陶瓷基体热喷涂涂层的研究进展

由于表面改性的需要,陶瓷基体对热喷涂涂层方案的需求也在日益增加。根据基体结构和性能的不同,需要开发特殊的基体相关的制备概念。本文展示一些在烧结氮化硅和AlN陶瓷上沉积涂层的概念。使用传统的喷砂工艺处理的基体近表面区域粗糙度低并会带来损害。作为替代方法 ,激光刻蚀被用来改变陶瓷基体的热喷涂表面特性。通过选择适当的激光刻蚀参数和喷涂方法,成功地制备了与陶瓷基体具有良好结合性能的大气等离子喷涂(APS)和悬浮液超音速火焰喷涂(suspension-HVOFAl2O3)涂层。

通过热喷涂进行陶瓷功能化的表面处理

致密烧结技术(处理)的陶瓷需要特殊表面处理才可以进行热喷涂。喷砂处理会引起界面损伤,导致粘结缺陷。相反,通过改变激光参数条件,可以产生不同的激光结构化的表面,其表面粗糙度Rz值在40μm范围内,并且可以得到厚度和粘结性良好的涂层。因此,激光烧蚀被认为是陶瓷基体表面处理的最佳方法。多孔陶瓷(包括预烧结陶瓷)基体的制备是否可以省略,取决于孔隙率水平。陶瓷孔隙率能达到60%的可由大气等离子喷涂制备,而孔隙率达到30%的可以用高超音速火焰喷涂。将要被喷涂的预烧结陶瓷部件(未经表面处理),经过基体与涂层的共烧结,使新型陶瓷元件的开发成为可能。

热喷涂法制备热电发电机技术

热喷涂技术可以应用于热电发电机(TEG)的制备,是一项非常有前景的节能技术,能加强热电发动机大表面和高温服役下的废热回收,但目前受到材料和制备技术方面的限制。制备TEG至少需要四种材料,以热喷涂方法制备成复合涂层。涂层包括电绝缘体层、导电层、p型/n型半导体热电活性材料层。本文应用APS,HVOF和HVAF三种热喷涂方法探讨了TEG的制备技术。技术难点在于达到涂层之间的有效结合,其中以陶瓷涂层上喷涂金属涂层的难度最大。应用热喷涂技术制备TEG时,应保证复合涂层的某些涂层位于同一高度水平,例如n型和p型半导体层。因此,可以通过优化复合涂层中各种材料服役性能,制备适当的模具,以满足TEG制备的各项技术要求。