復(fù)合材料表面等離子噴涂鎢涂層

介紹了墻面陶瓷等離子噴涂釉底料的組成及其噴涂條件,測定了釉底料層的性能,研究了相組成。

在火焰噴涂過程中,金屬al的熔滴表面被氧化,在涂層中凝固時(shí)形成一層電絕緣的氧化物(al2o3),同時(shí)涂層中的空隙都會影響al涂層的導(dǎo)電性能。本文通過對涂層表面進(jìn)行噴丸處理,從而細(xì)化熔滴顆粒,降低涂層孔隙率,提高涂層的導(dǎo)電性能。經(jīng)過噴丸處理后的涂層,電阻可以減小至0.043mω,與未經(jīng)過噴丸處理的涂層比較,電導(dǎo)率提高至1倍。

目的研究花崗巖粉末與等離子氣體混合機(jī)理及涂層形成結(jié)構(gòu),研發(fā)新型涂層材料,解決花崗巖廢渣對環(huán)境的污染問題.方法采用熱力學(xué)與粉體理論分析花崗巖粉末特性,采用巖石學(xué)和表面分析方法研究涂層結(jié)構(gòu).結(jié)果花崗巖粉末具有多棱狀結(jié)構(gòu),其礦物主要由鉀長石、鈉長石、石英等礦物構(gòu)成,粉末顆粒尺寸在0.125~0.106mm時(shí)流動性好,涂層結(jié)構(gòu)為晶體顆粒狀.結(jié)論采用花崗巖可以制備熱噴涂粉末,用等離子噴涂的涂層具有晶體結(jié)構(gòu),與基體結(jié)合為機(jī)械式結(jié)合.采用該方法可以噴涂花崗巖涂層,有利于花崗巖廢料利用和環(huán)境保護(hù).

采用低壓等離子噴涂(lpps)技術(shù),用2種不同粒徑的粉末,在銅基體上制備了厚度為0.7mm以上的w涂層。通過掃描電鏡(sem)研究了涂層的微觀形貌,并對粉末對w涂層的顯微結(jié)構(gòu)、結(jié)合強(qiáng)度、氧含量及熱導(dǎo)率的影響進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:細(xì)小粒徑w粉所制備的w涂層孔隙率較低,但涂層存在明顯的分層;粗粉所制備的w涂層結(jié)構(gòu)均勻,涂層的內(nèi)聚力與熱導(dǎo)率分別達(dá)到了38mpa和98.06w/mk,遠(yuǎn)高于細(xì)w粉涂層的23mpa和75.36w/mk。細(xì)w粉涂層較低的性能和其嚴(yán)重的分層有關(guān)。

以水霧化fe-w-b球狀合金粉末為原料,在45#鋼基體表面采用等離子噴涂技術(shù)制備fe-w-b涂層。結(jié)合掃描電子顯微鏡（sem）、x射線衍射（xrd）、能譜（eds）、顯微硬度計(jì)等對fe-w-b涂層的微觀結(jié)構(gòu)、物相組成、元素分布、力學(xué)性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,fe-w-b涂層呈層狀堆疊結(jié)構(gòu),涂層較為致密均勻;涂層物相為α-fe相,且衍射峰向小角度偏移,各元素分布均勻;涂層結(jié)合強(qiáng)度為23.1mpa,斷裂類型為涂層層間斷裂;涂層硬度明顯高于45#鋼基體,分布在370-405hv之間。

采用超音速等離子噴涂系統(tǒng),分別制備了超細(xì)wc–12co涂層和普通wc–12co涂層。研究了噴涂粒子在射流中的特性,分析了涂層形貌、成分和相組成,并對兩涂層的常規(guī)性能(結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、孔隙率和耐沖蝕性能)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,超細(xì)wc–12co噴涂粒子在束流中速度更快(500m/s),兩涂層中wc相的氧化、失碳和分解程度比普通等離子噴涂時(shí)低。相比之下,超細(xì)wc–12co涂層顯微硬度(1350hv0.3)和結(jié)合強(qiáng)度(65mpa)更高,孔隙率(0.6%)更低,耐沖蝕磨損性能相當(dāng)。

采用固相法合成了三種稀土六鋁酸鹽陶瓷粉末即ndmgal11o19(nma),smmgal11o19(sma)和gdmgal11o19(gma)。采用大氣等離子噴涂方法制備了這三種陶瓷涂層。采用掃描電鏡(sem)、x射線衍射(xrd)和維氏硬度計(jì)對涂層進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,采用等離子噴涂方法制備的涂層具有典型的多孔結(jié)構(gòu),陶瓷的熔化狀態(tài)良好,涂層與金屬粘結(jié)層之間結(jié)合致密。mgo摻雜的稀土六鋁酸鹽在等離子噴涂過程中發(fā)生部分分解,涂層結(jié)晶不完全。此外,隨著稀土離子半徑的減小,噴涂后涂層硬度逐步增加。

目的提高紡織行業(yè)瓷羅拉轉(zhuǎn)動軸的防靜電和耐磨損性能。方法采用等離子噴涂技術(shù),在瓷羅拉表面先噴涂ni包al過渡層,再噴涂al2o3-tio2陶瓷層,獲得防靜電耐磨復(fù)合涂層,并優(yōu)化等離子噴涂工藝。結(jié)果獲得了優(yōu)化的等離子噴涂工藝,在后續(xù)的磨削加工中,宜選用碳化硅砂輪。結(jié)論制備的防靜電耐磨涂層性能較好,在瓷羅拉上得到了成功應(yīng)用。

研究了鉻鑄鐵表面等離子噴涂nialwc合金層及其組織性能。對噴涂層的化學(xué)成分、相組成、顯微結(jié)構(gòu)、平均顯微硬度、耐磨性及耐蝕性等作了分析。結(jié)果表明:噴涂層與基體未完全實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,其化學(xué)成分、顯微組織發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變,使表面硬度、耐磨性和耐蝕性得到較大幅度提高

等離子噴涂技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè),根據(jù)不同的用途選用合適的噴涂材料來增加零件表面的硬度、耐磨性、潤滑性等機(jī)械性能,從而提高零件的壽命。cu-al-mos2復(fù)合粉末因?yàn)槠溆休^高的力學(xué)和化學(xué)性能以及特殊的自潤滑性在等離子和火焰噴涂中占據(jù)重要的位置,本文通過實(shí)例來闡述cu-al-mos2復(fù)合粉末的等離子噴涂工藝、噴涂參數(shù)、噴涂后性能等。

研究了鉻鑄鐵表面等離子噴涂ni-al-wc合金層及其組織性能。對噴涂層的化學(xué)成分、相組成、顯微結(jié)構(gòu)、平均顯微硬度、耐磨性及耐蝕性等作了分析。結(jié)果表明:噴涂層與基體未完全實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,其化學(xué)成分、顯微組織發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變,使表面硬度、耐磨性和耐蝕性得到較大幅度提高。

針對提高化鋁用鑄鐵坩鍋抗融蝕壽命的實(shí)際問題，選用價(jià)格較低、耐高溫、抗融蝕性好的ａｌ２ｏ３陶瓷材料作為坩鍋內(nèi)壁的工作層，采用等離子噴涂技術(shù)來提高其抗融蝕性。但由于ａｌ２ｏ３陶瓷涂層的致密性差、結(jié)合強(qiáng)度及抗熱震壽命低等缺點(diǎn)，不適宜化鋁坩堝在７２０℃長時(shí)間加溫，且液鋁呈攪拌行為的工作條件下使用。本文在ａｌ２ｏ３噴涂粉末中加入１３％ｔｉｏ２，促使涂層的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提高了涂層的結(jié)合強(qiáng)度，改善了涂層的致密性，同時(shí)有效地提高了涂層的抗鋁融蝕性能，大大地延長了坩堝的使用壽命。

以聚乙烯為芯層,以易接受輻射的聚丙烯為表層,通過有氧預(yù)輻射改性接枝制備皮芯復(fù)合材料離子交換纖維。使其各方面性能得到提高。

應(yīng)用ansys有限元分析軟件對穿孔頂頭等離子噴涂及冷卻過程進(jìn)行有限元分析。建立模型時(shí),采用厚度方向雙層疊加來模擬真實(shí)的噴涂及沉積過程,得到了以al_2o_3為涂層材料,噴涂過程中及冷卻后穿孔頂頭的溫度場和應(yīng)力場分布。通過該模擬,可以掌握穿孔頂頭在等離子噴涂及冷卻過程中的溫度及應(yīng)力變化規(guī)律,為優(yōu)化制備穿孔頂頭提供參考依據(jù)。

feal金屬間化合物具有良好的抗高溫氧化和硫化、抗高溫沖蝕性能與較高的高溫強(qiáng)度,且密度小、成本低。將feal用作sofc支撐體材料,不僅可提高sofc的高溫強(qiáng)度,而且可顯著降低其制作成本。本研究采用機(jī)械合金化工藝制備了fe–35al粉末,通過大氣等離子噴涂(aps)制備了feal涂層。利用xrd、sem表征了球磨粉末及熱處理前后涂層的微觀結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明,通過大氣等離子噴涂球磨粉末,可以制備出feal金屬間化合物涂層,涂層經(jīng)800℃熱處理30h后,可提高feal相的有序度。

炭/炭復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)功能一體化材料使用,面臨著自身及其與其他材料之間的連接、抗氧化抗熱震涂層以及抗等離子濺射侵蝕涂層問題。系統(tǒng)介紹了表面金屬功能涂層在炭/炭復(fù)合材料連接、超高溫抗氧化抗熱震涂層、高熱載荷下抗等離子濺射侵蝕涂層上的應(yīng)用,分析了金屬功能涂層的失效原因,討論了提高金屬功能涂層性能的途徑,指出新型釬料與接頭抗振動抗疲勞性能、涂層顯微結(jié)構(gòu)控制與全溫域防氧化抗熱震、界面穩(wěn)定化理論方法與新型界面層材料以及金屬功能涂層原位自生防護(hù)和拓展應(yīng)用領(lǐng)域是炭/炭復(fù)合材料表面金屬功能涂層的發(fā)展趨勢。

利用常壓弧光等離子體在鑄鐵表面熔覆fe-cr-si-b合金粉末制備耐磨涂層,采用金相顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射儀、顯微硬度計(jì)對熔覆層的組織和性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,熔覆層組織主要由近似于六方形、u形、l形或h形的初生(cr,fe)7c3相及短桿狀或小塊狀(cr,fe)7c3共晶碳化物、-α(fe,cr)和fe3c組成;熔覆層與基體界面形成細(xì)小的共晶萊氏體組織,在界面處熔覆層與基體中的合金元素發(fā)生了相互擴(kuò)散,形成具有冶金結(jié)合的涂層;熔覆層顯微硬度可達(dá)600~1200hv0.2。

利用等離子噴涂技術(shù)在結(jié)晶器crzrcu基體上制備了cr_3c_2-30nicr涂層,采用正交試驗(yàn)法研究了噴涂工藝參數(shù)對cr_3c_2-30nicr涂層與基體間結(jié)合強(qiáng)度的影響,觀察了斷口宏觀形貌和涂層的顯微組織結(jié)構(gòu),并對涂層進(jìn)行了顯微硬度試驗(yàn)。結(jié)果表明,影響涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度的因素的主次關(guān)系為:送粉速率>主氣流量>噴涂距離>功率;正交試驗(yàn)得出的最佳工藝參數(shù)為:噴涂距離130mm,主氣流量120l/min,送粉速率30g/min,功率22kw;涂層與基體間的最高結(jié)合強(qiáng)度大于32.86mpa;涂層截面的顯微硬度服從正態(tài)分布。

研究了等離子噴涂和激光重熔zro2-7%y2o3熱障涂層的微觀結(jié)構(gòu),同時(shí)考察了兩種涂層的抗沖蝕性能,并探討了其沖蝕破壞機(jī)理.試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),等離子噴涂熱障陶瓷涂層呈典型的層狀堆積特征;經(jīng)過激光重熔處理后,涂層表面形成了沿?zé)崃鞣较蛏L的柱狀晶重熔區(qū);相對于等離子噴涂試樣,激光重熔涂層有較好的抗沖蝕性能;不管等離子噴涂試樣還是激光重熔試樣都表現(xiàn)為典型的脆性沖蝕特性.結(jié)果表明,等離子噴涂層的沖蝕磨損以片層狀脫落為主,同時(shí)有一定程度的脆性陶瓷顆粒破碎;而激光重熔試樣以近表面的裂紋萌生和擴(kuò)展,最終導(dǎo)致重熔層晶粒破碎、剝離為主.

采用多種方法制備不同類型的al2o3-13%tio2熱障涂層,即等離子噴涂常規(guī)涂層、納米結(jié)構(gòu)涂層及激光熔覆納米結(jié)構(gòu)涂層.在分析三類涂層微觀組織的基礎(chǔ)上,對其隔熱性能進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,即等離子噴涂常規(guī)陶瓷涂層呈典型的層狀堆積特征,納米結(jié)構(gòu)涂層都為特殊的兩相結(jié)構(gòu),其中部分熔化區(qū)由類似的殘留納米粒子組成,等離子噴涂納米結(jié)構(gòu)涂層的完全熔化區(qū)為片層狀結(jié)構(gòu),而相應(yīng)的激光熔覆涂層的完全熔化區(qū)則為細(xì)小等軸晶.在相同條件下,等離子噴涂納米結(jié)構(gòu)熱障涂層具有最好的隔熱性能,而激光熔覆納米結(jié)構(gòu)涂層的隔熱性能要好于等離子噴涂常規(guī)涂層.

英國航空母艦聯(lián)盟報(bào)告說，英國公司已經(jīng)開發(fā)了一種等離子噴涂鋁鈦涂層，專門用于保護(hù)新伊麗莎白女王號航空母艦的駕駛艙免受f-35b閃電ⅱ型戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)的巨大壓力所造成的熱量。

針對提高化鋁用鑄鐵坩堝抗融蝕壽命的實(shí)際問題，選用價(jià)格較低、耐高溫、抗融蝕性好的ａｌ２ｏ３陶瓷材料作為坩堝內(nèi)壁的工作層，采用等離子噴涂技術(shù)來提高其抗融蝕性。但由于ａｌ２ｏ３陶瓷涂層的致密性差、結(jié)合強(qiáng)度及抗熱震壽命低等缺點(diǎn)，不適宜化鋁坩堝在７２０℃長時(shí)間加溫，且液鋁呈攪拌行為的工作條件下使用。本文在ａｌ２ｏ３噴涂粉末中加入１３％ｔｉｏ２，促使涂層的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提高了涂層的結(jié)合強(qiáng)度，改善了涂層的致