磷酸盐系溶液中钛合金微弧氧化涂层生长与组织结构

采用常流脉冲控制方式于(NaPO3)6 NaF NaAlO2溶液中用微弧氧化法在Ti6Al4V表面制备了陶瓷化涂层,研究了涂层的生长过程及组织结构变化。结果表明:氧化过程中涂层的生长经历了由快到慢的过程,在前10min涂层以较快速度生长(约3μm/min),随着时间的延长涂层生长速度逐渐减慢;生长过程中涂层表面微孔数目减少,微孔孔径增大,涂层表面气孔率增大;涂层主要由二氧化钛的两种不同变体(锐钛矿及金红石)以及磷化物相AlPO4组成;随着氧化的进行,锐钛矿含量降低,金红石含量增加,氧化过程中发生了锐钛矿相到金红石相的相转变;结晶AlPO4相是通过水合多聚磷酸铝在放电区附近发生高温热解反应而进入涂层。

机器人喷涂曲面涂层生长模型及均匀性分析

针对以航空发动机风扇叶片燕尾基座为代表的曲面工件喷涂问题,以提高涂层的均匀性为目标,提出一种基于曲面涂层生长模型的均匀性分析方法。在喷枪涂层模型的基础上,建立曲面涂层生长模型,采用厚度平均相对偏差作为涂层均匀性的评价指标,推导出厚度平均相对偏差与初始行程、重叠宽度和工件长度、曲率半径之间复杂的非线性关系。通过计算及仿真分析可知,重叠宽度和曲率半径是影响厚度平均相对偏差和涂层均匀性的关键因素,表明了该曲面涂层生长模型的正确性及涂层均匀分析方法的合理有效性,为喷涂轨迹优化和提高机器人喷涂的均匀性提供了理论基础。

基于高斯和模型的喷涂机器人涂层生长率建模

针对具有圆锥形喷炬的空气喷枪的涂层生长率建模问题进行研究,通过分析喷涂系统和涂层形成过程,给出了有关喷涂建模的合理假设.提出了一种新的能够适应涂层不同分布情况的高斯和静态喷涂模型,以获得比一般喷涂建模方法更好的建模精度和更广的应用范围.并根据涂层分布数据采用Levenberg-Maquart算法对模型进行最小二乘拟合,在此基础上构建了用于实际喷枪轨迹规划的动态涂层厚度分布模型.现场喷涂实验结果及和其他常用模型的比较表明所提出的高斯和模型具有更高的拟合精度和更好的实用性.

溅射偏压对TC17合金涂层生长的影响研究

SiC纤维增强钛基复合材料（SiCf/Ti）具有优良的力学性能,是航空领域重要的高温结构材料;高质量的先驱丝（带金属涂层的SiC纤维）是研制复合材料的关键,而这主要受溅射工艺的影响。本文采用磁控溅射法沉积TC17合金涂层,研究了沉积过程中溅射偏压对涂层生长情况的影响规律,通过X射线衍射（XRD）、俄歇电子（AES）、扫描电镜（SEM）、表面轮廓仪和纳米压痕仪分别对涂层的晶体结构、成分、微观形貌、应力、弹性模量及硬度进行了分析。结果表明溅射偏压对合金涂层应力影响显著,随着负偏压的增大,涂层应力由张应力向压应力转变;由于压应力有利于涂层与纤维的结合,因此在高偏压下涂层与纤维的结合情况较好且生长致密;而偏压对涂层组成物相和弹性模量的影响较小;涂层硬度随负偏压的增大总体呈现增大的趋势。

涂层厚度数学模型的建立及喷涂轨迹间距优化

建立机器人喷涂涂层厚度分布数学计算模型,优化平面喷涂轨迹,求出最佳喷涂步距,获得平整连续的涂层。通过设计单点喷涂试验,获得不同喷涂时长所对应的涂层厚度最大值,用MATLAB软件拟合涂层厚度与时间的关系函数。利用高斯模型建立机器人喷涂涂层厚度分布数学模型,根据该模型获得喷涂点叠加函数。最后利用MATLAB软件进行模拟。结果表明:建立的涂层厚度分布数学模型与实际喷涂涂层厚度分布基本吻合。连续喷涂过程中喷涂点的叠加是以三个喷涂点为周期,在该模型的基础上计算出的最佳步距能获得平整连续的涂层。

药物涂层支架的研究进展

支架内再狭窄是困扰冠心病介入治疗长期疗效的难点问题,近年来药物涂层支架研究的迅速发展为解决这一难题带来了希望。本文对药物涂层支架研究的最新进展作一简要综述。

等离子喷涂-物理气相沉积的气相沉积机理

以等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)喷涂团聚的Zr O_2-7wt%Y_2O_3(7YSZ)粉末在五个喷距下制备了热障涂层。通过场发射-扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)分析了五个涂层样品的微观结构和相成分差异。另外,通过发射光谱(OES)诊断研究了射流中7YSZ粉末气相浓度随喷距的变化。最后,阐述了3种不同的气相沉积涂层生长机制,说明了射流中粉末的状态和气相浓度对涂层结构的影响。研究表明:(1)350 mm和1800 mm喷距下形成的均是致密结构涂层,而650~1250 mm喷距下形成的是典型的PS-PVD柱状结构涂层。(2)350 mm喷距下制备的涂层由四方相(t’)和单斜相(m)氧化锆构成;当喷距大于650 mm时,涂层以四方相(t’)氧化锆为主。(3)350 mm喷距下涂层是由高浓度气相过饱和自发形核形成的新核和液/固粒子共同作用形成的;喷距650~1250 mm下,涂层生长以气相沉积于基体进行非自发形核为主,气相在射流中的自发形核为辅;喷距1800 mm下涂层由气相过冷凝固的粒子堆积而成。

等离子喷涂-物理气相沉积射流中粒子状态和分布

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)在高温合金基体上沉积7YSZ热障涂层,通过分步沉积实验、径向和轴向的涂层结构分布实验探讨了涂层中各种粒子的种类、形成原因、对涂层结构的影响及射流中的粒子分布。研究表明:PS-PVD实际上是一种以气相沉积为主,多相混合的沉积方式。涂层的沉积过程中,气相沉积是柱状晶形成的主要原因;熔融及部分熔融的大颗粒对可以直接改变柱状结构的生长状态;气相再凝固和气化不充分残留的小颗粒对涂层的影响是一个累积的过程。气相主要集中在射流中心,越靠近射流边缘,部分熔融粒子的比例越高,最终导致PS-PVD沉积涂层结构出现空间分布特征。

面向机器人喷涂的多变量涂层厚度分布模型

为了解决传统机器人喷涂模型在喷涂工艺参数改变时会失效的问题,该文将喷涂工艺参数作为模型变量,研究多变量喷涂模型的建模方法。首先,提出了一种基于β分布的涂层生长速率函数,并通过对其进行积分推导出涂层厚度分布方程;其次,通过分析、拟合喷涂实验数据,分别建立喷枪流量、喷涂距离与涂层生长率最大值的关系式,以及喷枪流量、空气压力与喷幅宽度的关系式,并将其代入到涂层厚度分布方程中,建立了以5种常变喷涂工艺参数为自变量的涂层厚度分布泛化模型;最后,通过实验对模型进行验证。结果表明:该模型能够根据工艺参数的变化预测相应的涂层厚度分布,且平均预测误差小于4.3%。

基于涂层模型的再制造异形件涂油方法及工艺参数优化

再制造零件的涂油保护是其以完好的质量状态进入新生命周期的关键技术之一。针对多品种大批量形状不规则难以装夹的再制造异形件,不易规模化涂油保护问题,基于平面和曲面涂层生长模型,提出一种绕中心轴线公转、相对周边自转,在密闭环境辅以自重驱动的再制造异形件喷涂油方法,并对喷涂机构数量、喷涂机构安装位置、喷涂距离以及喷嘴数量等主要工艺参数进行分析计算。为提高喷涂均匀性和喷涂效率,在分析喷涂质量影响因素的基础上,建立喷嘴位置与工件转速优化模型,通过粒子群算法求解得到最优设计参数,仿真试验验证了模型的正确性和求解方法的有效性。

优化量子点纳米棒的新工艺

位于美国罗利的北卡罗来纳州立大学的材料研究员调整了一项可以在一天内精确控制量子点纳米棒上的硅涂层生长的技术，是现有技术速度的21倍。除了节约时间外，其优势还在于使量子点更不易于失效，保持其优异的光学性能。