纳米表面工程中的纳米结构涂层组装

阐述了组装纳米结构涂层的材料学基础、意义及国内外应用研究现状;综述了纳米结构喷涂粉材的组成、加工方法和加工步骤,以及利用热喷涂技术(直接组装法和间接法)、电沉积技术、胶粘技术组装纳米结构涂层的技术路线和工艺条件;介绍了固相反应法、液相反应原位喷雾干燥法等加工纳米结构喷涂粉材的新方法。

超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展

超音速火焰(High Velocity Oxy-Fuel,简称HVOF)喷涂具有高速和相对较低的温度两个重要特征,能够获得比普通火焰喷涂或等离子喷涂(Plasma Spray,简称PS)结合强度更高的致密涂层。纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及量子尺寸效应,其电学、力学、磁学、光学和热学等性能产生了惊人的变化。随着材料科学技术的深入发展,在实际生产和生活中运用性能优良的纳米材料倍受人们关注,其中,采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料的最具前途的方法之一。从目前国内外的情况来看,HVOF喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展。综合国内外文献,总结了HVOF喷涂制备纳米结构涂层的研究现状,着重阐述了热喷涂纳米涂层的基本过程和结合机理,指出了利用HVOF喷涂纳米结构涂层存在的问题,并对热喷涂纳米结构涂层的发展前景作了展望。

热喷涂纳米结构涂层的研究现状

介绍了国内外喷涂用纳米结构喂料的制备方法以及在应用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展。与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学、摩擦学以及耐磨防腐蚀性能方面有了较大的提高。

AC-HVAF喷涂高铬镍基合金纳米结构涂层的热腐蚀性能研究

使用AC-HVAF喷涂工艺分别制备了纳米和微米结构的高铬镍基合金涂层,对两种涂层和20G钢在550℃和650℃表面涂盐情况下的热腐蚀性能进行了研究,并利用配有能谱分析仪的扫描电镜(SEM)和X-ray衍射仪(XRD)对涂层腐蚀产物的形貌、成分和相组成进行了分析。试验结果表明,腐蚀后的两种涂层表面均生成一层连续致密的氧化铬保护膜,可有效抑制腐蚀反应的进程。在相同腐蚀条件下,纳米结构涂层比微米结构涂层具有更低的腐蚀增重,显示出更优异的抗热腐蚀性能。

热喷涂纳米结构涂层的研究进展及在外军舰艇上的应用

军事装备都面临着极端的服役条件,包括腐蚀、磨损、高温等作用,以及由此造成的设备运行故障、预期寿命下降等问题,纳米涂层为更有效解决上述问题开辟了新途径。文中综述了热喷涂纳米结构热障涂层、纳米结构WC/Co涂层、纳米结构功能涂层、纳米结构自润滑涂层和纳米结构氧化物陶瓷涂层的研究进展及在外军舰艇上的应用情况,重点介绍了已用于数百种美国海军舰艇零部件上的热喷涂纳米结构Al2O3/TiO2陶瓷涂层。应用纳米结构涂层可显著提高舰船零部件的使用性能和寿命,从而增强海军的战斗力,也可创造巨大的经济效益。

热喷涂纳米结构涂层技术的研究进展

与传统材料的热喷涂涂层相比 ,纳米结构涂层在力学和摩擦学等方面的性能有了一定的提高。作者综述了国内外在应用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展。介绍了纳米结构喂料的制备、热喷涂纳米结构涂层的构筑方法、涂层的特殊性能以及应用情况。从目前国内外的情况来看 ,热喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展。随着技术、工艺的不断完善 ,其必将在很多领域取代传统的涂层。

SPPS纳米结构涂层的研究进展

对溶盐前驱体注入等离子体液相喷涂制备纳米结构涂层的研究进展进行了综述。介绍了液体原料注入誓离子体喷涂的过程及机理，对采用液相喷涂方法制备纳米结构涂层的优异性能以及存在的问题进行了分析，并对其应用及进一步的发展进行了展望。

热喷涂纳米结构涂层研究现状与展望

综述了国内外在利用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展。介绍了热喷涂用纳米结构喂料的制备、热喷涂纳米结构涂层的制备方法及涂层性能。与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学、摩擦学以及耐磨防腐蚀性能方面均有较大提高。

纳米结构涂层的发展现状

从新型树脂合成方法、纳米粒子的直接引入、表面微纳结构的构建等三方面介绍了纳米结构涂层的研究进展,同时提出了纳米结构涂层制备中存在的问题及未来研究方向,以期为新一代功能涂层的开发提供参考。

纳米粉体再造粒的意义——制备纳米结构涂层的热喷涂喂料

热喷涂是工业中广泛使用的最行之有效的表面工程方法，可以用来制备各种金属及合金，陶瓷或聚合物涂层，而将纳米材料技术用于热喷涂则形成了纳米热喷涂的新技术。由于普通的纳米粉体尺寸小质量轻，易于被气流吹散和烧蚀掉，不能直接用于热喷涂，所以用热喷涂方法制备纳米涂层的关键是必须首先将普通的纳米粉体再造粒成满足热喷涂要求的可热喷涂纳米结构粉体喂料，才可以制备出纳米结构热喷涂涂层。本文简要综述了我们课题组最近十年来在纳米粉体再造粒制备纳米结构热喷涂喂料和涂层方面的一些研究成果，说明纳米粉体再造粒在纳米热喷涂方面的必要性和重要性。

热喷涂纳米结构涂层的研究现状与展望

利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效方法。本文简要地总结了热喷涂制备纳米结构涂层的研究现状 。

热喷涂纳米结构涂层的研究

纳米材料具有许多优异的特性,利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效办法。文中介绍了纳米结构涂层喷涂材料的制备,包括液体喂料制备纳米材料、纳米粉末材料和纳米药芯丝材的制备,以及热喷涂制备纳米结构涂层的种类,纳米结构涂层的种类包括纳米结构陶瓷涂层、金属-陶瓷纳米复合涂层和金属纳米结构涂层。简要介绍了制备这些涂层所采用的工艺方法,以及涂层的结构和性能。指出了目前热喷涂制备纳米结构涂层存在的问题,并对其应用和发展前景作了展望。

冷喷涂沉积纳米结构涂层研究进展

纳米结构涂层因具有良好的耐磨性、耐高温、光催化活性及仿生性能等性能,在材料表面改性方面具有重要的应用价值。冷喷涂作为一种低温沉积技术可避免晶粒粗化,保持纳米结构涂层的特性。概述了冷喷涂的工作原理及沉积机理,介绍了影响冷喷涂沉积纳米结构涂层的主要工艺参数和冷喷涂辅助技术;分别从热障涂层、耐磨涂层、光催化涂层、仿生涂层方面阐述了冷喷涂沉积纳米结构涂层的研究进展。并对冷喷涂纳米结构涂层的发展前景进行了展望。

激光表面熔覆制备纳米结构涂层的研究进展

激光表面熔覆制备纳米结构涂层是一种新型的纳米表面涂层技术。综述了国内外近年来激光熔覆制备纳米结构涂层的研究进展。从熔覆对象的角度介绍了激光熔覆制备纳米结构涂层的主要技术,熔覆对象可分为纳米粉末和预制纳米结构涂层。而纳米粉末主要有纯纳米粉末、纳米/微米混合粉末和构造纳米粉末等;预制纳米结构涂层可分为热喷涂纳米结构涂层、纳米复合镀层以及溶胶-凝胶(sol-gel)纳米结构涂层等。阐述了激光熔覆制备纳米结构涂层存在的主要问题,并提出了当前的主要发展趋势:激光熔覆原位生成纳米结构涂层、激光熔覆纳米/微米构造复合粉末以及激光熔覆制备纳米结构涂层过程的数值模拟等。

HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的组织结构分析

纳米结构WC-12Co涂层的研究目前已受到了广泛重视,对其组织结构及影响因素的研究有利于提高涂层性能。采用HVOF工艺制备了纳米结构、多峰结构及普通微米结构3种WC-12Co金属陶瓷复合涂层,并采用SEM、XRD等对粉末及涂层的显微形貌、组织结构进行了分析;探讨了粉末在喷涂过程中的氧化脱碳机理,并指出了与之相关的影响因素。结果表明:纳米结构WC-12Co涂层结构致密,孔隙率低,与基体结合状态良好;纳米粉末在喷涂过程中比微米粉末氧化失碳严重,并发生了不同的纳米晶粒的长大;纳米粉末在喷涂过程中的氧化脱碳程度不仅与喷涂工艺有关,还在很大程度上取决于粉末本身的结构特性。

等离子喷涂法纳米结构WC-12Co涂层的微结构与形成机理的研究

使用独特的雾化干燥结合固定床技术合成WC-12Co纳米复合粉体,利用等离子喷涂法制备纳米结构WC-12Co涂层,通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析手段对等离子喷涂纳米结构WC-12Co涂层进行显微结构分析。结果表明涂层中除了WC相,不仅有W2C,W等非WC/Co相的产生,还出现了CoXWyCz(Co3W9C4,Co3W3C),Co3C等相及非晶和孪晶组织,在此基础上本工作将对等离子喷涂纳米结构WC-12Co涂层的形成机理作初步的研究与讨论。

纳米氧化锆热障涂层组织结构和抗热冲击性能分析

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆热障涂层和常规热障涂层.利用FESEM和XRD对纳米氧化锆热障涂层的组织结构和物相组成进行分析.系统研究了两种热障涂层的抗热冲击性能.微观组织分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层展现出独特的纳米—微米复合结构,包括柱状晶和未熔融或部分熔融纳米颗粒.非平衡四方相是涂层的主要物相.抗热冲击性能试验结果表明,纳米氧化锆热障涂层拥有更为优越的抗热冲击性能,这主要得益于其相对致密的结构以及微裂纹、纳米晶粒、小孔径孔隙的应力缓释作用.热应力失效是涂层失效的主要原因.

超音速火焰喷涂制备纳米和微米结构WC-η涂层的耐熔锌腐蚀性能

以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料,通过原位还原碳化反应制备纳米WC-η(η为Co_3W_3C、Co_6W_6C等缺碳相)复合粉,粉末平均粒径为155 nm。该复合粉经团聚造粒制备得到具有高致密性和良好流动性的热喷涂粉末。以此纳米结构和商业化的微米结构低碳WC-12Co粉末作为喂料,通过超音速火焰喷涂制备硬质合金涂层。结果表明,纳米结构涂层中生成了一定量等轴状的W2C相,裂纹主要沿晶界或相界面扩展,而微米结构涂层中除W_2C外还含有较多的W相,主要包裹在WC颗粒表面,穿晶断裂比例较高,裂纹扩展路径较平滑。由于纳米结构涂层组织致密、晶粒细小、界面积大,因此比微米结构涂层具有更高的硬度和断裂韧性。两种涂层在熔融锌液中浸泡200 h后,微米结构涂层中产生了较多的横向和纵向裂纹,导致材料的大面积剥落和基材腐蚀;纳米结构涂层中没有发生锌的浸蚀,在局部产生了少量纵向裂纹,裂纹间隙被钨钴氧化物所填充,反而抑制了熔锌对涂层的腐蚀,因此纳米结构涂层表现出更高的耐熔锌腐蚀性能。

电弧超声改善等离子喷涂纳米结构ZrO_2涂层结合强度研究

研究采用电弧超声来改善等离子喷涂纳米结构ZrO2涂层的结合强度。结果表明,加入电弧超声后,涂层组织更加致密,气孔率和未熔化区减小。当电弧超声频率在30～70kHz时,电弧超声对改善涂层结合强度是有利的,并在50kHz时达到最大值;当超声频率大于70kHz时,由于涂层中纳米颗粒的大量减少,涂层的结合强度呈下降的趋势。