復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,在涂層中凝固時形成一層電絕緣的氧化物(al2o3),同時涂層中的空隙都會影響al涂層的導電性能。本文通過對涂層表面進行噴丸處理,從而細化熔滴顆粒,降低涂層孔隙率,提高涂層的導電性能。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,電導率提高至1倍。

目的研究花崗巖粉末與等離子氣體混合機理及涂層形成結(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.方法采用熱力學與粉體理論分析花崗巖粉末特性,采用巖石學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.

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)合強度、氧含量及熱導率的影響進行了探討。結(jié)果表明:細小粒徑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)聚力與熱導率分別達到了38mpa和98.06w/mk,遠高于細w粉涂層的23mpa和75.36w/mk。細w粉涂層較低的性能和其嚴重的分層有關(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）、顯微硬度計等對fe-w-b涂層的微觀結(jié)構(gòu)、物相組成、元素分布、力學性能進行了研究。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)合強度、顯微硬度、孔隙率和耐沖蝕性能)進行了表征。結(jié)果表明,超細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低。相比之下,超細wc–12co涂層顯微硬度(1350hv0.3)和結(jié)合強度(65mpa)更高,孔隙率(0.6%)更低,耐沖蝕磨損性能相當。

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)和維氏硬度計對涂層進行了表征。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現(xiàn)冶金結(jié)合,其化學成分、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)廣泛應用于機械行業(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、潤滑性等機械性能,從而提高零件的壽命。cu-al-mos2復合粉末因為其有較高的力學和化學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,本文通過實例來闡述cu-al-mos2復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現(xiàn)冶金結(jié)合,其化學成分、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際問題，選用價格較低、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)合強度及抗熱震壽命低等缺點，不適宜化鋁坩堝在７２０℃長時間加溫，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)合強度，改善了涂層的致密性，同時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,通過有氧預輻射改性接枝制備皮芯復合材料離子交換纖維。使其各方面性能得到提高。

應用ansys有限元分析軟件對穿孔頂頭等離子噴涂及冷卻過程進行有限元分析。建立模型時,采用厚度方向雙層疊加來模擬真實的噴涂及沉積過程,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的高溫強度,而且可顯著降低其制作成本。本研究采用機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和拓展應用領(lǐng)域是炭/炭復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、顯微硬度計對熔覆層的組織和性能進行了分析。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)生了相互擴散,形成具有冶金結(jié)合的涂層;熔覆層顯微硬度可達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),并對涂層進行了顯微硬度試驗。結(jié)果表明,影響涂層與基體結(jié)合強度的因素的主次關(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),同時考察了兩種涂層的抗沖蝕性能,并探討了其沖蝕破壞機理.試驗發(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,涂層表面形成了沿熱流方向生長的柱狀晶重熔區(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展,最終導致重熔層晶粒破碎、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上,對其隔熱性能進行了比較.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),而相應的激光熔覆涂層的完全熔化區(qū)則為細小等軸晶.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)斗機發(fā)動機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際問題，選用價格較低、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)合強度及抗熱震壽命低等缺點，不適宜化鋁坩堝在７２０℃長時間加溫，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)合強度，改善了涂層的致