转移法火焰喷涂静电屏蔽涂层

叙述了转移法火焰喷涂碳纤维增强复合材料零件表面静电屏蔽涂层工艺及模具上分离膜的制备方法，试验通过在碳纤维预浸料固化时分离膜上的静电屏蔽涂层，涂层完整转移至复合材料零件表面，涂层结合牢固，涂层表面光滑平整，与复合材料零件成为一个整体，并且不改变零件外形的完整性，不影响构件的空气动力学特性。所制备的铝涂层具有良好的静电屏蔽和导电性能，电阻值可控制在0．5～1．3mn，涂层与复合材料基体间结合强度＞20MPa，完全能满足现代飞机结构对碳纤维增强复舍材料的表面涂层性能要求。

轴向送粉等离子喷涂纳米氧化铬涂层的结构与性能

普通等离子喷枪外径向送粉,粉末利用率低,采用轴向送粉等离子喷涂系统在不锈钢上制备了纳米氧化铬涂层。测试了涂层的硬度及结合强度;应用SRV振动摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能;通过金相、场发射扫描电子显微镜及X射线衍射对涂层的形貌及组织结构进行了研究。结果表明,与普通氧化铬涂层相比,纳米氧化铬涂层的硬度及结合强度更高、摩擦系数更低、抗摩擦磨损性能更好。

等离子喷涂ZrO_2热障涂层热冲击破坏研究

对比研究了等离子喷涂ZrO2梯度热障涂层及传统的双层结构热障涂层,选择NiCoCrAlTaY合金粉末作为热障涂层的粘结底层材料、7 %Y2O3 ZrO2作为热障涂层的面层材料、不同比例的NiCoCrAlTaY与7 %Y2O3 ZrO2(YPZ)复合粉末作为梯度过渡层材料, 然后进行热冲击试验、金相分析及扫描电子显微镜形貌分析,结果表明梯度热障涂层热冲击寿命明显高于传统的双层结构热障涂层。

航空表面涂层技术的应用与发展

航空表面涂层技术是航空制造技术的重要组成部分,涂层材料与涂层制造技术创新对提高航空零部件产品性能、降低能源消耗、提升产品可靠性及服役寿命具有重要意义。主要对涉及航空工业领域热障涂层、复合材料表面环境障涂层、高温可磨耗封严涂层及纳米涂层技术的应用现状与研究进展进行了阐述。

等离子喷涂Sc_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2热障涂层组织结构和性能研究

采用化学共沉淀-煅烧法制备了7.1mol%Sc2O3 ～ 1.5mol%Y2O3-ZrO2（ScYSZ）设计成分复合陶瓷原粉,将该原粉经团聚造粒和高温烧结处理,使粉末流动性及松装密度满足等离子喷涂工艺要求.经大气等离子喷涂制备了超高温热障涂层.采用场发射扫描电子显微镜、X- 射线衍射对粉末组织结构、形貌进行了测试,并进行了涂层组织结构、高温相稳定性、隔热性能、热冲击性能及抗氧化性能进行了测试分析.结果表明所制备的ScYSZ团聚粉末在1200℃烧结处理2h 后,粉末呈球形、流动性好,满足等离子喷涂工艺要求.ScYSZ 粉末及其涂层室温均呈单一四方结构,1500℃热处理300h 后,ScYSZ 涂层无单斜相出现,具有非常优秀的高温相稳定性.在900℃～ 1500℃温度测量范围内,等离子喷涂ScYSZ 涂层的热导率为0.93 ～ 1.19W/m·K,明显低于目前广泛应用的等离子喷涂Y2O3-ZrO2 涂层的热导率（1.2 ～ 1.5W/m·K）.Sc2O3 的加入在提高了热障涂层的高温相稳定性的同时,也显著提高了涂层的隔热性能及抗热冲击性能,Sc2O3-Y2O3-ZrO2 很有希望成为1500℃使用的超高温热障涂层材料.

等离子喷涂参数对热障涂层热冲击性能的影响

介绍了ZrO2热障涂层的等离子喷涂工艺及热冲击性能试验,通过不同工艺参数下的等离子喷涂工艺试验、金相分析、热冲击试验及扫描电子显微镜形貌分析,论述了喷涂电流及等离子气体流量对涂层热冲击性能的影响和试验结果对等离子喷涂ZrO2热障涂层的参数优化的重要意义。

等离子喷涂纳米热障涂层的微观结构特性与性能

热障涂层（TBCs）是由抗高温氧化腐蚀的金属粘结底层和隔热的陶瓷面层构成的复合功能涂层，主要用来为在高温热气流条件下工作的涡轮发动机叶片、燃烧室等热端部件提供高温隔热保护，从而显著降低热端部件的基体温度。采用TBCs不仅能使高温部件材料承受更高的使用温度，进一步提高发动机的工作温度和性能，同时可使发动机寿命和可靠性显著提高，具有极其重大的军事和经济价值。

等离子喷涂Sc_2O_3、Gd_2O_3和Y_2O_3复合稳定ZrO_2热障涂层相稳定性及导热性研究

采用化学共沉淀-煅烧法制备了Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2陶瓷原粉,陶瓷原粉经球磨、团聚造粒和烧结处理后得到适于等离子喷涂工艺的热喷涂粉末。测试分析了Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2热喷涂粉末微观形貌、流动性及其等离子喷涂涂层的相稳定性及导热性。结果表明Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2材料及其等离子喷涂涂层具有优异的高温相稳定性,即使在1400℃热处理500小时依然呈四方相结构、无单斜相出现,涂层热导率比单一Y2O3稳定ZrO2涂层明显降低,Sc2O3、Gd2O3和Y2O3复合稳定ZrO2可以用作新型超高温热障涂层材料。

液相等离子喷涂La_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2涂层的组织结构与性能

采用一定化学配比的ZrOCl2·8H2O、YCl3和LaCl3三种盐溶液合成前驱体溶胶作为等离子喷涂液体喂料,制备二元稀土氧化物氧化镧与氧化钇共稳定的氧化锆陶瓷涂层,并测试分析了该涂层的组织结构、高温相稳定性及隔热性能。结果表明,氧化镧与氧化钇共稳定的氧化锆陶瓷涂层具有良好的隔热性能及高温相稳定性。

高温耐磨涂层的激光喷涂技术

本文讨论了DZ4合金基体材料上CoCrW及CoCrW+WC粉末的CO_2激光喷涂技术及涂层组织性能。试验表明,将粉末连续均匀地以一定角度送入激光束照射基体所产生的熔池中,并选择适当的激光功率密度、粉末输送速率及扫描速度,可以获得满意的涂层效果。

激光表面熔覆高温耐磨涂层的研究

本文研究了DZ4合金基体材料上的等离子喷涂CoCrW+WC高温耐磨涂层的CO_2激光重熔工艺及重熔层的组织性能。试验证明,随着基体熔化深度的增加,重熔层的稀释度上升,硬度下降,通过选择适当的激光功率密度及扫描速度可获得较好的效果。

DZ22小孔旁疲劳裂纹扩展的试验研究

研究了ＤＺ２２合金带小孔试样的疲劳裂纹扩展过程，给出了孔旁裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ与应力强度因子ΔＫ之间关系的试验曲线，并对断口形貌进行了分析。

高温封严涂层材料的基本性能研究与评价

为了提高飞机发动机用封严涂层的使用温度，适应发动机的迅猛发展，对能够在高温条件下使用的封严涂层材料进行了研究，自行设计制备了可磨耗封严涂层团聚粉末材料，使用等离子喷涂工艺成功制备了P7268涂层，随后对研制的在1000℃以上环境使用的高温封严涂层P7268的基本性能进行探讨，并对涂层在1000℃的高温稳定性和1000℃～室温抗热震性能进行了试验。测试发现，P7268涂层在所测试温度具有良好的高温稳定性，具有较小的硬度变化，并且涂层的抗热震性能可以达到耐冷热循环50次。

热障涂层用La2O3、Y2O3共掺杂ZrO2陶瓷粉末的制备及其相稳定性

采用反向化学共沉淀法制备了热障涂层用La2O3-Y2O3-ZrO2(LaYSZ)原始复合粉末,将原始粉末团聚造粒和热处理后得到适于等离子喷涂的团聚粉末.采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔流速计、X射线衍射(XRD)等方法分别对LaYSZ的化学组成、微观形貌、流动性和松装密度、高温相稳定性进行了研究.结果表明:LaYSZ团聚粉末室温呈四方ZrO2结构,在1150℃热处理2h后为致密的球形或近球形颗粒,粉末流动性较好,适于等离子喷涂.LaYSZ团聚粉末在1300℃热处理100h后仍保持单一的四方ZrO2晶型,而8YSZ中有12mol%的四方相转变为单斜相;LaYSZ在1400℃热处理100h后,单斜相含量为2mol%,而8YSZ中单斜相含量达到47mol%,表明La2O3、Y2O3共掺杂稳定ZrO2较单一Y2O3稳定ZrO2具有更好的高温相稳定性.

轴向送粉等离子喷涂制备TiB_2/Al_2O_3复合陶瓷涂层

将Al2O3-30%(质量分数,下同)TiB2的复合粉与10%粒度为80～200nm的Al2O3粉混合,喷雾干燥造粒制备成热喷涂喂料,采用三阴极轴向送粉等离子喷涂系统(Axial-Ⅲ)喷涂沉积TiB2/Al2O2涂层。用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱仪分析涂层物相组成、微观形貌,测试涂层表面显微硬度和Rockwell硬度。结果表明:涂层由α-Al2O3,γ-Al2O3,TiB2和少量TiO2组成;TiB2在涂层中主要以颗粒状形态存在。显微硬度为16.68GPa;涂层表面Rockwell硬度平均值达52.9。

纳米粉末对轴向等离子喷涂TiB2-Al2O3复合涂层的影响

采用三阴极轴向送粉等离子喷涂制备TiB2/Al2O3陶瓷复合涂层,其中一种喷涂粉末是自蔓延高温合成的常规微米级TiB2/Al2O3复合粉末,另一种是由TiB2/Al2O3复合粉掺杂质量分数10%的纳米Al2O3粉经喷雾干燥造粒制备的纳微米结构喂料。比较研究两种涂层的微观组织、耐磨性能,探讨纳米粉末对涂层的影响:扫描电镜、X射线衍射分析涂层微观结构和物相组成;转盘磨损试验测试涂层的耐磨性能。结果显示两种涂层表面洛氏硬度相当,纳米掺杂涂层组织致密性、耐磨性明显高于常规粉末涂层,以及TiB2的氧化产物TiO2含量低于常规粉末涂层。

热喷涂制备TiB_2涂层的研究进展

TiB2具有优良的性能和潜在的应用前景,采用粉末冶金制备致密块体材料的工艺复杂、成本高昂,限制了它的应用。涂层技术则是简化制备工艺、降低制造成本的有效手段。本文综述了热喷涂制备TiB2涂层的工艺特点以及TiB2物理化学特性对热喷涂制备工艺的影响,提出通过粉体复合技术改善TiB2粉体的物性,满足热喷涂工艺要求,从而获得高质量涂层的措施。

钇硅酸盐材料力学性能的第一性原理研究

为深入研究C_f/SiC复合材料钇硅酸盐涂层材料Y_2SiO_5与Y_2Si_2O_7的力学性能,为钇硅酸盐涂层体系的设计提供理论依据,基于第一性原理广义梯度近似,研究钇硅酸盐理想晶体X1-Y_2SiO_5和γ-Y_2Si_2O_7的电子结构、力学性能。结果表明:X1-Y_2SiO_5和γ-Y_2Si_2O_7均为机械稳定结构,X1-Y_2SiO_5与γ-Y_2Si_2O_7的体模量、剪切模量、弹性模量、泊松比分别为112,49,128GPa,0.31和114,55,142GPa,0.29。可见X1-Y_2SiO_5的模量较γ-Y_2Si_2O_7低。同时研究二者理想晶体的韧性、热膨胀系数、残余应力。结果表明:X1-Y_2SiO_5韧性较γ-Y_2Si_2O_7好,热膨胀系数较γ-Y_2Si_2O_7高,残余应力较γ-Y_2Si_2O_7低。

前驱体溶液对液相等离子喷涂ZrO2纳米涂层结构和形貌的影响

以ZrOCl2.8H2O为原料采用溶胶凝胶法配置不同浓度的前驱体,用等离子喷涂法制备了ZrO2涂层。用SEM,XRD分析了涂层的显微组织与晶型结构。结果表明,该方法制得的涂层不具备层状组织结构,涂层断面上均匀地分布大小相近的圆状孔隙。涂层的结晶状况随着前驱体料浆的浓度而变化,浓度太大或太小都给涂层带来不利的影响,实验证明0.8mol/L前驱体料浆制备的涂层结晶状况良好;经计算和表征确定涂层内晶粒在纳米尺寸范围,明显小于常规方法制备纳米涂层的晶粒。

TiB2纳微米结构喂料的制备研究

采用喷雾干燥造粒技术和真空热处理工艺制备了TiB2纳微米结构喂料,用激光粒度仪、扫描电镜、X射线衍射等分析纳微米结构喂料的物理性能和物相组成。结果表明,团聚粉的颗粒形状、粒径分布、流动性等物理性能均满足热喷涂粉末的要求,真空热处理提高团聚粉的致密度;三阴极轴向送粉等离子喷涂TiB2纳微米结构喂料可制备较致密的TiB2复合涂层。