等离子喷涂氧化铝涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术 ,在 Fe Cr Al RE合金基体表面制备铝钛涂层和氧化铝涂层 ,与浸渍法制备的氧化铝涂层进行比较。利用 XRD、SEM、BET和超声振动等分析测试技术 ,对涂层的微观结构与表面特性进行研究。结果表明 ,加入适量的 Ce O2 、L a2 O3 、Zr O2 、Si O2 后 ,氧化铝喷涂涂层的表面组成相主要保持为 γ- Al2 O3 ,其蜂窝状多孔结构上堆积了大量弥散分布的纳米微粒 ;这种复合结构既保证了涂层与载体牢固的结合 ,表现出优于氧化铝浸渍涂层的抗振性与抗热震性 ,又使得涂层的几何比表面达到 32 .1m2 / g,大大超过铝钛喷涂涂层。因此 ,可用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层 ,作为承载活性组分的分散层 。

氧化铝涂层改性石英砂过滤性能研究

介绍了氧化铝涂层石英砂和未涂层石英砂对微污染原水进行直接过滤的研究结果：无论对浊度，还是对有机物的综合去除，氧化铝涂层砂滤料过滤效果均明显优于未涂层砂滤料。

大气和低压等离子喷涂氧化铝涂层

根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层。分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析。结果表明:低压等离子喷涂制备的高纯氧化铝涂层韧性和致密性明显优于常压喷涂氧化铝涂层。

低压等离子喷涂氧化铝涂层的特性

以细小的氧化铝为热喷涂粉末,采用低压等离子喷涂制备了沉积率高于50%,孔隙率低于2%的氧化铝涂层.研究了不同工艺下低压等离子喷涂氧化铝涂层的沉积率、相组成和显微结构,并对低压等离子功率和真空室压力工艺参数对涂层的影响进行了分析.研究结果表明,所制备的涂层以α-A l2O3和-γA l2O3相并存;随着功率和压力提高,涂层的孔隙率有明显的降低,但压力达到23.7kPa时功率影响较小.此外,还对等离子焰流中的粒子温度和速度进行了计算.结果表明,在23.7kPa压力下保证粒子充分熔融的前提下使粒子具有较高的运动速度.

添加剂对多孔陶瓷载体氧化铝涂层的影响

在以SB粉为原料,HNO3为解胶剂制得的稳定AlOOH溶胶中加入添加剂(PEG、PVA),对多孔陶瓷载体进行了表面涂层。考察了添加剂对AlOOH溶胶粘度的影响;BET法测定了AlOOH溶胶中加入添加剂后多孔陶瓷载体氧化铝涂层比表面积的变化;由SEM照片观察多孔陶瓷载体涂层前后表面和断面的形貌;超声波振荡检测了氧化铝涂层的附着牢固度。结果表明,在AlOOH溶胶中加入一定量的添加剂可以使溶胶的粘度增加,提高溶胶在载体表面的附着力;制备的多孔陶瓷载体氧化铝涂层均匀、牢固且比表面积增大。但加入过量的添加剂,会导致AlOOH溶胶胶凝化。

钛表面阴极微弧沉积氧化铝涂层的组织结构及其性能研究

以Al(NO3)3乙醇溶液为电解液,利用阴极微弧电沉积技术在纯钛表面制备了较厚的氧化铝涂层。分析了涂层的形貌、成分和相组成,测试了涂层的抗高温氧化、电化学腐蚀及抗热震性能,并探讨了阴极微弧沉积氧化铝涂层的机理。涂层由γ-Al2O3和少量的α-Al2O3组成。涂层中含有少量的钛元素,表明涂层/钛界面附近的钛基体在微弧放电作用下也参与氧化铝涂层的沉积和烧结过程。涂层经过100次(700℃水淬)热循环后仍与钛基体结合良好。700℃恒温氧化结果表明,具有氧化铝涂层的钛氧化速率降低了4倍。

氧化铝涂层砂变性滤料的除锌效果研究

氧化铝涂层砂和未涂层砂除锌效果比较表明 ,氧化铝涂层砂比表面积增大 ,吸附容量增加 ,除锌率与 pH有关 ,当pH接近或 >9时 ,除锌率可达 10 0 % ;石英砂只有在 pH很低时 。

钛表面阴极微弧电沉积制备氧化铝涂层

采用阴极微弧电沉积在钛表面生成了厚度达100μm的氧化铝涂层,研究了不同电压下涂层的结构和组成,分析了涂层的生长规律和形成过程.结果表明:阴极微弧电沉积过程包括火花前、微弧和局部弧光三个阶段,期间伴随有Al(NO3)3的离解、Al(OH)3的沉积与高温烧结等反应,微弧区产生的高温高压是形成Al2O3涂层的关键.涂层主要由γ-Al2O3和α-Al2O3组成,随电压升高,α-Al2O3的含量逐渐增加,在400V时其含量达76%.

溶液配比及电参数对钛阴极微弧电沉积氧化铝涂层的影响

用阴极微弧电沉积在钛表面生成Al2O3涂层,探讨溶液组成、放电电压及时间对涂层形貌、相组成及生长速率的影响。结果表明:涂层由αAl2O3和γAl2O3组成。随溶液中Al(NO3)3含量的增加,αAl2O3含量和涂层生长速率均先增后减。电导率决定了Al(NO3)3的摩尔浓度为0.2mol/l时是较佳值。乙醇与水的体积比对溶液的起弧影响很大,过高的含水量因溶剂效应大而不利于阴极微弧电沉积。随电压升高,涂层的生长速率增加,αAl2O3的含量增加。400V时,αAl2O3含量可达76%。延长放电时间,涂层的生长速率亦先快后慢。120min时,涂层厚度可达100μm。

等离子喷涂制备不同晶型氧化铝涂层的微观结构和摩擦磨损性能

等离子喷涂氧化铝涂层通常是以α-Al 2O 3为原料,所制备涂层主要以机械性能相对较差的γ-Al 2O 3晶相为主要物相.研究选用α-Al 2O 3与成本低廉的γ-Al 2O 3粉末为原料,通过等离子喷涂技术制备了2种类型的氧化铝涂层,并对其微观结构、显微硬度和摩擦磨损等性能进行了对比研究.结果表明:选用成本低廉的γ-Al 2O 3粉末制备的氧化铝涂层,其物相以稳定相α-Al 2O 3为主,涂层的硬度和孔隙率等性能相较传统α-Al 2O 3粉末制备的涂层更加优异,并具有良好的抗磨性,因而存在较大的应用开发潜力.

氧化铝溶胶及涂层研究 Ⅱ 氧化铝涂层载体

考察了不同铝胶焙烧后的氧化铝涂层的性质；并对铝胶加入胺类有机化合物进行改性．结果表明：铝胶涂层具有一定的比表面积，负载量随着铝胶密度的增加而增加．在溶胶中加入胺类有机化合物，能较大范围内改变胶的性能、氧化铝的孔结构，极大地增加比表面积．

堇青石蜂窝陶瓷上真空抽提法涂覆氧化铝涂层的研究

应用改进的涂覆方法——真空抽提法,在堇青石蜂窝陶瓷基体表面涂覆氧化铝涂层。在研究铝溶胶的稳定性和粒径分布的基础上,通过牢固度测试、比表面测定、XRD和SEM等手段对涂层的涂覆效果进行了分析,结果表明相对普通浸渍法,采用真空抽提法得到的氧化铝涂层的涂覆率更高、涂布更均匀、比表面积更大、牢固度更强。而且由真空抽提法得到的基底材料制备的整体式催化剂,在甲苯催化燃烧反应中表现出更为优越的催化活性,甲苯催化燃烧起燃温度T_(10)为180℃,近似完全转化温度T_(99)为215℃。

复杂形状钛管件内表面氧化铝涂层综合制备新工艺研究

为提高钛管件的耐腐蚀性能及抗冲刷磨损性能,研究了在具有复杂形状钛管件内表面制备氧化铝陶瓷涂层的新方法。先通过爆炸焊接制备了Ti/Al双金属复合管,再将其成形为复杂管件,接着通过微弧氧化将复合管件的铝层进行陶瓷化处理,从而将铝层部分转化为氧化铝层。采用XRD、SEM对氧化铝层的相组成及形貌进行了分析,并对氧化铝层与基体的结合强度、耐腐蚀性能和耐冲刷性能进行了表征。结果表明:涂层主要由γ-Al2O3及α-Al2O3组成,其中γ-Al2O3的厚度约为40μm,α-Al2O3的厚度约为10μm;陶瓷涂层与基体结合力达55N,涂层腐蚀电流比钛基体降低5个数量级。另外,氧化铝陶瓷涂层可以有效地防护基体被冲刷。

采用声发射技术测试电镀氧化铝涂层力学性能

采用声发射(AE)技术实现动态监测4043铝合金/氧化铝涂层系统的拉伸实验过程。通过SDAEA信号分析系统对拉伸过程中AE信号幅度、能量、振铃计数、撞击速率以及波形和其傅里叶变换(FFT)进行了分析。揭示出4043铝合金/氧化铝涂层系统拉伸过程中涂层裂纹萌生和扩展过程,并且通过分析AE信号随时间的变化规律得出涂层材料的面内拉伸强度和涂层结合强度。

大气等离子喷涂氧化铝涂层制备和介电性能研究

采用大气等离子喷涂方法,在不同喷涂功率和喷涂距离下制备氧化铝涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、气孔率以及介电常数的影响。用SprayWatch 2I热喷涂在线监测系统测量等离子体射流中熔融氧化铝粉末的表面温度和飞行速度;用扫描电镜观察涂层的显微结构;对涂层剖面照片用莱卡QWIN图像软件分析计算了涂层的气孔率;用精密阻抗分析仪测量计算氧化铝涂层的介电常数。结果表明,喷涂功率和喷涂距离的改变可影响氧化铝涂层的气孔率。合适的功率和喷涂距离能使粉末获得良好的熔融和较快的飞行速度,形成致密的涂层。较致密的氧化铝涂层介电常数亦较大。

氧化铝涂层垂直裂纹对热载荷下界面失效的影响

目的探索氧化铝/铝在热载荷作用下的界面失效机理。方法基于内聚力有限元模型,预测热载荷下铝基氧化铝涂层材料界面处的残余热应力,并系统研究其失效过程。重点考虑涂层厚度、热载荷大小、预制涂层垂直裂纹密度对界面处应力场和界面损伤失效的影响,并同实验进行对比。结果试验和模拟结果都发现,加热到300℃冷却后,界面未产生平行裂纹,而加热到400℃冷却后,界面出现平行裂纹。涂层无裂纹缺陷时,界面处剪应力呈单曲线余弦分布,而有预制裂纹时,界面处的剪应力呈双曲线余弦分布。随着热载荷的增大,界面最大剪应力值由两端向界面中心处迁移。相比涂层有裂纹的情况,界面在涂层无裂纹时平均正应力最小。实际制备的氧化铝涂层不可能完美无裂纹缺陷,在考虑涂层有裂纹缺陷时,涂层裂纹密度为4 mm^(-1)时平均所受正应力较小,且界面只有拉应力作用,不容易产生脱层缺陷。结论存在特定的最佳临界预制垂直裂纹密度值,使得热载荷下界面损伤最小。有限元模拟结果也显示,相同热载荷和相同裂纹密度下,涂层越厚,对界面的防护力也越强。

铝添加对等离子喷涂氧化铝涂层摩擦磨损性能的影响

采用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层,考察其摩擦磨损性能。利用SEM和OM对涂层显微结构和磨损形貌进行分析,考察了涂层的气孔率、显微硬度、结合强度和导温性能等。结果表明:由于金属铝良好的导热和延展性能,适量的添加铝在一定程度上改善了氧化铝涂层的层间结合和导温性能,也提高了涂层的耐磨性能。

激光重熔对氧化铝涂层的组织结构及性能的影响

用ＲＳ—１７００ＳＭ型轴流式ＣＯ２激光器对Ａｌ２Ｏ３涂层进行了重熔，降低了原始涂层中的孔隙，消除了涂层的层状结构，得到了致密均匀的涂层，使重熔层的显微硬度明显提高．

微弧氧化在铝合金表面制备氧化铝涂层的研究

利用微弧氧化在铝合金表面形成氧化铝层,进行了XRD分析、硬度测试、耐磨性能测试。结果发现:涂层中含Al、γ-Al2O3、α-Al2O3,硬度由560.2HV增大为890.6HV;摩擦系数由0.38变为0.68,但磨损量大大减少,耐磨性能得到一定的提高。

铈锆固溶体的添加量对氧化铝涂层性能的影响

以铈锆固溶体和γ-Al2O3及分散剂等制备了金属载体涂层,并用扫描电镜、比表面积、超声振荡及热冲击等方法研究了铈、锆固溶体添加量对γ-Al2O3涂层的性能影响.结果表明,γ-Al2O3涂层中适宜的铈锆固溶体添加量为30%,经过1 050℃水蒸气氛围20h的高温处理后,涂层比表面积仍可达到68.867 m2/g,脱落率低于3%.