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大气等离子喷涂YSZ涂层中CMAS渗透行为分析 被引量:2
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作者 丁坤英 李志远 +1 位作者 王璐璐 董仲伸 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期370-379,共10页
目的建立大气等离子制备的热障涂层的结构特征与高温环境中CMAS渗透速率之间的定量关系,分析微裂纹、孔洞等缺陷对渗透行为的影响。方法利用大气等离子喷涂方法制备ZrO_(2)-8%Y_(2)O_(3)(YSZ)涂层。用摩尔比为45SiO_(2)︰33CaO︰13AlO_(... 目的建立大气等离子制备的热障涂层的结构特征与高温环境中CMAS渗透速率之间的定量关系,分析微裂纹、孔洞等缺陷对渗透行为的影响。方法利用大气等离子喷涂方法制备ZrO_(2)-8%Y_(2)O_(3)(YSZ)涂层。用摩尔比为45SiO_(2)︰33CaO︰13AlO_(1.5)︰9MgO的CMAS涂覆涂层表面,在1200℃条件下进行CMAS渗透试验。通过SEM、EDS、XRD对涂层微观结构和物相进行测试,并通过图像分析处理软件计算涂层的孔隙率,分析孔径的分布规律。测量CMAS渗透速率,分析涂层结构对渗透速率的影响,改进CMAS理论渗透速率计算方法。结果熔融态的CMAS能够快速渗透涂层,使得涂层的孔隙率由12.8%降至4%。YSZ涂层中直径大于3μm的孔隙不易被填充。把有效孔隙率引入到CMAS渗透速率的计算中,可以将计算结果与实测结果之间的偏差降至5%以内。CMAS渗透后30 min内,YSZ未发生明显的相变,40 min后发现涂层出现腐蚀现象。结论大气等离子喷涂YSZ涂层中微裂纹的直径尺寸影响CMAS渗透速率,而曲折程度对渗透速率的影响较小。直径较小的裂纹能够加速渗透,直径较大的孔洞可以阻碍CMAS的渗透。由于大气等离子喷涂YSZ中存在大量直径较小的微裂纹,使得高温环境中CMAS能够在较短时间内渗透YSZ涂层,使涂层出现致密化。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 热障涂层 CMAS 渗透行为 微观结构 孔隙直径
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Y_(2)O_(3)含量对大气等离子喷涂Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构和力学性能的影响
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作者 马文强 赵晓琴 +4 位作者 安宇龙 卜珍宇 孙初锋 周惠娣 陈建敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期208-216,共9页
目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。... 目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。利用SEM、EDS对粉末以及不同涂层的形貌、组织结构、元素分布进行分析。使用XRD表征粉末和涂层的物相。使用显微硬度仪、纳米压痕测试仪和电子万能试验机对涂层的显微硬度、弹性模量以及断裂韧性等力学性能进行测试分析。结果Al_(2)O_(3)喷涂粉末的物相由α-Al_(2)O_(3)组成,而喷涂得到的Al_(2)O_(3)涂层则由α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)组成。加入Y_(2)O_(3)后,对复合涂层中γ-Al_(2)O_(3)的生成有一定的抑制作用。随着喷涂粉末中Y_(2)O_(3)含量的增多,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层表面未充分熔融的颗粒逐渐增加,复合涂层的孔隙率也越来越大,掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的孔隙率最低,涂层最致密。Al_(2)O_(3)涂层具有最高的显微硬度值(1209HV0.3)和弹性模量(227 GPa)。随着Y_(2)O_(3)含量的增加,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的显微硬度与弹性模量逐渐降低。Al_(2)O_(3)-10%Y_(2)O_(3)复合涂层的弹性恢复率高达48.3%,并且其断裂韧性及抗塑性变形的能力也最好。结论掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层具有最致密的微观组织结构,其综合力学性能最好。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层 孔隙率 微观结构 力学性能
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大气等离子喷涂Y_(3)Al_(5)O_(12)/Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的CMAS腐蚀抗力
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作者 李捷 罗志新 +3 位作者 崔阳 张广珩 孙鲁超 王京阳 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期671-680,I0001,I0002,共12页
探索能够有效抵抗1300℃及以上温度钙镁铝硅酸盐(Calcium-Magnesium-Aluminum-Silicate,CMAS)腐蚀的新材料是近年来先进航空发动机用环境障涂层研究的重点任务。本工作围绕具有超强CMAS腐蚀抗力的YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3)体... 探索能够有效抵抗1300℃及以上温度钙镁铝硅酸盐(Calcium-Magnesium-Aluminum-Silicate,CMAS)腐蚀的新材料是近年来先进航空发动机用环境障涂层研究的重点任务。本工作围绕具有超强CMAS腐蚀抗力的YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3)体系,采用大气等离子喷涂(Atmospheric Plasma Spraying,APS)技术制备了具有共晶成分的YAG/Al_(2)O_(3)涂层。通过在1100、1300和1500℃对制备态涂层进行热处理,获得了具有不同微观结构的YAG/Al_(2)O_(3)涂层。利用不同表征手段研究了YAG/Al_(2)O_(3)涂层抵抗1300℃CMAS腐蚀的性能及微观结构对涂层腐蚀抗性的影响。研究结果发现,经不同温度热处理的YAG/Al_(2)O_(3)涂层与CMAS的反应产物均为石榴石结构固溶体、CaAl_(2)Si_(2)O_(8)和Ca_(2)MgSi_(2)O_(7)。腐蚀机制研究发现,1100℃热处理YAG/Al_(2)O_(3)涂层与CMAS反应界面的近连续分布石榴石固溶体层可有效阻隔CMAS腐蚀元素的扩散;1500℃热处理YAG/Al_(2)O_(3)涂层晶粒尺寸的增加及晶界数量的减少可降低涂层材料在CMAS中的溶解速率,二者均可通过影响腐蚀过程中的离子传输速率而影响各生成物的竞争析出,进而提升涂层的CMAS腐蚀抗力。本工作为YAG/Al_(2)O_(3)涂层热处理工艺优化提供了借鉴,并为通过微观结构优化调控YAG/Al_(2)O_(3)涂层的CMAS腐蚀抗力提供了新思路。 展开更多
关键词 YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3) 大气等离子喷涂 环境障涂层 CMAS腐蚀抗力 晶界腐蚀 热处理温度
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等离子喷涂YSZ热障涂层的工艺研究 被引量:1
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作者 李荣斌 邢悦 +1 位作者 张志玺 何峰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期217-229,共13页
目的优化大气等离子喷涂工艺,提高热障涂层的耐腐蚀性能与热循环寿命。方法设计正交试验,制备出不同工艺参数的YSZ涂层。用共聚焦显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对涂层的表面粗糙度、表面与截面形貌、元素组成与分布进行表征,用Image... 目的优化大气等离子喷涂工艺,提高热障涂层的耐腐蚀性能与热循环寿命。方法设计正交试验,制备出不同工艺参数的YSZ涂层。用共聚焦显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对涂层的表面粗糙度、表面与截面形貌、元素组成与分布进行表征,用ImageJ软件分析涂层的孔隙。根据试验数据优化工艺参数,对比分析工艺优化前后涂层的耐腐蚀性与热循环寿命。对涂层进行热震水淬试验,分析涂层的热震寿命与失效行为。结果不同工艺下制备的涂层在孔隙、耐熔盐腐蚀与热循环寿命方面存在明显差异,工艺参数W3X3Y1Z3组合为优化出的喷涂工艺。采用优化后工艺所制备的涂层TBC-1,孔隙率为9.65%,平均孔隙尺寸为6.18μm^(2),未观察到明显的大孔与裂纹。涂层表面粗糙度为3.48μm,粉末熔化状态较好。热腐蚀之后,涂层截面熔盐元素V的质量分数为2.03%,无熔盐积聚现象。涂层经20次热腐蚀与热冲击联合试验后,质量损失率为0.25%,表面完整,无明显剥落。TBC-1在热震试验中的失效形式为涂层大面积剥落,失效次数为172次。结论等离子喷涂的工艺参数对涂层的综合性能有重要影响,涂层中较大的裂纹和孔隙可作为熔盐的渗透途径,加速涂层的腐蚀,同时使热循环寿命变差。经优化后工艺制备的涂层,内部孔隙分布均匀,且平均孔隙尺寸较小,表现出良好的耐腐蚀性与热循环寿命。涂层中热生长氧化物(TGO)的生长应力、陶瓷层与黏结层的热失配应力是涂层中裂纹扩展和涂层失效的重要原因。 展开更多
关键词 等离子喷涂 ysz热障涂层 工艺优化 孔隙 热腐蚀 热循环寿命
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大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层
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作者 杨壮壮 刘太楷 +5 位作者 文魁 宋琛 张留艳 邓畅光 邓春明 刘敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期175-183,共9页
目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通... 目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加,在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相,获得高电导率尖晶石涂层,并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征,揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果 800℃热处理后涂层明显致密化、均匀化,涂层主相为Cu_(x)Mn_(3-x)O_(4)(x=1,1.2,1.4)和MnCo_(2)O_(4);在基体和涂层的界面处存在Cr富集,800℃氧化10h后,含Cu量12%(质量分数)的试样面比电导最高;氧化100h后,面比电导有所下降,含Cu量12%(质量分数)试样仍具有最高的面比电导;经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品,其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散,氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大,800℃时Cu含量为12%(质量分数)的样品电导率可达93.15S/cm。结论 尖晶石涂层可通过APS制备的金属涂层经热处理后获得;涂层的相组成可以通过金属粉末成分进行调控;Cu的添加有效提高了涂层的电导率,且随Cu含量的增加而增大;经还原处理后的涂层更加致密,但导电性低于未还原样品。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 连接体防护 尖晶石涂层 MnCoCu涂层 电导率
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等离子喷涂Cr_(2)O_(3)/8YSZ复合涂层微观组织及抗热冲击性能研究
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作者 袁湖川 孙登月 +2 位作者 孟庆栋 田招刚 孙振宇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期625-633,共9页
为了探究Cr_(2)O_(3)/8YSZ复合涂层高温性能,利用等离子喷涂技术在Q235钢表面制备了4种不同混合比例的Cr_(2)O_(3)/8YSZ复合涂层(8YSZ含量分别为50%,30%,20%,0%)。通过热场发射扫描电镜对涂层的形貌进行SEM表征并对涂层的截面元素分布进... 为了探究Cr_(2)O_(3)/8YSZ复合涂层高温性能,利用等离子喷涂技术在Q235钢表面制备了4种不同混合比例的Cr_(2)O_(3)/8YSZ复合涂层(8YSZ含量分别为50%,30%,20%,0%)。通过热场发射扫描电镜对涂层的形貌进行SEM表征并对涂层的截面元素分布进行EDS线扫,采用X射线衍射仪分析复合涂层的物相组成,利用表面轮廓仪测量了复合涂层的表面粗糙度,使用全自动显微维氏硬度计对涂层的显微硬度进行测量,采用划痕仪对涂层的抗划伤性能进行对比,利用Gleeble-3800热物理实验模拟机对涂层的抗热冲击性能进行测试,并对热冲击之后的截面形貌进行观察分析。结果表明,当Cr_(2)O_(3)与8YSZ比例为7∶3时,由于8YSZ对垂直裂纹的偏转作用以及涂层内部存在的孔隙和裂纹对热应力的释放作用,该样本涂层具有较好的抗热冲击性能。 展开更多
关键词 等离子喷涂 Cr_(2)O_(3) 8ysz 复合涂层 抗热冲击性能
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添加WC颗粒对镁合金表面等离子喷涂Al基涂层耐腐蚀和耐磨损性能的影响
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作者 Haroon RASHID 雒晓涛 +2 位作者 董昕远 张黎 李长久 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期2275-2288,共14页
常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护,因此,采用大气等离子喷涂,实现粒子间的冶金结合,制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。结果表明,由于WC颗粒中C元素的去氯效应,以及超高温熔滴(&... 常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护,因此,采用大气等离子喷涂,实现粒子间的冶金结合,制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。结果表明,由于WC颗粒中C元素的去氯效应,以及超高温熔滴(>1800℃)间的自冶金结合,在最优等离子喷涂条件下制备出无氧化物杂质的涂层。涂层的致密结构使其表现出优异耐腐蚀性能,其腐蚀电流密度比镁合金基体降低4个数量级,比纯铝块材降低2个数量级。WC硬质颗粒的添加使Al-WC复合涂层的耐磨损性能相较纯Al块材提高1个数量级。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Al-WC涂层 自冶金结合 去氧效应 耐腐蚀性 耐磨性
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等离子喷涂硅酸盐搪瓷涂层及其热循环行为研究
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作者 杨均 姚青 +3 位作者 李怀峰 卞清 裴妍娜 薛召露 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2024年第2期76-83,共8页
[目的]硅酸盐搪瓷涂层在冷热循环过程中的失效行为很少受到关注。[方法]采用喷雾造粒与烧结相结合的方式制备了多组分硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料,随后采用大气等离子喷涂技术在12CrMoV合金钢表面制备了SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)CO_(3... [目的]硅酸盐搪瓷涂层在冷热循环过程中的失效行为很少受到关注。[方法]采用喷雾造粒与烧结相结合的方式制备了多组分硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料,随后采用大气等离子喷涂技术在12CrMoV合金钢表面制备了SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)CO_(3)-CaO基硅酸盐搪瓷涂层,研究了该涂层的微观组织和在700℃下的水淬热震循环行为。[结果]硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料呈球形,粒径分布在20~60μm之间。等离子喷涂硅酸盐涂层呈明显的堆叠层状铺展沉积,表面较为粗糙,其内部虽然存在一定数量的闭孔,但整体较为致密,除了含有一定数量的非晶相,还有SiO_(2)、Al_(2)SiO_(5)和Ca_(2)MgSi_(2)O_(7)晶相。该涂层在700℃水淬热震循环145次后发生部分脆性剥落。[结论]热震循环过程中发生的金属基体氧化、晶相分解,以及冷热交变循环等因素产生的热应力可能是导致涂层失效的原因。 展开更多
关键词 合金钢 硅酸盐搪瓷涂层 大气等离子喷涂 喷雾造粒 热循环 微观结构
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大气等离子喷涂羟基磷灰石涂层的工艺参数优化 被引量:2
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作者 孙绪民 李丽 +3 位作者 刘宪福 蒋盟 王文成 刘在超 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2023年第2期26-31,共6页
采用大气等离子喷涂工艺在Ti–6Al–4V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层。通过正交试验考察了喷涂电流、喷涂距离和次气(氢气)流量对HA涂层结合强度和显微硬度的影响。结果表明,当喷涂电流为700 A,次气流量为9 L/min,喷涂距离为120 mm时,... 采用大气等离子喷涂工艺在Ti–6Al–4V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层。通过正交试验考察了喷涂电流、喷涂距离和次气(氢气)流量对HA涂层结合强度和显微硬度的影响。结果表明,当喷涂电流为700 A,次气流量为9 L/min,喷涂距离为120 mm时,涂层品质最好。采用扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、接触角测量仪和电化学工作站对此参数组合下所制涂层的微观结构及性能进行表征。结果表明,等离子喷涂制备的HA涂层具有典型的层状结构,与基体结合良好,表面粗糙度(Ra)达到3.56μm,对模拟体液(SBF)的接触角为43.6°。与纯基体相比,有HA涂层的Ti–6Al–4V试样在SBF中的腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低,耐蚀性得到显著提升。 展开更多
关键词 钛合金 羟基磷灰石涂层 大气等离子喷涂 正交优化 结合强度 显微硬度 亲水性 耐蚀性
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大气等离子喷涂的YSZ纳米热障涂层的微观结构 被引量:26
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作者 张玉娟 孙晓峰 +3 位作者 金涛 赵乃仁 管恒荣 胡壮麒 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期395-398,共4页
采用YSZ(8%Y_2O_3-ZrO_2,质量分数)纳米粉末,经大气等离子喷涂(APS)方法制备得YSZ纳米热障涂层(TBC)。喷涂前的粉末颗粒直径为30—50nm,晶粒尺寸约12nm。对涂层的分析结果表明:YSZ纳米涂层平均晶粒尺寸在20—30nm,有个别粗晶直径达200... 采用YSZ(8%Y_2O_3-ZrO_2,质量分数)纳米粉末,经大气等离子喷涂(APS)方法制备得YSZ纳米热障涂层(TBC)。喷涂前的粉末颗粒直径为30—50nm,晶粒尺寸约12nm。对涂层的分析结果表明:YSZ纳米涂层平均晶粒尺寸在20—30nm,有个别粗晶直径达200—300nm。涂层由立方相c-ZrO_2和四方相t′-ZrO_2组成,t′相内存在畴结构。涂层内孔洞细小弥散,多呈闭合式,TEM下可见位错缠结和富层错的板条带结构。 展开更多
关键词 Y203-ZrO2 纳米热障涂层 微观组织 大气等离子喷涂
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大气等离子喷涂FeCoCrNiAl高熵合金涂层的高温摩擦磨损性能 被引量:1
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作者 王跃明 李晨龙 +4 位作者 韩旭航 黄杰 朱建勇 解路 刘秀波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期160-170,180,共12页
目的 研究环境温度对FeCoCrNiAl高熵合金涂层摩擦磨损性能的影响,探讨将其应用于高温及富氧环境中的可行性。方法 采用大气等离子喷涂制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,考察喷涂功率对涂层微观组织的影响;测试涂层的纳米力学性能,分析其对涂... 目的 研究环境温度对FeCoCrNiAl高熵合金涂层摩擦磨损性能的影响,探讨将其应用于高温及富氧环境中的可行性。方法 采用大气等离子喷涂制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,考察喷涂功率对涂层微观组织的影响;测试涂层的纳米力学性能,分析其对涂层摩擦磨损性能的影响;基于涂层及对偶磨球磨损表面形貌、元素分布及含量、物相组成,讨论涂层在室温及高温环境中的摩擦磨损特性与机制。结果 涂层中形成了白色、浅灰色、深灰色及黑色4种区域,区域颜色随O元素含量增加而加深,涂层纳米力学性能逐渐增加,进而将对其摩擦磨损性能造成影响。20 kW喷涂功率制备涂层的室温摩擦因数、磨损率及磨痕深度均达最佳值,分别为(0.70±0.02)、(9.22±0.01)×10^(-5) mm^(3)/(N·m)及(130±10)μm。室温环境下,磨粒磨损、疲劳磨损及塑性变形为涂层的主要磨损机制。20 kW功率制备涂层的摩擦因数、磨损率、磨痕深度等均随摩擦环境温度的升高先增加而后降低,经600℃摩擦试验后分别低至(0.58±0.01)、(6.14±0.01)×10^(-5) mm^(3)/(N·m)及(104±8)μm;涂层磨损表面的氧化程度随环境温度的升高而加剧,经600℃摩擦试验后氧含量高达31.62%(质量分数)。当摩擦环境温度≥400℃时,涂层以氧化磨损为主,以磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损为辅。结论 由于磨损表面形成连续氧化膜的保护和固体润滑作用,高熵合金涂层在高温环境中的耐磨性明显提高,可广泛应用于高温及富氧环境中。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 FeCoCrNiAl高熵合金 涂层 微观组织 摩擦磨损性能
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大气等离子喷涂工艺对纳米结构和传统Yb_(2)SiO_(5)涂层微观结构的影响 被引量:1
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作者 郑涛 王顺 +3 位作者 周宁 郭东辉 王泽龙 徐宝升 《热喷涂技术》 2023年第4期107-118,共12页
纳米材料由于具有一些独特的效果而表现出了独特的性能,纳米结构稀土硅酸盐被认为是很有前景的环境障碍涂层(EBC)材料之一。稀土硅酸盐材料中Yb_(2)SiO_(5)因其卓越的高温相稳定性、对水蒸气环境的耐久性、低热导率以及优秀的化学稳定... 纳米材料由于具有一些独特的效果而表现出了独特的性能,纳米结构稀土硅酸盐被认为是很有前景的环境障碍涂层(EBC)材料之一。稀土硅酸盐材料中Yb_(2)SiO_(5)因其卓越的高温相稳定性、对水蒸气环境的耐久性、低热导率以及优秀的化学稳定性受到了研究者们的广泛关注。本文研究了大气等离子喷涂工艺(APS)参数对纳米结构和传统Yb_(2)SiO_(5)涂层微观结构的影响,并研究了相同大气等离子喷涂工艺下,纳米结构Yb_(2)SiO_(5)喂料和传统Yb_(2)SiO_(5)喂料对涂层微观结构的影响,分析了APS制备过程中不同结构喂料对涂层结构影响机制。结果表明:相同喷涂参数制备的纳米结构Yb_(2)SiO_(5)涂层孔隙率低于传统Yb_(2)SiO_(5)涂层,以及纳米结构Yb_(2)SiO_(5)涂层的铺展性和融化度均优于传统Yb_(2)SiO_(5)涂层,表明纳米结构Yb_(2)SiO_(5)涂层为很有前途的环境障碍涂层之一。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 喷涂工艺 纳米结构 Yb_(2)SiO_(5)涂层
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基于响应曲面法优化大气等离子喷涂Y_(2)O_(3)涂层工艺
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作者 秦松 周建桥 +3 位作者 杨佳霖 李勇 周奥 夏光明 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期45-51,105,共8页
以自制的高纯Y_(2)O_(3)粉为原料,借助大气等离子喷涂工艺在A6061铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,基于响应曲面法构筑了相应的响应曲面图,分析了喷涂电压(60~80 V)、喷涂电流(500~600 A)和喷涂距离(100~120 mm)的交互作用对涂层硬度和孔... 以自制的高纯Y_(2)O_(3)粉为原料,借助大气等离子喷涂工艺在A6061铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,基于响应曲面法构筑了相应的响应曲面图,分析了喷涂电压(60~80 V)、喷涂电流(500~600 A)和喷涂距离(100~120 mm)的交互作用对涂层硬度和孔隙率的影响,优化了等离子喷涂工艺。结果表明:基于响应曲面法建立了涂层显微硬度和孔隙率的二次数学模型;模型预测Y_(2)O_(3)涂层的优化工艺参数为喷涂电压78 V、喷涂电流500 A、喷涂距离120 mm,涂层的显微硬度和孔隙率分别为633.28 HV和3.22%,与试验值的相对误差分别为1.92%和1.26%,验证了模型的准确性。优化工艺下制备的涂层表面粗糙度为5.733μm,结合强度为25.6 MPa。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Y_(2)O_(3)涂层 响应曲面法 显微硬度 孔隙率
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等离子喷涂10YSZ陶瓷耐磨涂层的制备与表征
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作者 吴彩红 何兵祥 +1 位作者 刘名惠 万广宇 《广州化工》 CAS 2023年第12期109-111,178,共4页
采用等离子喷涂技术制备了10wt%的氧化钇稳定氧化锆(10YSZ)非梯度陶瓷涂层(标记为1#涂层)和镍基合金(NiCrAlCoY)/10YSZ梯度陶瓷涂层(标记为2#涂层)。分析了NiCrAlCoY和10YSZ喷涂粉末的粒度和表面形貌。研究了制备产品的表面形貌、断面... 采用等离子喷涂技术制备了10wt%的氧化钇稳定氧化锆(10YSZ)非梯度陶瓷涂层(标记为1#涂层)和镍基合金(NiCrAlCoY)/10YSZ梯度陶瓷涂层(标记为2#涂层)。分析了NiCrAlCoY和10YSZ喷涂粉末的粒度和表面形貌。研究了制备产品的表面形貌、断面形貌和EDS元素分析。NiCrAlCoY结合涂层的热膨胀系数介于金属基体和陶瓷涂层之间,其可减小两者之间的热膨胀系数差异,降低裂纹的扩展速度,从而提高涂层的抗热震性。实验结果表明,2#涂层的综合性能更为优异。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 10ysz陶瓷 NiCrAlCoY合金 微观结构
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大气等离子喷涂YSZ热障涂层内应力研究现状 被引量:2
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作者 赵远涛 张士陶 +5 位作者 姜涛 郭乐扬 张杨杨 李文戈 刘彦伯 张静 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第15期24-32,共9页
使用大气等离子喷涂(APS)技术制备氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层(TBCs)已经得到广泛研究。内应力是影响TBCs系统性能和使用寿命的主要因素。过量的内应力会引起微裂纹的产生、扩展,导致YSZ TBCs过早失效。早期内应力主要由喷涂工艺、... 使用大气等离子喷涂(APS)技术制备氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层(TBCs)已经得到广泛研究。内应力是影响TBCs系统性能和使用寿命的主要因素。过量的内应力会引起微裂纹的产生、扩展,导致YSZ TBCs过早失效。早期内应力主要由喷涂工艺、基体和粉末条件的不良选择引起,并引起早期裂纹的萌生与扩展。ZrO_(2)高温相变、热生长氧化物(TGO)生长和陶瓷与金属材料之间的热膨胀系数(CTE)失配是TBCs在热服役中内应力的主要来源。在内应力作用下,裂纹在表面陶瓷工作层(TC)/TGO或黏结层(BC)/TGO界面处萌生,扩张并导致涂层脱落失效。目前降低系统内应力以达到延长TBCs热服役寿命的主要思路有干预尖晶石TGO生成,制备复合涂层或使用稀土粒子稳定ZrO_(2)物相结构。 展开更多
关键词 热障涂层(TBCs) 大气等离子喷涂(APS) 氧化钇稳定氧化锆(ysz) 内应力 热生长氧化物(TGO)
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大气和低压等离子喷涂氧化铝涂层 被引量:20
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作者 邓畅光 邓春明 +2 位作者 刘敏 朱晖朝 周克崧 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期48-51,56,共5页
根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层。分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析。... 根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层。分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析。结果表明:低压等离子喷涂制备的高纯氧化铝涂层韧性和致密性明显优于常压喷涂氧化铝涂层。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂(APS) 低压等离子喷涂(LPPS) 氧化铝涂层
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大气等离子喷涂制备Fe基非晶涂层及微观结构表征 被引量:10
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作者 安宇龙 赵晓琴 +2 位作者 周惠娣 陈建敏 刘光 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期64-69,共6页
选用Fe-10W-4Cr-3Ni-2Mo-4B-4Si-1C(质量比)合金粉末作为喷涂原料,采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上制备了Fe基涂层。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌;用Olycia m3分析软件对涂... 选用Fe-10W-4Cr-3Ni-2Mo-4B-4Si-1C(质量比)合金粉末作为喷涂原料,采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上制备了Fe基涂层。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌;用Olycia m3分析软件对涂层的孔隙率进行测定;用热分析系统对喷涂粉末和涂层从室温到1 173K范围的DSC曲线进行记录;同时,测定了涂层的显微硬度和结合强度。结果表明:大气等离子喷涂制备的Fe基涂层与基底的结合良好,涂层较为致密并且存在灰色氧化带组织,表现出典型的层状组织结构;涂层不但具有低的表面粗糙度和孔隙率,而且具有高的显微硬度和结合强度;所制备涂层中的非晶含量约为89.2%(质量分数),涂层中形成的晶相组织为纳米晶结构。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Fe基涂层 微观结构 非晶
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大气等离子喷涂Al_2O_3-3%TiO_2涂层的性能 被引量:20
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作者 邓春明 周克崧 +2 位作者 刘敏 邓畅光 朱晖朝 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期19-23,共5页
分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层... 分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层性能差异进行了讨论。结果表明,两种Al2O3-3%TiO2涂层均以γ-Al2O3为主,其中还含有少量的α-Al2O3和微晶或非晶。带Laval喷嘴APS所制备涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度均明显劣于普通APS涂层,但前者涂层的沉积率达到70%,明显高于后者,大大降低了涂层的生成成本。粒子特征分析表明,延长的Laval喷嘴降低了粒子在等离子焰流中的速度,延长了粒子在焰流中的停留时间,从而使涂层的结合强度和致密度降低,而使涂层沉积率有明显升高。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 延长Laval喷嘴 Al2O3—3%TiO2涂层
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等离子喷涂常规和纳米8YSZ热障涂层的性能 被引量:8
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作者 何箐 吕玉芬 +1 位作者 汪瑞军 李宏 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2008年第6期18-22,共5页
分别采用了常规微米和纳米8YSZ粉末使用大气等离子喷涂系统进行热障涂层的制备,研究了涂层的结合强度、微观结构、常温热导率、折弯性能,试验结果表明:纳米涂层的结合强度要低于常规8YSZ涂层,但涂层的热导率、弯曲性能均优于常规8YSZ涂层。
关键词 热障涂层 纳米8ysz 等离子喷涂 涂层性能
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CLAM钢基体上大气等离子体喷涂制备氧化铝涂层工艺研究 被引量:8
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作者 郭智慧 黄群英 +2 位作者 宋勇 严资林 吴宜灿 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2008年第4期295-299,共5页
液态金属锂铅包层是目前国际上聚变堆包层设计研究的主流方案之一,但其仍面临高氚渗透率、液态锂铅对包层结构材料的腐蚀以及锂铅流动引起的磁流体动力学MHD效应等问题,而包层结构材料表面加覆涂层是解决上述问题的关键技术之一。本... 液态金属锂铅包层是目前国际上聚变堆包层设计研究的主流方案之一,但其仍面临高氚渗透率、液态锂铅对包层结构材料的腐蚀以及锂铅流动引起的磁流体动力学MHD效应等问题,而包层结构材料表面加覆涂层是解决上述问题的关键技术之一。本实验尝试利用大气等离子体喷涂(APS)工艺在中国低活化马氏体CLAM钢上制备多功能氧化铝涂层,试验结果表明:涂层与基底具有较好的结合强度,平均值为31.7MPa;涂层电阻率为5.26×10^9~1.54×10^10Ω·m;并呈现较高的显微硬度和致密度。本工作可为未来聚变堆液态锂铅包层涂层制备提供理论依据和技术储备。 展开更多
关键词 CLAM钢 大气等离子喷涂(APS) 多功能涂层 复合涂层
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