超音速电弧喷涂Monel合金涂层的电化学腐蚀特性

利用超音速电弧喷涂技术制备了Monel合金涂层,采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等分析了涂层的显微结构、成分和相组成,并对涂层的结合强度和耐腐蚀性能进行了测试.研究表明,工艺参数对涂层的显微结构影响较小,局部结合界面区域出现孔隙;涂层主要由镍铜无限固溶相组成;涂层的结合强度和耐蚀性能随着电弧电压的升高而提高,平均结合强度最高达到23.25 MPa.涂层在5%HCl酸性溶液中,H+的浓度与腐蚀速率成正比,电位基本稳定在-400 m V并逐渐下降;在5%Na OH溶液中能很好地保护基体,涂层中的镍优先腐蚀而发生脱镍现象,4 h后腐蚀电位已趋于平衡,约为-300 m V.

超音速火焰喷涂参数及粉末粒度对WC-12Co涂层弹性模量的影响

利用多功能超音速火焰喷涂（HVO-AF）焰流温度的特点（1400～2800℃）分别在三种条件下（HVOF,HVO-AF和HVAF）制备WC-12Co涂层。用Knoop压痕法对涂层的弹性模量进行测试,并测量涂层的显微硬度。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）探讨涂层的显微结构、成分和相组成。结果表明：与微米结构涂层相比,纳米结构涂层组织均匀、致密,孔隙率低,显微硬度与弹性模量均大幅提高,其中HVO-AF状态下制备的纳米结构WC-Co涂层平均硬度与弹性模量最高,分别为1515MPa和308GPa,而HVOF与HVAF状态下的纳米WC-Co涂层平均硬度与弹性模量分别为1390MPa,286GPa和1469MPa,270GPa;HVO-AF状态下的微米结构涂层平均硬度与弹性模量为1065MPa和242GPa。在HVO-AF状态下,焰流温度适中,可有效控制纳米WC-12Co粉末的分解,测得的涂层弹性模量最高。

粉末粒度对HVOF制备WC-12Co涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在45钢基体表面制备三种不同粒度的WC-12Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等仪器对涂层的组织结构与性能进行分析,研究了粉末粒度对涂层表面性能的影响。结果表明:随粉末粒度的减小,涂层致密度和显微硬度明显提高,WC分解逐渐增多,出现了微量的W2C和Co6W6C。微纳米复合粉末制备的WC-12Co涂层表现出了较好的性能。

等离子体射流特性分析

通过构建等离子体数字测控系统,测量了等离子体发生器不同工况下的工作参数,包括工作气体流量、冷却水温升、弧电压与弧电流等。运用能量平衡原理,计算了等离子体发生器出口射流平均焓值、平均温度及其分布。结果表明,在等离子体发生器的出口处,射流温度呈抛物线分布,增加主气气体流量,射流焓值与温度呈下降趋势,而添加氢气为辅助工作气体时,射流焓值与温度将会得到显著提高。

C/C复合材料烧蚀试验及烧蚀机理研究

研制了一种基于氧-煤油燃气的烧蚀试验系统,利用该系统对C/C复合材料进行烧蚀试验,并对样品的烧蚀率及微观形貌进行测试和分析。经过数值计算,在试验条件下,射流在出枪处速度为2 105.0 m/s、温度为2 928.0 K,到达样品时的速度为1 036.6 m/s、温度为1 802.9 K时,能够模拟固体火箭发动机喷管喉衬所受的热环境。试验表明,在相同的条件下,加入粒子会大幅提高样品的烧蚀率,线烧蚀率增加了5倍,质量烧蚀率增加了13倍;烧蚀角度变为30°时,线烧蚀率下降一半,质量烧蚀率基本不变。通过分析样品的微观形貌图,得知热化学烧蚀、气流的机械剥蚀效应、粒子的侵蚀及烧蚀角度是影响烧蚀的主要因素。