基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状

传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。

低表面能氟碳聚合物涂层真空热循环及防爬移特性研究

低表面能氟碳聚合物涂层是一种抑制空间用油脂润滑剂爬移流失的关键材料,该材料的应用可为空间油脂润滑活动机构实现长寿命、高可靠运行提供技术保障。采用水接触角测试仪、X射线荧光能谱仪、光学显微镜等对自研的氟碳聚合物涂层进行了真空热循环前后的接触角、表面能变化以及对多烷基环戊烷(MACs)润滑油防爬移特性的研究。结果表明,9Cr18不锈钢、2A12铝合金和TC4钛合金三种不同金属基体表面涂覆聚合物涂层后的表面能分别为8.797 mN/m、9.083 mN/m和9.203 mN/m;在温度−45~+90℃下,经过30天、60次真空热循环后,涂层的表面能分别为8.915 mN/m、9.209 mN/m和9.266 mN/m,仍然较低。涂层与MACs润滑油之间存在明显界面,涂层上距离润滑油200μm界面处的XPS分析未发现MACs润滑油的特征峰,表明没有润滑油爬移扩散至涂层处,低表面能氟碳聚合物涂层对MACs润滑油能够起到有效的“防爬移”作用。

冷喷涂温度对Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层微观组织及摩擦学性能的影响

为改善铜合金运动部件表面的摩擦学性能,采用冷喷涂技术在铜合金基体上制备了Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层,并探究了喷涂温度对涂层微观组织及性能的影响。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层表面与截面微观组织进行了表征,使用电子万能试验机、纳米压痕试验仪、往复式摩擦试验机分别测试了涂层的结合强度、显微硬度和摩擦学性能。研究表明,随着喷涂温度从600℃升高至800℃,Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒间结合状态明显改善,结合强度提升约4倍,孔隙率降低23%,硬度增加71%,涂层磨损率降低53%。在800℃制备的Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层表现出最优的摩擦磨损性能,对其磨损机制进行了具体分析。结果表明,适当升高喷涂温度可有效提高涂层的致密度、力学性能和耐磨性能。

不锈钢双极板等离子喷涂TiC涂层耐腐蚀性研究

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板的耐腐蚀性,采用大气等离子喷涂技术(APS)制备TiC涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪表征涂层的形貌与组织,采用动电位极化、恒电位极化、电化学阻抗谱等方法研究了3种不同电流制备的TiC涂层在PEMFC环境中的耐腐蚀性能。结果表明:TiC涂层的腐蚀电流密度比不锈钢基体低了1个数量级,表明该涂层可以有效提高316L不锈钢的耐腐蚀性。随着喷涂电流的增大,500 A的涂层显示出了最佳的耐蚀性和导电性,这主要是由于随着电流的增大,粒子得到充分的熔化,使涂层致密度得到了提高,孔隙等缺陷减少。

基于硬质WC涂层的不同摩擦副间的摩擦磨损特性及损伤机制研究

目的探究硬质WC-12Co涂层与摩擦副间的力学性能、摩擦磨损特性的对应关系。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC-12Co硬质涂层,利用SEM、XRD、EDS等分析涂层的微观形貌、物相组成和元素分布规律等,研究该涂层与不同对偶配副的摩擦学性能及摩擦磨损机理等。结果采用HVOF技术制备的WC-12Co涂层中各元素及物相分布均匀,涂层的显微硬度约为1103.8HV0.3,纳米硬度约为20.47GPa。涂层和不同对偶配副的干摩擦因数均在0.80以上,磨损率在10^(-6)mm^(3/)(N·m)量级,其中与Al_(2)O_(3)对偶球配副时摩擦因数(约0.81)最低,与WC-6Co对偶球配副时摩擦因数(约0.85)最大,在与Al_(2)O_(3)配副时磨损率最大,约为11.09×10^(-6)mm^(3)/(N·m),与GCr15配副时磨损率最小,约为1.60×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。结论硬质WC-12Co涂层致密均匀,其力学性能优异,与不同材质对偶球配副时其磨损机制有所不同,导致摩擦副间的摩擦因数和磨损率略有差异,但其耐磨性均良好,可以根据实际应用工况特点选择不同的摩擦副,以保证硬质碳化钨涂层的安全稳定长效服役。

高能等离子喷涂垂直裂纹氧化锆热障涂层工艺及结合性能研究

为延长氧化钇稳定氧化锆热障涂层的使用寿命,通过高能等离子喷涂设备,以HS188合金为基体,NiCrAlY粉(打底层,d_(50)=106μm)和氧化钇稳定的氧化锆粉(YSZ,d_(50)=50μm)为喷涂料,采用递进式的探索方法,通过调整枪基距(85、95、105和115 mm)和冷却方式(后风冷、后风冷+枪冷、前风冷、前风冷+枪冷)来控制涂层的组织结构,并采用拉拔法评价NiCrAlY+YSZ涂层的结合强度。结果表明:在枪基距较远以及冷却速率较低的情况下,因试样表面瞬热温度较低和激冷不足,涂层难以形成垂直裂纹结构。然而,在瞬热温度达到要求,风冷速率过度的情况下,会出现喷涂颗粒未熔的现象。当枪基距为85 mm,冷却方式为前风冷时,在HS188合金上获得了垂直裂纹形貌的热障陶瓷涂层,同时涂层的垂直裂纹密度适中,结合强度最高,韧性也最好。

微弧氧化对选区激光熔化多孔Ti6Al4V力学性能的影响

目的探究多孔Ti6Al4V经过微弧氧化(MAO)表面改性后力学性能的变化规律。方法采用选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备了相对密度分别为0.30、0.38、0.47的多孔Ti6Al4V点阵材料,利用表面化学抛光预处理和MAO工艺在其表面制备MAO膜层,再通过显微观察和单轴压缩试验分析其微观形貌和力学性能。结果经过表面化学抛光预处理和MAO之后的多级多孔Ti6Al4V表面MAO膜层的孔径大小与脉冲电压及氧化时间呈正相关,膜层厚度和膜层中的钙磷原子比与氧化时间均呈现正相关关系,且在350 V脉冲电压和10 min氧化时间条件下制备的膜层最为均匀。MAO前后多孔Ti6Al4V的压缩应力-应变曲线基本一致,两者的弹性模量和屈服强度均随相对密度的增加而提高。与G-A方程计算的理论值相比,实测的弹性模量略有下降,但不显著,这可能是因为多孔Ti6Al4V在SLM成形过程中由于快速加热和冷却导致残余应力的产生,从而导致其弹性模量减小。同时由于SLM成形的多孔Ti6Al4V点阵材料中的孔隙壁可能低于理论预测中所假设的值,这会使得孔隙壁在加载过程中发生变形或破坏,这也会导致材料整体弹性模量的降低。而实测的屈服强度高于G-A方程计算的理论值,这可能是由于SLM成形多孔Ti6Al4V点阵材料的孔隙结构相较于G-A方程的理论模型更加规则。此外,在对数坐标中,MAO前后的屈服强度与弹性模量呈强正比关系,斜率分别为1.10和1.18,十分趋近于G-A方程的理论值。这亦表明MAO对多孔Ti6Al4V的整体力学性能影响有限。结论脉冲电压为350 V、氧化时间为10 min条件下MAO工艺所制备的膜层最为均匀,同时MAO对SLM成形多孔Ti6Al4V点阵材料的总体力学性能影响有限。

磁控溅射制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)薄膜工艺研究

目的探究了磁控溅射法制备符合化学计量比且循环性能良好的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)薄膜工艺,有利于进一步提高全固态薄膜电池能量密度。方法从溅射功率、氩氧比、衬底温度中各选取3个水平组成L9(34)正交试验,在不锈钢衬底上沉积制备NCM811薄膜。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对薄膜进行表征。利用EDS和ICP对薄膜成分进行分析。利用蓝电测试系统对以NCM811为正极的电池进行循环曲线测试。结果根据极差分析结果发现,影响前50圈放电容量保持率的因素从大到小依次为:温度>功率>氩氧比。其中功率和温度对循环性能有很大的影响,极差R值分别为18.45和26.79;氩氧比对循环性能影响较小,极差R值为3.17。增大溅射功率、提高衬底加热温度、增加氩氧比中氩气的含量有利于制备出符合化学计量比的NCM811薄膜。随着溅射功率的提升,NCM811薄膜的结晶度增强,材料中Ni^(2+)/Li^(+)阳离子的混排程度降低;随着衬底温度升高,薄膜由非晶逐渐转化为晶态,表面由无序非晶形貌过渡到小三角片状晶粒,厚度变薄,且更加致密。薄膜的循环性能也随着功率和衬底温度的增加有着明显的提升。结论正交试验结果表明,薄膜制备的最优工艺条件为:溅射功率110 W,衬底温度650℃,Ar∶O_(2)=2∶1(体积流量比),验证试验表明NCM811薄膜中主元素原子数占比Ni∶Co∶Mn=79.9∶10.2∶9.9,接近理想原子数占比8∶1∶1,且前50圈放电容量保持率达到72.33%。

大气等离子喷涂Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)环境障涂层的制备与水氧腐蚀行为

以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层的显微组织、相结构和力学性能。结果表明:粉体材料由83%Yb_(2)Si_(2)O_(7)相和17%Yb_(2)SiO_(5)相(质量分数)组成,等离子喷涂获得的Yb_(2)Si_(2)O_(7)层孔隙率为(6.61±0.65)%,涂层结合强度达(22.82±3.55)MPa,涂层断裂韧度达(1.98±0.12)MPa·m1/2。此外,涂层1350℃条件下水氧耦合腐蚀测试结果显示Yb_(2)Si_(2)O_(7)单斜相含量先降低后提高,硅黏结层高温氧化形成的热生长氧化物SiO_(2)与Mullite+BSAS界面相容,未发现Mullite+BSAS与Yb_(2)Si_(2)O_(7)层互扩散现象,硅层的损耗是涂层使用寿命的主要限制环节。

稀土改性NiCrAlY涂层组织与氧化行为研究

为了改善Ti Al合金的高温抗氧化性能,采用大气等离子喷涂的方法,在TiAl合金表面制备了稀土元素Ce改性的NiCrAlY涂层,对NiCrAlY和NiCrAlYCe涂层体系进行了900℃/100 h的恒温氧化试验,分析了稀土元素Ce对NiCrAlY涂层的微观组织形貌和相组成的影响,并进一步探讨了其对NiCrAlY涂层高温氧化机制的影响。研究结果表明,稀土元素Ce的添加能够有效地改善NiCrAlY涂层的高温抗氧化性能。在900℃下恒温氧化100 h后,稀土元素Ce的添加使NiCrAlY涂层的氧化增重降低了16%,氧化速率下降了33%。稀土元素Ce能够促进Al的选择性氧化,抑制NiCr2O4尖晶石氧化物的产生,从而阻碍O的内扩散。稀土元素Ce的添加有效地减小了NiCrAlY/TiAl体系的互扩散区厚度,缓慢的氧化物层生长和元素互扩散有利于改善NiCrAlY涂层的结合性能和抗氧化性能。

起落架用高速火焰喷涂WC涂层覆盖高强钢海水环境腐蚀与开裂行为

为探究水陆两栖飞机用起落架材料海洋环境适应性及其失效机制。通过在热轧300M高强钢表面制备高速火焰喷涂WC涂层,使用电化学测试、盐雾实验、拉伸实验、疲劳实验,并通过SEM,EDS,XRD以及CLSM表征,开展其在人工海水环境中的腐蚀行为研究。研究结果表明,在pH值为8.2的人工海水环境中,WC涂层发生明显的钝化,具有较好的耐蚀性,这与在碱性环境下涂层中的Co发生钝化有关。长周期电化学阻抗结果表明,浸泡28天后,涂层耐蚀性上升,这与表面黏结剂形成的氧化物有关。与300M基材相比,喷涂后的材料抗拉强度略微升高,这与涂层内部的残余应力释放有关,其在人工海水中的开裂主要受阳极溶解过程控制。随着预腐蚀时间的增加,材料的疲劳寿命发生明显降低,在预腐蚀过程中,环境中的腐蚀性介质进入涂层内部,增加了缺陷的数量,使得涂层提前发生失效,导致材料断裂敏感性增加。WC涂层有较好的耐蚀性,拉伸过程中残余应力的释放使材料的抗拉强度略微升高,经过预腐蚀后涂层提前发生失效,使得材料疲劳寿命降低。

冷喷涂增材制造技术应用研究进展

冷喷涂增材制造(CSAM)技术作为一种新兴的快速增材制造技术,凭借其独特的“气动加速-固态沉积”的工艺特性,以及增材效率高、成形尺寸规模不受限等应用优势,已逐渐成为金属增材制造领域的新热点。通过将CSAM技术与包括选区激光熔化(SLM)、选区电子束熔化(SEBM)、电弧熔丝沉积(WAAM)、激光金属直接成形(LMDF)以及搅拌摩擦增材制造(FSAM)在内的几种典型金属增材制造技术,进行了制造效率及成本、成形尺寸规模、成形精度、产品机械性能及工艺适用材料等方面的分析对比,并总结了CSAM在当下增材制造应用中的优势和不足。基于改善CSAM目前存在成形质量欠佳、复杂结构成形能力不足等问题,重点综述了近年来关于CSAM工艺研究、喷涂部件改良以及喷涂策略创新三方面的相关研究进展。此外,针对CSAM技术现阶段在旋转增材成形、自由增材成形、损伤修复及再制造等方面的具体应用情况进行总结与讨论。最后,提出了CSAM目前面临的挑战和潜在的发展方向并强调了其在快速增材制造方面的应用价值及意义。

悬浮液等离子喷涂高效制备TiO_(2)涂层及其光催化性能

目的 解决TiO_(2)粉末催化剂在污水净化过程中易沉降和难回收问题,同时提高TiO_(2)在可见光条件下降解有机污染物的速率。方法采用悬浮液等离子喷涂(SPS)技术,以H2为辅助气体制备TiO_(2)涂层,借助H2将高温等离子体焰流中熔融态TiO_(2)中的Ti4+还原成Ti3+。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱光谱仪、紫外-可见光谱仪等对TiO_(2)粉末以及所制备涂层的结构形貌、物相组成、元素价态、光学特性进行分析。以亚甲基蓝为目标污染物,使用光化学反应仪测试粉末和涂层的光催化性能。结果TiO_(2)涂层表面呈现由熔融和半熔融颗粒组成的“喀斯特”微观形貌,表面粗糙度为2.94μm,孔隙率为10.2%。TiO_(2)粉末物相为纯锐钛矿,涂层物相由锐钛矿、金红石相及TiO_(2)-x相组成。TiO_(2)涂层中Ti3+的存在使其带间隙减小0.6eV。在紫外光条件下,TiO_(2)粉末的催化速率为0.00348,而涂层的催化速率为0.00345。在可见光条件下,粉末的催化速率与亚甲基蓝的光解速率相近,涂层的催化速率是0.00307。结论通过SPS技术成功制备了TiO_(2)光催化涂层,其在可见光条件下的催化性能较粉末有显著提升。

超音速激光沉积硬质铝合金的疲劳性能研究

目的通过冷喷涂(Cold Spraying)和超音速激光沉积(Supersonic Laser Deposition)技术对预制缺口的硬质铝合金试样进行修复。方法通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射检测器和X射线衍射仪等,研究了不同工艺对修复层微观结构和晶粒细化的影响,对修复后试样的疲劳性能进行了测试。结果冷喷涂和超音速激光沉积涂层中均未发现粉末材料的相变。7075铝合金颗粒在冷喷涂和超音速激光沉积过程中的严重塑性变形导致了双峰晶粒结构。激光辅助加热提高了喷涂颗粒的塑性变形能力,使涂层的平均晶粒尺寸降至0.92μm,其中局部动态再结晶是晶粒细化的主要原因。另外,超音速激光沉积层的平均显微硬度为196HV,高于冷喷涂涂层和基体。超音速激光沉积修复试样的疲劳极限为(135±15)MPa,远高于冷喷涂和未修复前的试样,这归因于修复涂层内聚和黏合强度的增加。结论激光的引入可以改善7075铝合金颗粒的塑性变形能力,从而提高了修复层的显微硬度和修复件的疲劳极限。

大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层

目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加,在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相,获得高电导率尖晶石涂层,并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征,揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果 800℃热处理后涂层明显致密化、均匀化,涂层主相为Cu_(x)Mn_(3-x)O_(4)(x=1,1.2,1.4)和MnCo_(2)O_(4);在基体和涂层的界面处存在Cr富集,800℃氧化10h后,含Cu量12%(质量分数)的试样面比电导最高;氧化100h后,面比电导有所下降,含Cu量12%(质量分数)试样仍具有最高的面比电导;经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品,其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散,氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大,800℃时Cu含量为12%(质量分数)的样品电导率可达93.15S/cm。结论 尖晶石涂层可通过APS制备的金属涂层经热处理后获得;涂层的相组成可以通过金属粉末成分进行调控;Cu的添加有效提高了涂层的电导率,且随Cu含量的增加而增大;经还原处理后的涂层更加致密,但导电性低于未还原样品。

无机薄膜组织结构及应力演化行为研究现状

物理气相沉积技术制备的无机薄膜,其组织结构及残余应力会在储存或服役环境中自发地产生演化,进而使薄膜性能发生变化,最终影响薄膜的长期服役稳定性。首先从物理气相沉积技术制备薄膜的组织结构特征入手,介绍了无机薄膜应力的产生,发现薄膜的残余应力主要受薄膜非平衡生长后的亚稳态、薄膜与基体之间的晶格错配以及热膨胀系数差异的影响。之后论述了无机薄膜在生长过程中应力的演化规律,这个规律主要受薄膜的制备工艺影响,包括沉积速率、沉积气压、沉积温度以及基体偏压等。随后,重点综述了非平衡生长后的亚稳态金属薄膜、陶瓷薄膜及金属/陶瓷复合薄膜的组织结构、残余应力在储存或服役环境中的演化,以及薄膜性能变化行为的研究进展。针对无机薄膜在自然时效及人工时效过程中,其组织结构演变与应力释放的关系进行了总结和讨论,发现原子扩散是自然时效及人工时效过程中薄膜产生变化的主要途径。最后,对无机薄膜组织结构及应力演化行为的研究方法进行了展望。

医用钛表面石墨烯薄膜的PECVD法制备及其性能

目的在医用钛表面制备石墨烯薄膜,研究生长时间对石墨烯薄膜理化性能和生物学性能的影响。方法采用等离子体增强化学气相沉积设备,在医用钛表面制备石墨烯薄膜,控制石墨烯薄膜生长时间为5、10、30 min。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜、接触角测量仪和电化学工作站对石墨烯薄膜的结构、表面形貌、表面润湿性和耐腐蚀性进行表征,通过小鼠成骨细胞培养评价石墨烯薄膜的细胞相容性。结果薄膜的拉曼结果呈现石墨烯的D、G和2D特征峰。生长时间为10 min和30 min的石墨烯薄膜在医用钛表面呈现垂直纳米片状态。随着生长时间的延长,医用钛表面石墨烯薄膜的水接触角逐渐增大。3组样品中,生长时间为5 min的样品具有最小的腐蚀电流密度(1.822×10^(‒7)A/cm^(2)),生长时间为10 min的样品具有最高的腐蚀电位(‒0.404 V);生长时间为5 min和10 min的样品有利于细胞的黏附与铺展,生长时间为30 min的样品对小鼠成骨细胞活性具有一定的抑制作用。结论石墨烯薄膜可以有效提高医用钛的耐腐蚀性。石墨烯薄膜生长时间影响其形貌,进而改变水接触角。不同生长时间的石墨烯薄膜对小鼠成骨细胞的黏附和铺展表现出明显的差异。

钢结构用锌-铝合金涂层的耐蚀性研究

涂层作为物理屏障,可阻断钢结构与水、氧气、盐等的接触,起到防腐作用,可大幅延长建筑钢的使用寿命,减少维护和修复费用,保障结构安全可靠。因此,为研究建筑钢结构用锌-铝合金涂层的耐蚀性,用铝粉与锌粉为主要材料,混合辅料,制备涂层浆液,用浸涂工艺在建筑钢结构上涂覆锌-铝合金浆料。以氯化钠溶液为腐蚀介质,测试铝粉质量分数分别为15%、25%、35%、45%时,该涂层的腐蚀微观、宏观形貌及质量损失;测试不同浓度氯化钠溶液与温度下涂层的耐蚀性。结果表明:铝粉质量分数为45%时制备的锌-铝合金涂层,微观形貌更致密,宏观腐蚀形貌未出现明显黄锈,且该铝粉用量下涂层腐蚀后质量损失最小。氯化钠溶液质量分数为10%且温度较高时,锌-铝合金涂层的耐蚀性最好。

冷喷涂技术发展历史、趋势与挑战

冷喷涂作为一种新兴的涂层制备技术,具有沉积效率高、涂层孔隙率低、结合强度高等优点,引起了产业界的广泛关注,在航空航天、汽车、能源、海洋工程、石油和化工等领域有着广泛的应用前景。经过30多年的发展,冷喷涂技术的研究已从基础理论研究转变到产业化应用研究,在简述冷喷涂技术原理的基础上,综述了冷喷涂技术在成形机理、材料体系等方面的研究历程;其次,调研了冷喷涂近年来的发展现状,梳理并提出了未来冷喷涂技术向高性能、低成本、增材制造等方向发展的趋势,包括喷涂系统、粉末、工作气体以及离线编程路径设计等方面的改进提升;最后,提出了冷喷涂技术现存的问题与未来发展展望。

二硅化钼改性硅酸镱环境障涂层的高温抗氧化行为及机理

新一代高推重比航空发动机的发展对环境障涂层(EBCs)的服役寿命和温度提出了苛刻的要求。稀土硅酸盐作为EBCs材料应用于面层,在服役过程中易产生纵向裂纹,为腐蚀性介质的侵蚀提供通道,严重影响EBCs的寿命。二硅化钼(MoSi_(2))具有优异的高温性能,有望改善稀土硅酸盐EBCs体系的高温性能。采用MoSi_(2)改性Yb_(2)SiO_(5)面层,通过真空等离子喷涂技术(VPS)分别制备了Yb_(2)SiO_(5)-XMoSi_(2)(X=0,5%和10%,体积分数)为面层,Yb_(2)Si_(2)O_(7)为中间层,Si为黏结层的三种环境障涂层体系。研究了涂层在1350℃长时间氧化前后显微结构演化过程。结果发现,掺杂MoSi_(2)涂层体系在高温氧化500 h后仍能保持结构完整且面层裂纹减少。原因在于,MoSi_(2)可消耗氧化剂,减缓涂层内部TGO的增长速率,反应产物Yb_(2)Si_(2)O_(7)与中间层成分一致,具有较好的化学相容性,有效改善了涂层体系的高温性能。