HA生物活性陶瓷涂层的爆炸喷涂与等离子喷涂

采用爆炸喷涂与等离子喷涂两种工艺制备ＨＡ生物活性陶瓷涂层,并对两种层进行对比研究．采有ＸＲＤ、ＳＥＭ等方法分析涂层的物相组成和显微结构．发现爆炸喷涂的涂层结构致密、结晶程度较高;等离子喷涂的涂层则具有较高的孔隙率,涂层非晶化现象明显．经适当温度热处理,两种涂层的结晶程度均可明显提高．     

低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层组织

为研究热喷涂工艺对低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层的微观组织、相组成和硬度的影响规律,以普通低碳钢Q235A为基体,采用低功率(3～6.6 kW)内送粉等离子喷涂方法,在弧电压恒定、电流增加的条件下,制备不同功率下的涂层.实验结果表明:与传统等离子喷涂WC-Co涂层相比,低功率等离子喷涂WC-Co涂层的显微硬度有所提高,而其脱C率和孔隙率大大降低;涂层中除粉末原有的WC相外,还有喷涂过程中新生成的W2C、Co3W3C和Co3W9C4相.电流增加,涂层中主相WC质量分数降低,而W2C等其他三相的质量分数增多.     

内燃机活塞顶面激光重熔陶瓷层及其隔热效果

在内燃机活塞顶部,采用等离子喷涂由底层、过渡层和表层组成的阶梯式陶瓷层,然后进行激光重熔,改善涂层的致密性和结合强度.测量了陶瓷涂层的隔热效果.结果表明,当涂层厚度为0.1mm时,其隔热度较无涂层活塞可提高11%.     

陶瓷热障涂层的研究现状

对热障涂层的陶瓷层和结合层结构、等离子喷涂(APS)和电子束物理气相沉积(EB—PVD)制备工艺进行了综述，并介绍了热障涂层失效现象及其失效机理。     

模具表面等离子喷涂陶瓷涂层的可行性研究

提高模具寿命的方法很多,其中可以通过等离子喷涂陶瓷涂层来提高模具的表面耐磨和耐蚀性能,从而提高模具的使用年限。     

孔隙结构对大气等离子喷涂热障涂层抗侵蚀性能影响的数值研究

为探索涂层内部缺陷结构对大气等离子喷涂热障涂层(APS-TBCs)抗冲蚀的影响,建立了含有大量随机分布圆形孔隙的大气等离子热障涂层模型。基于显式动力学算法并结合脆性断裂准则,模拟了粒子冲击作用下陶瓷层内裂纹扩展、冲蚀破碎等失效现象,获取了陶瓷层内孔隙半径(0.1～5μm)、孔隙率(0～20%)等关键参数与冲蚀质量之间的内在关系。仿真结果表明,圆形孔隙结构会使热障涂层冲蚀性能发生改变;对于某特定孔隙率存在最优孔隙半径,使其抗冲蚀性优于无孔隙结构的热障涂层;对于某特定孔隙半径,随着孔隙率的增加涂层冲蚀质量逐渐趋于稳定。此项研究可为预测涂层服役寿命、改进等离子喷涂制备工艺、提高其抗冲蚀能力提供一定的参考。     

激光处理金属表面陶瓷涂层的研究

采用ＣＯ２激光对低碳钢基体上等离子喷涂的ＺｒＯ２和Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层进行重熔处理，研究激光处理陶瓷涂层的工艺参数，采用金相显微镜和扫描电镜观察激光处理后的陶瓷层的组织结构，特别是对激光处理涂层的裂纹为较为详细的分析与讨论，并在实验中采取添加附加成分等措施，较为有效地消除和减轻了陶瓷涂层内的裂纹。     

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。     

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层组织

用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计研究了45钢表面等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的微观组织结构、显微硬度,同时对涂层的界面结合特性进行了考察。结果表明,喷涂前的α-Al2O3相粉末,经喷涂后,存在α-Al2O3相向γ-Al2O3相的转变,且以γ-Al2O3相为主相。在金属基体与陶瓷层之间加入NiCrAl层后热膨胀系数不匹配性得到一定程度的改善,从而使涂层内应力降低,结合强度得以提高。     

一种长寿命热障涂层——LaMgAl11O19/YSZ双陶瓷层介绍

本文通过固相反应合成LaMgAl11O19热障涂层新材料,用喷雾干燥的方法制备粉末,用等离子喷涂方法制备LaMgAl11O19/YSZ双陶瓷层热障涂层,通过热循环实验测试了涂层的热循环性能,并分析了涂层失效机理。研究结果表明LaMgAl11O19/YSZ双陶瓷层热循环寿命比8YSZ的热循环寿命长得多,是一种非常有应用前景的热障涂层新材料。     

GDC电极冷却水管喷涂工艺优化及评估

针对国际热核聚变实验堆(ITER)计划中直流辉光放电清洗(GDC)冷却水管的耐高压和热循环工况,在GDC水管上采用等离子喷涂技术制备了Al2O3陶瓷涂层,采用正交试验方法的极差分析和方差分析对等离子喷涂工艺进行了优化,得到了最佳工艺参数:电压60V、电流600A、喷涂距离100mm。在最佳工艺参数的条件下,对涂层进行了X射线衍射(XRD)分析和金相分析。结果表明,涂层表面99.9%以上的物相为Al2O3,涂层与基底结合紧密,测得涂层厚度为(324±11)μm,涂层整体厚度均匀。最后测试了涂层的耐电压能力,并对涂层进行了250次的室温至240℃热循环的试验,证明上述工艺可满足ITER苛刻工况的使用要求。     

气体成分对Al2O3-TiO2涂层结构和硬度的影响

为了研究低功率等离子喷涂中工作气体成分对涂层结构和硬度的影响规律,在试验中我们分别使用了氩-氢和氩-氮等离子炬,在输入相同功率(5 kW)的条件下,改变混合气体中氢气与氮气的百分含量,来喷涂Al2O3-TiO2涂层.结果表明,用氩-氮等离子炬喷涂的涂层比较粗糙,相图中层间距较大,气孔较多;而用氩-氢等离子炬喷涂的涂层则比较均匀,层间距比较小,气孔也比较少,涂层比较致密,其硬度明显高于氩-氮等离子炬喷涂的涂层,Hv可以达到1243 kg·mm-2.     

机器人等离子喷涂轨迹间距优化及实验研究

在等离子喷涂快速制造金属模具工艺中,采用机器人等离子喷涂成形工艺,在被喷涂原型表面生成具有较高硬度的耐磨金属涂层.机器人喷涂路径规划是影响金属涂层成形性的关键因素,而轨迹间距是机器人喷涂路径中的重要参数.通过对机器人等离子喷涂几何模型的实验研究,从而确定了最佳的轨迹间距,为合理的机器人喷涂路径规划提供了依据.     

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。     

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。     

喷涂电流对锰锌铁氧体涂层取向行为及磁性能的影响

采用等离子喷涂方法,以ZnO,MnO_2和Fe_2O_3的混合粉末为原料在铜基体表面沉积了锰锌铁氧体与氧化铁的混合涂层,研究了喷涂电流对涂层中尖晶石相含量、取向行为及涂层磁性能的影响。结果表明,等离子喷涂ZnO,MnO_2和Fe_2O_3混合粉末可以获得含有尖晶石相的涂层组织,尖晶石相含量随着喷涂电流的增强而增多;涂层中的尖晶石相沿100方向择优取向,100取向的取向度随着喷涂电流的增强而增大;涂层显示出较强的磁各向异性,其面内磁化速率明显快于面外,另外涂层的饱和磁化强度随喷涂电流强度的增强而增大。增大等离子喷涂电流能够有效促进尖晶石相的形成并沿100方向择优取向。     

等离子复合涂层导温性能与组成和取向的关系

用计算机运控的激光热导仪测定了５００～１４００Ｋ温度范围内不同组成、不同喷涂取向的等离子喷涂复合涂层Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ的导温系数。实验发现，复合涂层组成相同时，喷涂方向垂直于热流方向的导温系数Ｄ⊥大于喷涂方向平行于热流方向的导温系数Ｄ∥；喷涂取向相同时，复合涂层的导温系数随着ＮｉＣｒ掺入量的增加而增大，文中从理论上对其原因进行了探讨，所得结果为等离子喷涂复合涂层的喷涂工艺设计及应用提供了依据。     

等离子喷涂ZrB_2-SiC陶瓷涂层的热腐蚀行为

采用等离子喷涂方法在310S基体上制备ZrB_2-SiC陶瓷涂层.通过X射线衍射、带能谱的扫描电镜等分析手段,研究了ZrB_2-SiC陶瓷涂层在700、900℃下表面涂覆50%Na_2SO_4+50%NaCl(质量分数)盐膜的热腐蚀行为.结果表明ZrB_2-SiC陶瓷涂层在700℃热腐蚀时,表现出良好的抗热腐蚀性能,涂层损伤以氧化腐蚀为主;900℃热腐蚀过程中,熔盐进入ZrB_2-SiC陶瓷涂层内部发生反应生成NiCr_2O_4腐蚀产物,引起涂层内部体积变化,致使涂层开裂、脱落.     

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。     

大气等离子喷涂ZrO2–YO1.5–TaO2.5热障涂层的非平衡晶界钽偏析失效机理

ZrO₂–YO_1.5–TaO_2.5(ZYTO)三元体系因其低的热导率、稳定的四方相结构和铁弹性增韧机制，成为了热障涂层陶瓷层候补材料中的研究热点。然而，目前ZYTO材料的研究主要集中在块体结构及性能方面，对于其作为热障涂层实际应用的结构及性能却鲜有报道。本文旨在系统地研究ZYTO热障涂层在高温服役过程中的结构及性能演变，并明确其高温失效机理。本文通过大气等离子喷涂方法制备了ZYTO热障涂层，并研究了其在1150°C下的热循环性能及微观结构演变。研究结果表明，尽管ZYTO块体材料具有良好的热学和力学性能，但是大气等离子喷涂ZYTO热障涂层却表现出极短的热循环寿命。这主要归因于在超高温的大气等离子喷涂过程中Ta元素有限的溶解度以及急速冷却所伴随的非平衡晶界Ta偏析现象，导致 ZYTO热障涂层发生了从稳定四方相到亚稳四方相和立方相的相变过程。相变过程带来了~0.74vol%的体积收缩，使得涂层中亚稳四方相和立方相的相界处萌生了大量微裂纹。此外，具有大量晶界Ta偏析的立方相表现出明显的晶间脆化，显著降低了涂层的结合强度(~5.3 MPa)，使得大气等离子喷涂ZYTO热障涂层过早失效。