超音速电弧喷涂CS-T5涂层在柱塞修复中的应用

通过金相观察、显微硬度测试、涂层结合强度和耐磨性试验与测定、X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析,研究了超音速电弧喷涂CS-T5涂层显微组织和力学性能,探讨了喷涂电压对涂层显微组织和显微硬度的影响。结果表明:超音速电弧喷涂CS-T5涂层呈现典型的层状结构,随着喷涂电压的增加涂层组织结构致密性增强,在一定喷涂电压条件下涂层具有较高硬度和结合强度,较好的耐磨性。实际应用表明,采用超音速电弧喷涂CS-T5涂层对失效的柱塞进行修复,修复后的柱塞不仅恢复了原来设备功能,而且延长使用寿命1倍以上。

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结合强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂，在４５＾＃钢以无底层和铝青铜找底时涂涂Ｃ３ｒ１３不锈钢涂层的结合强度，测量结果表明，在无底层的条件下，涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高，而利用铝青铜打底时，涂层与基体结合强度较低，并分析了结合强度提高的原因。

微弧等离子喷涂碳纳米管/纳米Al_2O_3-TiO_2复合涂层高温性能研究

采用等离子喷涂技术制备了5wt%CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层,借助SEM、热红联仪和RAM反射率测试系统对CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构、高温氧化性能、电磁特性进行了分析.结果表明:CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构致密、孔隙率低,CNTs分散均匀,碳纳米管与Al2O3-TiO2陶瓷粘结剂之间具有良好的界面相容性.在20～700℃高温氧化过程中,CNTs起始失重温度为471.29℃,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的高温氧化性能有一定提高,起始失重温度从471.29℃提高到507.8℃,而碳纳米管的失重率从100%下降到33.68%.CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层具有较好的高温吸波性能,25℃时复合涂层的反射率峰值为-7.86dB.随温度的升高,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值不断减小,谐振频率向低频移动,300℃时复合涂层的反射率峰值为-12.88dB,小于-5dB频带宽为4.48GHz.

用分形理论研究超音速电弧喷涂PS45涂层结合强度与喷涂电压的关系

采用超音速电弧喷涂设备制备PS45涂层,借助于扫描电镜和电子拉伸试验机对涂层的显微组织和结合强度进行了观察分析与测定。通过图像分析与处理技术,提取了PS45涂层与基体结合界面形貌图像和曲线。利用Matlab语言设计了涂层界面的分形维数和多重分形谱宽的计算程序,探讨了分形维数、多重分形谱、喷涂电压对涂层结合强度的影响。分析计算结果表明:涂层结合界面形貌越复杂,分形维数越大,涂层与基体的结合强度越高;喷涂电压升高,粒子熔化越充分,其涂层界面多重分形谱宽Δα越小,涂层与基体结合界面均匀性越好。

多功能微弧等离子喷涂技术

根据空气动力学和等离子喷涂理论,按照“一专多能”的设计指导思想,采用IGBT逆变技术、微电脑控制技术、软开关变换技术、拉瓦尔喷嘴和中心轴向送粉等,设计了多功能微弧等离子喷涂系统,且具有体积小、重量轻、抗干扰强、控制精确、喷涂粒子速度高、粉末沉积效率高等特点,可制备各种金属合金、金属陶瓷以及氧化物涂层。通过试验测定,多功能微弧等离子喷涂制备的纳米结构A l2O3+13%TiO2涂层的结合强度、显微硬度等性能优于9M等离子喷涂制备的纳米结构的A l2O3+13%TiO2涂层,这表明通过改进电源设计、喷枪结构设计、送粉方式等,低功率多功能微弧等离子喷涂能够与大功率等离子叶涂性能相当甚至更优异性能的涂层。

热喷涂镍-铬基涂层的高温氧化性能

为了提高钢体结构材料的高温氧化性能,采用超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术,在45钢基体上分别制备了Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层,对45钢基体、Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层进行了1100°C高温氧化实验,采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了涂层的氧化性能。结果表明,Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层高温氧化后,表面组织结构致密,与45钢基体相比,具有更优良的抗高温氧化性能。

用GA-BP算法研究超音速电弧喷涂JCW-S-AM涂层显微硬度与工艺参数间的关系

采用超音速电弧喷涂设备在不同工艺参数条件下制备JCW-S-AM涂层,利用显微硬度计测定各种涂层的显微硬度。根据测试结果,运用GA-BP算法构建涂层显微硬度与喷涂电压、喷涂电流的关系模型并进行工艺参数优化。研究结果表明:喷涂电压和喷涂电流对涂层显微硬度均有影响,呈现非线性规律,并且电压和电流之间存在交互作用;通过遗传算法优化,获得的最佳喷涂工艺参数为:喷涂电压29V,电流200A。此时JCW-S-AM涂层显微硬度最大。

微弧等离子45钢表面淬火硬化层性能分析

运用均匀设计试验法,制定了以电弧电流、喷枪移动速度、气体流量、喷枪与工件间距为参数的淬火工艺试验方案,实现了微弧等离子45钢表面淬火强化.利用金相显微镜、电子扫描显微镜、显微硬度计、磨损试验机等试验手段,重点围绕淬火硬化层显微组织、力学性能以及硬化机理进行了较为系统的试验研究.结果表明,微弧等离子淬火热影响区小,试样冷却速度大,硬化层晶粒细小,组织致密,为板条状和针状马氏体混合组织,硬度由45钢基体的200HV0.2提高到600HV0.2左右,耐磨性提高了8.5～26.7倍.

不同管径CNTs/Al_2O_3-TiO_2复合吸波涂层的拉曼光谱特征及吸波性能研究

采用超声共混法制备了不同管径的CNTs/Al2O3-TiO2复合粉末,利用等离子喷涂技术制备了CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层,对不同管径的CNTs/Al2O3-TiO2复合粉末和喷涂后的复合吸波涂层进行了拉曼光谱分析,等离子喷涂处理后,CNTs的拉曼光谱特征D峰和G峰强度明显增大,随CNTs管径的增大,复合涂层中CNTs的D峰和G峰的强度比ID/IG值减小,石墨化程度提高。吸波反射率结果显示:涂层厚度为1.0 mm的CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的吸波效果不佳,随着厚度的增加,涂层的吸波性能提高。随管径的增大,涂层厚度为1.5 mm的CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值先减小后增大,小于–5 dB频带宽逐渐减小,小于–10 dB频带宽不断增大,谐振频率向高频移动。涂层厚度增加到2.0 mm,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值向低频移动。

多功能微弧等离子喷涂对改进涂层组织和性能的作用

分别采用自行研制的多功能微弧等离子喷涂和传统的Metco 9M等离子喷涂制备了Al2O3＋13％TiO2（简称AT13）涂层，利用扫描电镜、X射线衍射仪以及显微硬度计等分析测试了AT13涂层的组织结构和性能，探讨了枪内中心轴向送粉方式对AT13涂层性能的影响。结果表明，多功能微弧等离子喷涂枪内中心轴向送粉方式制备的AT13涂层粉末粒子熔化充分，涂层主要物相为α—Al2O3、γ-Al2O3、Al2TiO5、ZrO2和CeO2等，显微硬度分布范围为975～1441MPa，平均结合强度为42．7MPa；而Metco 9M等离子喷涂外送粉方式制备的AT13涂层中存在部分未熔纳米AT13粉末粒子，主要物相有α-Al2O3、γ—Al2O3、Al2TiO5、TiO2、ZrO2和CeO2等，显微硬度分布范围为655～946MPa，平均结合强度为19．7MPa。结果显示多功能微弧等离子喷涂采用枪内中心轴向送粉能够制备出更加优异性能的AT13涂层，有利于拓宽AT13涂层在工业领域中的应用。

不同管径碳纳米管电磁特性与吸波性能研究

采用HP-8510B微波矢量网络分析仪测试了种不同管径碳纳米管(CNTs)的电磁参数,并对三者的电磁参数进行比较。结果表明CNTs的管径不同,其电磁性能也有所变化,随着CNTs管径增加,其复介电常数虚部不断增加,在10～18GHz高频段,管径为30～50nm的CNTs介电损耗角正切较大。根据电磁波传输线理论计算了3种碳纳米管的反射率曲线,厚度为2.0mm时,管径为30～50nm的CNTs的吸波性能最佳,模拟反射率峰值为-26.24dB;管径为20～30nm的CNTs模拟反射率峰值为-12.52dB;管径50～80nm的CNTs模拟反射率峰值为-24.1dB。

热喷涂技术的研究进展

从喷涂设备、涂层应用和质量监控方面综述热喷涂技术的发展现状,重点介绍了等离子喷涂、超音速电弧喷涂、超音速火焰喷涂以及冷喷涂技术的最新进展;提出了制备热障、纳米、非晶、超导及隐身功能涂层将成为研究热点;指出利用各种先进的声、光、电、磁无损检测技术,对涂层性能进行在线诊断、评估质量和预测寿命的研究方向;并对热喷涂技术的发展趋势进行了展望。

CNTs-SiC/Al_2O_3-TiO_2复合涂层的制备及其性能

采用微弧等离子喷涂技术制备了CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层,借助SEM、X射线衍射、仪热分析仪和网络分析仪对CNTs-SiC/Al2O3-TiO2涂层的组织结构、高温氧化性能、电磁特性进行了测试分析.结果表明:多功能微弧等离子喷涂枪内中心轴向送粉方式制备的CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构致密、孔隙率低,SiC和CNTs的物相也保留下来.CNTs-SiC/Al2O3-TiO2涂层的高温氧化性能有所提高,涂层在35～700℃升温阶段失重率为0.71wt%,700℃恒温氧化60min后失重率为0.41wt%.随着频率的增加,CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合粉末的介电常数的实部从17.3下降到10.3,而虚部在6.3～2.9之间,具有频散效应.制备的CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层在一定的范围内随着涂层厚度的增加,吸波能力显著提高,其谐振频率不断向低频移动.

等离子喷涂双层热障涂层沉积过程的数值模拟

运用ANSYS10.0有限元分析软件对等离子喷涂典型双层热障涂层沉积过程的温度和应力变化过程进行了数值模拟.结果表明,喷涂过程中,基体背面温度呈台阶状上升,涂层颗粒的温度大幅度周期波动,涂层颗粒的应力随之大幅度周期波动;喷涂结束后,涂层内的残余应力趋于稳定,x方向的最大拉应力存在于陶瓷层与粘结层结合面的边缘;最大y方向拉应力和层间应力都存在于陶瓷层和粘结层的结合面上.涂层的结合面边缘是应力集中部位,结合面的中部应力分布均匀.陶瓷层表面x方向的最大拉应力为423.7 MPa.

微弧等离子喷涂AT13纳米涂层的工艺优化

根据微弧等离子喷涂在不同工艺参数下制备的AT13纳米涂层结合强度和显微硬度的测试结果,运用遗传神经网络算法对喷涂工艺参数与涂层结合强度和显微硬度之间的非线性关系进行建模与仿真,并应用遗传算法和多目标优化理论对AT13纳米涂层的性能进行了优化．研究结果表明,仿真值与实验值相一致,相对误差<0．5％;喷涂电流、Ar流量和Ar压力分别为150A、0．64m3／h和0．38MPa．时,AT13纳米涂层综合性能最佳．

微弧等离子喷涂碳纳米管/纳米Al_2O_3–TiO_2复合涂层

根据"一专多能"的设计思想,研制了多功能微弧等离子喷涂系统。该系统除具有喷涂功能外,还具有焊接、切割、淬火等用途。所设计的微弧等离子喷枪采用了独特的气路结构、喷嘴结构和中心轴向送粉方式;设计的电源运用了IGBT高频逆变技术、微电脑控制技术和软开关变换技术等,具有体积小、质量轻、抗干扰强、可靠性高等特点。运用多功能微弧等离子喷涂系统制备了碳纳米管/纳米Al2O3–TiO2复合吸波涂层。结果表明,涂层厚度为1.5mm时,碳纳米管/纳米Al2O3–TiO2复合涂层的吸波能力最佳,最小反射率为-22.14dB,小于-10dB的频带宽为4.00GHz。

微弧等离子喷涂制备空心莫来石隔热涂层研究

采用微弧等离子喷涂方法制备了空心微珠莫来石隔热涂层。研究了涂层的结合强度、隔热性能和抗热震性能。实验结果表明：拉伸断裂发生在莫来石涂层内，涂层的平均结合强度约为5．63MPa；稳态测量涂层隔热温度，当涂层表面温度为400℃～800℃时，涂层的隔热温度变化范围为11．5℃～40℃；热震温度为400℃～800℃间隔100℃时，涂层的抗热震次数分别为165、135、117、81和34次；涂层先从试样边沿开始剥落，并呈加速剥落的趋势。涂层失效主要原因是由于热震过程中残余应力积聚造成的。

微弧等离子喷涂制备莫来石／金属复合热障涂层

运用微弧等离子喷涂制备了莫来石/金属复合热障涂层.研究了涂层的微观结构、结合强度、隔热性能和抗热震性能.复合涂层结构为莫来石颗粒被"包裹"在金属层片状结构中;涂层的结合强度大于30 MPa.随着涂层中莫来石含量的增加,涂层的隔热性能有所提高,随涂层表面温度的升高,涂层的隔热温度也不断提高,涂层的最高隔热温度为125℃.1 150℃的水淬热震试验表明,基体变形是导致涂层失效的重要原因之一,随着涂层中莫来石含量的增加,涂层的抗热震次数先增加后减小,粉末中莫来石含量为40%的涂层的抗热震性能最好,抗热震次数最多为72次.

镍-铬基及其复合涂层的冲蚀磨损性能研究

采用超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术,在45钢基体上分别制备了Ni-Cr基复合涂层和Ni-Cr/ZrO2梯度涂层。研究了涂层的冲蚀磨损性能,并对涂层的冲蚀磨损形貌及冲蚀磨损机理进行了分析。结果表明,随着冲蚀角度的增大,Ni-Cr基复合涂层与Ni-Cr/ZrO2梯度涂层的冲蚀率都呈现先增加后减小的趋势,并且大约在60°冲蚀角时,冲蚀率达到最大值。

装备虚拟维修技术探讨

针对目前虚拟维修的快速发展和广泛应用,从总体上来介绍虚拟维修的定义、主要应用和组成,探讨了构建虚拟维修系统的特征建模技术以及Script交互技术,为系统的构建提供了一定的技术支持,最后提出了虚拟维修系统进一步发展需要解决的重要问题。