铝基体喷涂Al_2O_3-TiO_2/NiCoCrAlY系梯度涂层的抗热震性能

在 ZL104铝合金基体上喷涂了 Al_2O_3-TiO_2/NiCoCrAlY 系梯度涂层和 Al_2O_3-TiO_2非梯度涂层,对这两种试样进行了室温400℃冷热循环试验,以研究涂层的抗热震性能和热震失效机制。结果表明:Al_2O_3-45%TiO_2与基体热膨胀系数的差异所产生的热应力是热震过程中涂层剥落的主要原因,涂层成分的梯度变化缓解了热应力,提高了抗热震失效能力;在热震循环过程中试样的弯曲是由基体和涂层材料膨胀系数、导热系数的差异以及铝基体的塑性变形造成的,这种变形使涂层产生残余拉应力,降低了涂层的抗热震性能。

过渡材料对等离子喷涂Al_2O_3梯度陶瓷涂层性能影响

针对Al2O3陶瓷涂层结合强度低、孔隙率高的实际,选择NiAl金属间化合物和金属铜粉作为过渡材料,利用等离子喷涂制备Al2O3梯度陶瓷涂层,并对梯度涂层进行组织形貌观察,测试结合强度和孔隙率。结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征,NiAl和Cu是金属基体与Al2O3涂层之间过渡层的理想材料,可以有效地提高涂层的结合强度,而Cu-Al2O3梯度涂层又比NiAl-Al2O3梯度涂层结合强度高;梯度涂层的孔隙率远低于双涂层的孔隙率,在Cu-Al2O3梯度涂层中随AlO含量的增加,涂层的孔隙率降低,而且孔隙率低于NiAl-AlO梯度涂层。

激光熔覆法纳米Fe_3Al/Al_2O_3梯度涂层在钢板上的应用研究

利用激光熔覆法在45#钢板上制备了纳米Fe3Al/Al2O3梯度涂层。利用扫描电镜对涂层微观结构进行表征,用HDX-l000数字式显微硬度计测试梯度涂层的显微硬度,用MM200磨损实验机进行干滑动磨损试验,用焊点热电偶法测试涂层材料的热障性能,进行抗热震试验以反映和表征梯度涂层材料的界面结合强度和耐久性。实验结果表明:所制得梯度材料的组成、结构和性能均呈梯度变化,硬度、耐磨性、热障性能、耐氧化腐蚀性能均有显著提高,具备涂层材料的功能优势,梯度涂层材料抗热震性优良,提高了涂层结合强度,从而可保障功能梯度材料作为工程材料的可靠性和耐久性。

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。

等离子喷涂镍基Al_2O_3梯度涂层的组织与结合性能

采用大气等离子喷涂在不锈钢表面制备镍基Al2O3梯度陶瓷涂层和双层陶瓷涂层,研究涂层的显微组织和结合性能。结果表明:梯度涂层结构紧凑,层状结构明显,孔隙率低,稀土氧化物对梯度涂层微观结构和结合强度改善起到一定作用。梯度涂层比双层结合强度高,双层涂层在打底层与基体间断开,而梯度涂层断层在第4层,梯度涂层拉断层层面凹凸不平,由原来等离子喷涂粒子相互交叉堆叠部分、陶瓷相脆性断裂和少数金属相塑性变形组成。

Al_2O_3梯度陶瓷涂层高温抗氧化性能的研究

主要研究了 Al2 O3耐热梯度陶瓷涂层的抗氧化性能并与相应的 Zr O2 耐热涂层进行了比较。在 80 0℃和 1 0 0 0℃氧化实验结果表明 :Al2 O3涂层的抗氧化性能优于相应的 Zr O2 涂层 ;涂层的孔隙率 ,尤其是通孔率是影响涂层抗氧化性能的关键因素 ,此外 。

真空热处理对冷喷涂Ni-Al_2O_3复合涂层组织与显微硬度的影响

采用冷喷涂制备了Ni-Al2O3复合涂层,并通过真空热处理改善了Ni-Al2O3复合涂层的组织与性能。结果表明,后热处理可使涂层与基体发生冶金结合,同时热处理态涂层的孔洞缩小、层间裂纹间隙有闭合趋势,涂层更致密。但热处理对Al2O3颗粒的尺寸、分布及形貌几乎没有影响。同时热处理态涂层断口表现出韧性断裂特征,基体颗粒之间以及基体与增强体之间的结合增强。热处理后涂层硬度降低为(98.2±19.2)HV0.2,涂层韧性得到提高。

Fe-Al/Al_2O_3功能梯度涂层材料研究现状及展望

对Al2 O3陶瓷和Fe Al金属间化合物及其复合材料作了总结分析 ,综述了Fe Al/Al2 O3功能梯度涂层材料设计的现状 。

金属表面Ni/Al-13wt%TiO_2/Al_2O_3梯度复合陶瓷涂层的腐蚀行为

为了解决陶瓷涂层中的通孔问题 ,把复合材料与梯度材料的概念应用到陶瓷涂层 ,采用等离子喷涂技术在Q2 3 5钢表面形成Ni/Al-13wt %TiO2 /Al2 O3 梯度复合陶瓷涂层 ,对其在沸腾的 5 %HCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明 ,Ni/Al -13wt%TiO2 /Al2 O3 梯度复合陶瓷涂层中的通孔率较单一层Al2 O3 陶瓷涂层显著降低 ,带有该梯度复合陶瓷涂层试样的耐蚀性明显提高 ,该涂层腐蚀

Fe/Al_2O_3梯度涂层的制备与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺制备钢基Fe/Al2O3梯度涂层复合材料,并对其性能进行分析。结果表明：Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的界面结合强度较高,达21.2MPa;涂层与基体以及涂层与涂层之间没有明显的界面,实现了良好结合。涂层的表面硬度要比钢基体高4-5倍;Fe/Al2O3梯度涂层主要由α-Al2O3、AlFeO3、Al2Fe2O3和Al3Fe5O3物相组成。

用BP神经网络模型预测Ni-Al_2O_3复合涂层Al_2O_3粒子复合量研究

运用人工神经网络技术建立一个结构为4×9×1型的BP神经网络模型,用该模型对Ni-Al_2O_3复合涂层中Al_2O_3复合量进行预测研究,并用XRD衍射仪和原子力显微镜(AFM)对Ni-Al_2O_3复合涂层的Al_2O_3复合量和立体形貌进行分析。结果表明,当隐含层数为9个时,BP神经网络的均方根误差最小(1.13%),BP神经网络的拟合相似度R=0.99937,这表明BP神经网络模型能够较好的预测涂层Al_2O_3复合量。当占空比60%、阴极电流密度4A/dm^2、p H值4、镀液温度55℃时,Ni-Al_2O_3复合涂层结构密实,结晶细致。

不同电流下等离子喷涂Ni-Al/Al_2O_3涂层性能影响试验

采用普通大气等离子喷涂方法制备了Ni-Al/Al2O3涂层,对三种电流参数制得的涂层的显微硬度进行了分析和比较,并对三种Ni-Al/Al2O3涂层的磨损性能进行了评价。研究结果得出:采用三种电流所制备的涂层均为片层状结构,随电流的增大,涂层的硬度逐渐增大;无论采用三种电流的任何一种电流,涂层的磨损程度都要小于基体的磨损程度,且电流选择越大,涂层的耐磨损性能越高。

HAP-玻璃-α-Al_2O_3复合梯度生物陶瓷涂层的显微结构及其附着强度

利用涂覆烧结法在 α- Al2 O3陶瓷基体表面制备了 HAP-玻璃 (α- Al2 O3)梯度生物活性涂层 ,并研究了涂层组成对显微结构和附着强度的影响。梯度涂层中玻璃组成采用低膨胀低软化温度的 R2 O- Al2 O3- B2 O3- Si O2 系统 ;涂层中的 HAP含量由里到外逐渐增多 ,并在涂层中添加了适量的超细 α- Al2 O3粉体。实验结果表明 ,使用 R2 O-Al2 O3- B2 O3- Si O2 系统玻璃有利于涂层低温烧结和涂层与基体结合 ,在涂层中添加 α- Al2 O3超细粉有利于提高涂层与基体结合强度 ,所制备的梯度涂层与基体的结合强度为 4 8.2 MPa。

不同电流下等离子喷涂Ni-Al/Al_2O_3涂层的组织结构影响研究

在钢铁材料表面喷涂陶瓷涂层是解决钢铁材料耐腐蚀、耐磨损、耐高温的有效途径,等离子喷涂技术是实现涂层的有效手段。以Q235钢为基材,以Ni-Al自黏性复合粉末和Al_2O_3陶瓷粉末混合粉末为原始粉料,采用等离子喷涂技术制备了陶瓷复合涂层,研究了电流对涂层组织结构的影响,得到了一些可以借鉴的研究结果。

Nd_2O_3稀土氧化物在生物活性梯度陶瓷涂层中的作用

本文设计了一种生物活性陶瓷梯度涂层,采用宽带激光熔覆技术,在TC4钛合金上制备了含HA+β-TCP活性相的生物陶瓷复合涂层。利用OM、SEM分析技术对复合涂层的显微组织、表面形貌进行了研究;采用模拟体液(SBF)浸泡实验(浸泡7天)考察了生物活性陶瓷梯度涂层的生物活性。结果表明,加入Nd2O3稀土氧化物的生物活性陶瓷梯度涂层具有更好的显微组织,涂层表面粗糙度更大以及涂层表面能够形成更多、更厚的HA+β-TCP的白色球形颗粒,具有更好的生物活性。

Fe_3Al/Al_2O_3梯度复合涂层的摩擦磨损性能

利用等离子喷技术在钢表面制备了Fe3Al/Al2O3梯度涂层以及Fe3Al-Al2O3双层涂层和Fe3Al-Fe3Al/50%Al2O3-Al2O3三层涂层,采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对比考察了涂层摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌.结果表明,梯度涂层成分沿涂层厚度方向存在差异,相应的耐磨性能和磨损机制亦有所不同,梯度涂层的主要磨损机制包括颗粒脱落、裂纹萌生与扩展、微区脆裂层状脱落、塑性变形和粘着损伤等.

激光熔覆SiO2/La2O3梯度生物陶瓷涂层生物活性研究

目的研究SiO_2含量对钛合金表面激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响。方法利用激光熔覆技术,采用梯度成分设计思想,固定涂层中稀土氧化物La_2O_3的添加量,在钛合金TC4表面制备了掺杂不同含量SiO_2的梯度生物陶瓷涂层。采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、噻唑蓝(MTT)及荧光素双醋酸酯(FDA)染色等测试手段,研究了SiO_2含量对激光熔覆制备梯度涂层的组织结构和生物活性的影响。结果 SiO_2在激光熔覆过程中可以降低梯度生物陶瓷涂层的开裂敏感性,并起到细化晶粒的作用。当SiO_2掺杂量为2.5%时,激光熔覆过程中诱导合成的HA+CaTiO_3数量最大;当SiO_2掺杂量为7.5%时,模拟体液(SBF)实验表明,涂层的矿化沉积能力最强。MTT测试表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层细胞增殖数量的OD值最大,细胞能够紧贴涂层表面生长。FDA染色分析表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层上细胞数量最多,且分布均匀。结论 SiO_2掺杂量深刻影响着生物活性陶瓷相HA和Ca_2SiO_4数量,进而影响生物陶瓷涂层的生物活性。SiO_2掺杂量为7.5%的涂层具有最佳的生物相容性及生物活性。

阴极等离子电解沉积Ni和Ni-Al_2O_3纳米涂层

采用电极移动液流式阴极等离子电解在304不锈钢基体上沉积Ni和Ni-Al2O3纳米涂层,研究了溶液组成和电参数对Ni和Ni-Al2O3涂层结构和性能的影响。涂层形貌观察表明,阴极等离子电解沉积的Ni和Ni-Al2O3涂层具有熔融后快速凝固的特征,涂层与基体具有冶金结合。根据XRD的衍射峰宽计算了涂层的晶粒尺寸,结果表明制备的涂层具有纳米结构。元素分析结果证明,Ni-Al2O3涂层中含有少量的纳米Al2O3颗粒,且表面的Al2O3含量比涂层中高。纳米Al2O3颗粒弥散在Ni中显著提高了涂层的显微硬度和耐磨性能。

热喷涂NiCr/纳米(ZrO_2+8%Y_2O_3)梯度涂层的性能研究

针对陶瓷涂层与基体结合强度低、易产生裂纹和剥落的现象,进行了抗高温氧化耐磨损梯度涂层的设计。采用热喷涂技术在45钢基体表面制备由面层[纳米(ZrO2+8%Y2O3)]和中间层(NiCr)组成的梯度涂层,利用扫描电镜(SEM)、测定结合强度、测定显微硬度、X射线衍射等方法研究涂层的性能。结果表明:NiCr/纳米(ZrO2+8%Y2O3)梯度涂层显微组织结构致密,与NiCr合金涂层和纳米(ZrO2+8%Y2O3)陶瓷涂层相比,具有更优良的力学性能;梯度涂层的面层有利于提高基体的耐高温、耐磨损性能,而中间层则有利于改善基体的抗高温氧化性能。

La_2O_3和Sm_2O_3的含量对宽带激光熔覆生物活性梯度涂层的生物活性的影响

为了提高宽带激光熔覆生物活性涂层的生物活性,添加了两种稀土氧化物,分别是Sm2O3,La2O3,实验结果表明,当稀土氧化物添加量为0.6wt.%La2O3和0.4wt.%Sm2O3时,HA和TCP的生成量是最多的。将样品放入模拟体液中培养14天之后,通过SEM和EDS检测出当稀土氧化物添加量为0.6wt.%La2O3和0.4wt.%Sm2O3时,涂层中的Ca-P的含量是最高的并且表面陶瓷层覆盖完整。故当稀土氧化物添加量为0.6wt.%La2O3和0.4wt.%Sm2O3时,涂层的生物活性较好。