超音速等离子喷涂Al2O3涂层的绝缘性能

绝缘轴承可靠性主要依赖于其表面涂层的绝缘性能,但克服绝缘涂层寿命短、耐候性差等问题一直是我国研究的前沿、热点和难点,至今尚未得到有效解决。采用超音速等离子喷涂技术在GCr15基体上制备氧化铝绝缘涂层,以Ni/Al作为粘结层,并考察了绝缘涂层的形貌、相结构、力学性能及绝缘性能。结果表明:所制备的涂层表面致密,孔隙率为3.90%;涂层相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3;涂层的平均硬度972 HV9.8 N,抗拉强度为36 MPa,抗热震试验后涂层无明显变化,抗热震性能较好;介电常数和介电损耗随着温度的升高而升高,同时绝缘电阻值降低;随着湿度的增加,击穿电压值减小,在相对湿度达到90%时,击穿电压仍能保持在2.52 kV,绝缘性能良好。

大气等离子喷涂工艺参数对Al2O3涂层性能的影响

为了提高燃烧器工艺烧嘴的使用寿命,在UMCo-50基材表面大气等离子喷涂Al2O3层。采用正交试验法对喷涂工艺参数进行了优化,运用微观形貌分析、X射线衍射分析并结合强度及显微硬度等测试方法,系统研究了喷涂主气流量、功率和送粉量对AI2O3涂层综合性能的影响规律。结果表明:喷涂主气流量、功率和送粉量对Al2O3涂层性能具有交互性影响,在40L/min Ar,48 kW和30g/min条件下可以获得性能较好的Al2O3涂层,极大地提高了UMCo-50基材的抗高温氧化和耐磨性能,使之具有广阔的应用前景。

基于正交实验设计方法的APS喷涂Al2O3涂层性能的研究

采用正交实验方法研究了大气等离子喷涂工艺参数主气流量、喷涂功率和送粉量对Al2O3陶瓷涂层结合强度和显微硬度的影响,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉末和涂层的组织结构,采用WDW-50微机控制电子万能试验机、HV-1000维氏硬度计测量了涂层的结合强度、截面硬度,结合涂层组织结构并应用极差和方差分析方法对实验结果进行了分析,得到了优化后的工艺参数。结果表明,涂层由熔融和未熔融区域混合而成,截面形貌凹凸咬合,以机械结合为主。影响大气等离子喷涂Al2O3涂层性能工艺参数的主次顺序依次为:喷涂功率、主气流量、送粉量,随着功率和主气流量的升高,涂层的结合强度和硬度均出现先增加后降低的趋势。大气等离子喷涂Al2O3最优工艺参数为喷涂功率44KW,主气流量40L/min,送粉量40g/min,制备的涂层结合强度52MPa,显微硬度1219.4HV0.3,孔隙率值为4.00%。

启闭机活塞杆表面爆炸喷涂制备Al2O3涂层的显微组织与性能

采用新型的CCDS2000型爆炸喷涂系统在启闭机活塞杆常用不锈钢40Cr表面制备由WC-12Co粘结层和Al2O3面层构成的复合涂层,对涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗冲击韧性、抗腐蚀性能与耐磨性能等进行分析与测试,并阐述涂层的摩擦磨损机理。结果表明:Al2O3涂层的孔隙率为0.94%,硬度(HV0.2)在1108~1316之间,结合强度达到59.4 MPa。涂层的抗腐蚀性能和抗磨损性能都明显优于40Cr不锈钢,抗冲击韧性略有提高。40Cr不锈钢的平均质量磨损量是99.56 mg,为Al2O3涂层质量磨损量的24.5倍。Al2O3涂层的磨损机理主要是显微犁削和黏着磨损。

纳米材料在三元催化剂中的应用研究Ⅰ. 纳米Al2O3涂层

从物相、表面性能、表面形貌、催化剂老化前后的转化率和起燃特性等方面对纳米Al2O3涂层在三元催化剂中的应用进行了初探.纳米Al2O3在600～1050 ℃范围内,性能稳定,老化后催化剂的转化率、起燃温度特性也较好.纳米Al2O3涂层有良好的应用前景.

等离子喷涂Al2O3涂层在恶劣磨损条件下的摩擦学行为

等离子喷涂Al2O3涂层被广泛用于提高许多金属基体的耐磨性，但是等离子喷涂所特有的一些组织（层状微型纹、未熔合粒子、结合界面强度不够、孔隙率高）影响了涂层的力学性能，进一步影响了其摩擦学行为。在本研究中，采用了在球墨铸铁基础上用大气等离子喷涂制备450μm厚的Al2O3涂层，并研究了涂层的磨损行为。磨损试验条件非常苛刻（法向力为50－160N，滑动速度为140m·s^-1，相对湿度60％）。用来配副的是淬火后的D2工具钢。讨论了陶瓷涂层的显微组织对摩擦系数和磨损系数的影响，同时讨论了磨损机理。

基于原子沉积法的纳米Al2O3涂层微织构刀具刀-屑界面间摩擦系数研究

采用原子沉积法(Atomic Layer Deposition,ALD)分别在点状微织构和条状微织构YT5硬质合金刀具(微织构刀具)上制备了纳米Al 2O 3涂层,通过直角切削实验研究了纳米Al 2O 3涂层对微织构刀具刀-屑界面间摩擦系数的影响,并将纳米Al 2O 3涂层微织构刀具与微织构刀具、YT5硬质合金刀具进行对比。结果表明,微织构能降低刀具刀-屑界面间的摩擦系数;纳米Al 2O 3涂层能进一步降低微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数,其中厚度为100 nm的Al 2O 3涂层微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数最小,当点状微织构间距为0.15 mm时摩擦系数值最优,当条状微织构方向垂直于主切削刃时摩擦系数值最优;刀具刀-屑界面间的摩擦系数随着切削速度的增加而增大。纳米Al 2O 3涂层与微织构相结合将刀-屑界面间的摩擦由滑动摩擦转变为滑动-滚动复合摩擦的形式,降低了微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数,改善了摩擦性能,有利于提高刀具耐用度。

纳米Al_2O_3等离子喷涂涂层的制备及性能分析

目的：对比研究微/纳米Al2 O3等离子喷涂涂层的组织、力学及摩擦磨损行为。方法以纳米Al2 O3粉末为原料,利用喷雾干燥法制备出粒径分布在35-75μm的喷涂喂料,采用等离子喷涂技术在20钢基体上制备纳米Al2 O3涂层。采用商用微米Al2 O3喂料,以相同的喷涂工艺制备出微米Al2 O3涂层。对粉末、涂层的显微结构及涂层的磨损形貌进行表征,对比分析两种涂层的组织、力学性能和摩擦磨损行为。结果与微米Al2 O3涂层相比,纳米Al2 O3涂层粒子间结合更为致密,使得其结合强度和显微硬度得到大幅度提高。在载荷750 g,转速1000 r/min的条件下,微米Al2 O3涂层的摩擦系数为0.41,而纳米Al2 O3涂层仅为0.34,并且摩擦系数值的波动幅度更为稳定。在不同转速下,纳米Al2 O3涂层的磨损率均降低明显。结论纳米Al2 O3等离子喷涂涂层组织致密,表现出了较好的力学性能和耐磨性。

溶胶-凝胶法制备致密α-Al_2O_3涂层的研究

以异丙醇铝为前驱物,水为溶剂,硝酸为胶溶剂,用分散法制得了稳定透明的氧化铝溶胶,并用降液法制得了氧化铝凝胶涂层,经热处理后最终获得Al2O3涂层.利用TG-DTA分析了氧化铝凝胶向Al2O3的转变过程.XRD分析表明所获得的涂层为α-Al2O3晶型结构.SEM分析表明所制得的涂层致密均匀,无开裂,并且涂层与基底结合良好.因而该法是一种简单易行的制备致密α-Al2O3涂层的好方法.

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面Al_2O_3阻氚涂层磁控溅射-微弧氧化法制备技术研究

采用磁控溅射技术在1Cr18Ni8Ti不锈钢表面制备出铝镀层,并对其进行微弧氧化处理,获得了氧化铝阻氚涂层。采用XRD,SEM表征涂层的结构和形貌。结果表明,磁控溅射制备的铝镀层非常致密,微弧氧化得到的氧化铝涂层由外层的疏松层和内层的致密层组成,微弧区瞬间高温烧结作用使微弧氧化膜具有晶态氧化物陶瓷相结构。氧化铝涂层由α-Al_2O_3相和γ-Al_2O_3相组成,冷却速率大,外层形成γ-Al_2O_3相,由于外层γ-Al_2O_3包覆和热扩散阻挡作用,内层的氧化铝冷却速度小,生成稳态相α-Al_2O_3的含量增加,随着涂层厚度增加,α-Al_2O_3相含量提高。

Kapton抗原子氧侵蚀的Al_2O_3涂层研究

在原子氧侵蚀地面模拟设备中对 Kapton和利用反应溅射制备的 Al2 O3 涂层进行了原子氧暴露实验 ,并采用 XPS和 SEM等分析手段对暴露前后试样表面的物理和化学变化进行了研究。结果表明 ,Kapton试样遭受了严重的侵蚀 ,质量损失较大 ;Al2 O3 涂层质量变化很小 ,对基体提供了良好的保护作用。XPS分析结果表明 ,Kap-ton的羰基与原子氧作用时形成 CO2 ,随后 CO2 气体脱附。反应溅射的 Al2 O3 涂层是富 Al的 ,初始暴露时由于氧化反应而质量有少许增加 ,随时间延长 。

Al_2O_3陶瓷颗粒对镍基合金涂层耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在Cr12MoV冷作模具钢上制备Al_2O_3陶瓷颗粒增强的镍基合金涂层,分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了熔敷镍基合金涂层的横截面宏观形貌、显微组织、物相、显微硬度和耐磨性能.结果表明:当陶瓷颗粒的质量分数为15%时,镍基合金涂层中出现明显裂纹;当陶瓷颗粒的质量分数小于15%时,镍基合金涂层中金属与母材具有良好的冶金结合;镍基合金涂层的显微硬度与耐磨性具有相同的变化规律,即随着陶瓷颗粒质量分数的增加,显微硬度逐渐增大,耐磨性能逐渐增强,这是由于Al_2O_3陶瓷颗粒均匀分布在Cr元素形成的固溶体骨架附近的缘故.

Fe-Al/Al_2O_3梯度涂层制备过程中的热机械行为

在分析涂层中热应力产生机理的基础上,根据等离子喷涂制备过程中的实际受热条件和力学原理,建立了估算制备引起的涂层热应力的计算模型,并依此估算了Fe3Al-Al2O3涂层中的制备应力。通过对涂层微观结构的SEM观察,研究了Fe3Al-Al2O3涂层制备过程中的热机械行为特征及其对涂层性能的影响。结果表明,在梯度涂层中,随着组成成分的变化,热机械性能参量与制备应力均相应变化。最大热应力产生于梯度涂层的底层,从基体到表面沿厚度方向热应力逐渐减小。梯度涂层中的最大应力与平均应力值都小于单一Al2O3涂层中的热应力值。涂层与基体的热失配是涂层中热应力产生的根本原因。涂层成分的梯度化,可有效地缓和制备过程中的热应力。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3涂层及其对Ti6Al4V基合金的高温氧化防护性能

以Al(OC3H7)3(异丙醇铝)为原料,采用溶胶-凝胶法于Ti6Al4V基合金表面制备了不同厚度的Al2O3涂层。经SEM和XRD分析表明,涂层表面均匀、无裂纹,主要由非晶态Al2O3组成。研究了涂层对Ti6Al4V基合金等温(600℃和700℃)氧化行为的影响。结果表明,0.8μm厚涂层对合金的高温氧化防护性能最优。于700℃空气中等温氧化20 h,涂层样和空白样抛物线氧化速率常数分别为7.60×10-11、1.46×10-10g2/(cm4.s);涂层样氧化膜TiO2含量明显低于空白样;Al2O3涂层有效抑制了合金表面氧化膜的剥落和开裂;涂层样氧化膜厚度仅为空白样的1/2。

AZ91D镁合金激光熔覆Al+Al_2O_3涂层的界面特征

在AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3粉末制得了复合涂层。用扫描电镜、高分辨透射电镜和原子力显微镜对涂层与AZ91D镁合金基体界面结合区生长形态和特征以及涂层中Al2O3粒子的分布进行了观察,用能谱仪对界面结合区的元素线扫描,用X射线衍射分析确定了涂层及基体中的相组成。结果显示,涂层中Al2O3粒子的分布是均匀的,结合区的生长形态为独特的平行树枝晶,其组织形态受激光工艺参数的影响。

Al_2O_3涂层碳纤维环氧基复合材料的性能研究

采用溶胶 凝胶法在碳纤维的表面涂覆了一层Al2 O3涂层 ,透射电镜分析表明涂层中粒子的大小约为 1 0nm ,接触角分析表明涂层后碳纤维的表面张力有大幅提高。通过比较涂层前后碳纤维 环氧复合材料的力学性能发现 ,Al2 O3涂层后复合材料的层间剪切强度 ,拉伸强度和弯曲强度分别提高了 1 7 7% ,4 8%和 3 1 %。扫描电镜分析表明 ,Al2 O3涂层后的碳纤维与环氧树脂基体的结合更加紧密。且在碳纤维表面形成的Al2 O3涂层在 35 0℃～ 70

溶胶-凝胶法Al_2O_3涂层碳纤维的制备与表征

该文研究了溶胶 -凝胶法在碳纤维表面制备氧化铝 (Al2 O3 )涂层时勃姆石溶胶浓度、涂层厚度和材料的层间剪切强度的关系 ,发现Al2 O3 涂层的厚度与勃姆石溶胶浓度基本呈线性关系 ,并且随着溶胶浓度的提高 ,涂层厚度增加 ,试样的层间剪切强度表现为先增加后下降的趋势。在勃姆石溶胶的浓度为 0 .2 7mol/L左右时 ,所得Al2 O3 涂层的厚度约为 30nm ,环氧基复合材料的层间剪切强度达到最大值。X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析表明 ,在碳纤维表面形成的Al2 O3 薄膜均匀、完整。

等离子喷涂工艺参数对Al_2O_3涂层硬度的影响

针对等离子喷涂电弧电压、电弧电流、主气流量和送粉量等工艺参数对制备Al_2O_3涂层组织及性能的影响,采用正交试验方法进行参数化设计,通过直观分析确定涂层硬度指标下的最佳工艺组合参数。试验结果表明:影响涂层硬度的主次因素排序为氩气流量、电流、送粉量、电压。最佳参数组合为:电弧电压为60 V,电弧电流为600 A,送粉量为25 g·min^(-1),氩气流量为2000 L·H^(-1),最佳工艺组合参数下得到的涂层组织更加致密,硬度为914.6 HV。

AZ91D镁合金表面激光等离子复合喷涂Al-Si/Al＋Al_2O_3涂层的研究

利用一种全新的激光等离子同时复合喷涂加工技术,成功在AZ91D镁合金表面制备了Al-Si/Al+Al2O3涂层,并研究了激光功率对涂层结构和性能的影响。利用SEM、光学显微镜法、XRD、显微硬度计等分析测试手段研究了在不同激光功率下的涂层形貌、孔隙率、相组成、显微硬度。结果表明:Al-Si过渡层明显改善了涂层与基体的结合,当激光功率为1800W时,涂层中未熔颗粒最少,涂层最致密;涂层仅存在Al和稳定态α-Al2O3两种相,没有残留的亚稳态γ-Al2O3相;涂层的孔隙率随着激光功率的增加而降低,由4.5%降低到2.6%,但激光功率超过1800W时,涂层孔隙率不降反而增加;喷涂后,硬度由HV0.0555增加到HV0.05275,涂层表面的显微硬度最大,并随激光功率的增加而增加,但当激光功率增加到2000W时,涂层硬度不再增加反而略有降低。

溶胶—凝胶法制备Al_2O_3涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3 涂层 ;利用差热分析 (DTA)方法对Al2 O3凝胶粉末的热处理过程进行了研究。对线切割、粗磨、精磨、Al2 O3 一次溶胶涂层和Al2 O3 二次溶胶涂层试样的抗弯强度进行了比较 ,并通过观察Al2 O3 一次溶胶涂层和Al2 O3 二次溶胶涂层试样表面和断面的SEM形貌 ,初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层弥合基体表面微裂纹是提高抗弯强度的根本原因 ;Al2 O3 溶胶二次涂层试样表面质量好于一次涂层试样 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,使基体的抗弯强度更高。因此溶胶—凝胶法是陶瓷表面改性的一种有效方法。