温度、速度的影响规律．结果表明，氩气和氢气的流量分别是影响粒子速度、粒子温度的主要因素，而电流变化对粒子温度、速度也有一定影响．     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

NiCrBSi超音速火焰喷涂层的电化学腐蚀机制

采用超音速火焰喷涂方法在普通碳钢表面制备了NicrBsi合金涂层，然后将涂层在利用冰醋酸调整pH值到3的3．5％NaCl(质量分数)溶液中进行全浸泡试验．应用化学成分分析、电子探针分析方法分析了涂层腐蚀后的成分变化和分布，用高频等离子体发射光谱仪分析了腐蚀液中的离子存在情况，用X射线能谱分析了腐蚀产物，用扫描电镜观察了涂层腐蚀后的形貌．结果发现：NiCrBSi合金涂层没有发生成分选择性腐蚀；涂层的腐蚀包括表面宏观均匀腐蚀和腐蚀介质侵入涂层内部引发的腐蚀，后者起关键作用；腐蚀首先在涂层表面存在未熔颗粒及孔隙、夹杂和微裂纹的局部阳极区发生，随后沿孔隙、夹杂、微裂纹、层状组织等形成的阳极通道扩展；涂层的主要失效形式是片状或层状剥离；调整喷涂工艺参数以降低涂层的电化学不均匀性或进行封孔处理有助于提高涂层的耐蚀性能．     

超音速火焰喷涂制备双峰WC-12Co涂层组织性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上制备了双峰WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损后的涂层表面形貌进行了观察.结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳...     

粉末的物理性能对热喷涂涂层的影响

在SUS316L不锈钢基体上,采用HVOF和DGS两种不同的工艺方法,分别喷涂WC-12Co和FeAl涂层,观察WC-12Co和FeAl粉末的颗粒形貌、粒度组成以及DTA,研究它们对热喷涂涂层质量的影响.通过表面粗糙度、显微硬度、形貌相以及X射线衍射谱等分析表明,球化程度高,颗粒大小均匀的粉末可使涂层的组织均匀,致密性好,结合强度高.采用HVOF方法喷涂WC-12Co涂层的质量最好,而采用DGS工艺喷涂FeAl涂层的工艺参数还有待于进一步优化.     

PLC控制等离子喷涂设备的研制

研制了以Ｆ１－４０ＭＲ为核心的可编程控制器（ＰＬＣ）控制的等离子喷涂设备．喷涂电源采用８０９８单片机控制,最大额定输出功率１２０ｋＷ,并利用维弧电源消除了高频对单片机系统的干扰．研制的大功率等离子喷涂枪结构合理,引弧容易,喷涂过程稳定,能适应各种合金粉末喷涂要求．试验结果表明,整体设备操作简单,运行可靠,喷涂效果较理想．     

超声波辅助提取魁蒿总黄酮响应面法优化工艺

以魁蒿为原料,采用超声波法辅助提取总黄酮,考察料液比、提取时间、提取温度、乙醇体积分数和超声功率等因素对魁蒿总黄酮提取率的影响.在单因素实验的基础上,选取影响较大4个因素作为考察因素,以总黄酮提取率为响应值,应用响应面法优化魁蒿总黄酮的提取工艺.结果表明,在乙醇体积分数为70%、料液比为1∶20、提取时间为50 min、提取温度为65 ℃和超声功率200 W的最佳工艺条件下,魁蒿总黄酮的提取率为2.493%.     

反应喷涂制备Ti-B-C-N涂层的研究进展

从涂层组成、粉末制备方法、喷涂工艺及配方对目前反应喷涂法制备Ti-B-C-N陶瓷涂层的研究进展进行了综述。总结了喷涂工艺、制粉方法与配方对涂层性能的影响,对采用反应喷涂制备Ti-B-C-N陶瓷涂层未来发展方向和研究重点进行了分析与展望。得出结论:选择适当的喷涂工艺、合理的制粉方法和粉末配方是获得优良涂层的关键。     

等离子体改性PDMS表面的电源工况分析

配电网线路因低温恶劣环境存在覆冰问题,对供电系统可靠性产生重大危害,使用疏水薄膜或涂层能有效预防覆冰。高效低成本制备适配线路的疏水涂层是一个实用课题。利用He(Ar)/CH4/C4F8混合气体,等离子体改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备疏水表面,该表面可包裹线路外层提供疏水性能。研究放电电压等级、放电极间距、放电时间和放电频率对等离子体改性制备疏水表面的影响。利用COMSOL软件分析PDMS微通道电场强度分布,探究等离子体分布情况。基于仿真结果,设计实物实验,通过测量PDMS改性表面接触角、粗糙度和表面形貌成分,以及拍摄气体放电图像,验证与分析了各因素作用机理。最后,选择合适工况成功制备符合预期的PDMS疏水表面,并测试其具有良好稳定性。     

钛基体激光直接熔覆ZrO 2涂层实验研究

采用激光同轴送粉工艺在钛基体上直接熔覆ZrO2陶瓷涂层,研究不同工艺参数对单道熔覆层熔覆质量的影响规律;采用光学显微镜观察陶瓷涂层的微观组织,并采用电子探针技术分析基体和ZrO2陶瓷结合区成分分布;利用XRD分析激光熔覆前后ZrO2陶瓷物相变化情况.结果表明:在一定的功率范围内,熔覆层宽度受激光功率的影响不大,熔覆层高度和基体熔化深度随工艺参数的变化呈现一定的规律性;ZrO2和Ti基体结合区形成很好的成分梯度渐变过渡,陶瓷微观组织为细小的枝状晶组织;激光熔覆ZrO2陶瓷后,单斜相(m相)衍射峰强度相对减弱.