等离子喷涂Al2O3／TiO2陶瓷涂层在液态石蜡润滑下的摩擦磨损性能研究

利用纳米和微米结构Al2O3/TiO2喂料制备出2种陶瓷涂层,考察了这2种涂层在液体石蜡润滑下与不锈钢球摩擦副的摩擦磨损性能,并探讨了2种涂层的磨损机理.结果表明:液态石蜡润滑能有效降低纳米Al2O3/TiO2涂层与不锈钢球摩擦副的摩擦系数和磨损率,但是对微米涂层的润滑效果不明显.纳米涂层的摩擦系数仅为微米涂层的1/3,而磨损率则降低了70倍以上.纳米涂层的磨损机制在低载荷下是轻微的黏着磨损,高载荷下则是摩擦抛光,而微米涂层的磨损机制是晶粒脆性断裂.

等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能

以Al_2O_3-TiO_2(x=0%,3%,13%,20%,40%,质量分数)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在316L不锈钢基体表面制备5种陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)、荧光金相显微镜分析粉末和涂层形貌、微观结构、物相组成及涂层孔隙率;利用显微硬度计及摩擦磨损试验机测试涂层力学及摩擦学性能,观察试样磨损形貌,分析磨损机理。结果表明:涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征,涂层与基体结合良好。随TiO_2含量增加,涂层主相由γ-Al_2O_3向Al_2TiO_5相过渡,涂层韧性升高,硬度和孔隙率降低。在大气环境下,低TiO_2含量的涂层(Al_2O_3、AT3)发生应力疲劳磨损,高TiO_2含量的涂层(AT13、AT20和AT40)发生应变疲劳磨损;而在水环境下,5种涂层均发生应力疲劳磨损。

Pd／γ-Al2O3-TiO2催化剂上乙醇乙醛的催化氧化性能研究

采用混胶法和机械混合等方法制备了Pd质量分数为1%的Pd/γ-Al2O3-TiO2催化剂,并对其催化活性、影响条件进行了考察。结果说明,由混胶法制备的Pd/γ-Al2O3-TiO2催化剂对乙醇和乙醛的完全氧化表现出优异的催化性能,其活性明显高于单一载体催化剂Pd/TiO2和Pd/Al2O3,150℃时乙醇和乙醛的转化率分别达到98.9%和98.5%。在较宽温度范围内和高空速条件下表现出良好的稳定性。同时运用XRD、TEM和FT-IR等技术对催化剂进行了表征。结果表明,在Pd/γ-Al2O3-TiO2催化剂中Al2O3与TiO2之间存在着较强的相互作用,使γ-Al2O3-TiO2的比表面积和孔容积均调变到一个适中的数值,同时在催化剂表面Al2O3参与形成了有利于其催化活性的表面结构。

纳米掺杂对Al2O3＋13％TiO2等离子喷涂涂层耐蚀性能的影响

利用大气等离子喷涂技术(APS),在45号钢基体上制备纳米掺杂5%～30%Al2O3+13%TiO2(质量分数)涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术手段测定涂层组织结构及密度、孔隙度、通孔率等性能,在80℃、10%H2SO4溶液中对涂层进行浸蚀实验。结果表明,纳米掺杂提高了涂层在酸性介质中的鼓泡时间,而涂层从鼓泡到脱落所需时间与纳米含量无关。这是由于纳米掺杂使涂层密度提高,开孔率、通孔率降低,组织均匀性提高所致。建立了热喷涂涂层毛细管腐蚀模型,解释了纳米掺杂量对涂层失效的影响机理。

S135钻杆材料等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层组织与性能

目的选用石油钻井工程中常用的S135钻杆钢作为研究对象,在不破坏S135钢优异力学性能基础上,在S135钢基体上等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层,研究喷涂功率对涂层的组织与性能的影响。方法在25、30、42 kW三种喷涂功率下,于S135钻杆材料基体表面制备Al2O3+TiO2涂层,对涂层表面进行SEM形貌观察及XRD物相分析,对端面进行金相组织观察,并测定不同位置的显微硬度,借助于材料表面性能试验仪进行涂层与基体结合强度测定,对不同功率下的喷涂涂层的组织、形貌及性能进行比较。结果在三种功率条件下,涂层由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al2TiO5及TiO2组成。随着喷涂功率的增加,涂层中γ-Al2O3、Al2TiO5的含量增加;粘结层中气孔、裂纹等缺陷减少,孔隙率下降。在42 kW喷涂功率下,涂层与基体的结合强度达到92 N。在热喷涂过程中,由于正火作用,靠近喷涂界面的S135基体的晶粒得到细化。涂层表面的硬度都高于粘结层及基体,在喷涂功率为30 kW时,涂层表面的硬度达到1419.6 HV。结论通过改变喷涂功率,可在S135钻杆材料上得到具有较高硬度、与基体结合强度较高的Al2O3-TiO2涂层。

水基凝胶注模成型工艺制备0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的微波介电性能(英文)

采用水基凝胶注模成型工艺制备了0.9Al_2O_3-0.1TiO_2陶瓷.研究了烧结后的0.9Al_2O_3-0.1TiO_2陶瓷的微结构、相组成以及微波介电性能.通过采用合适的预烧温度(1200℃)和连续、缓慢的降温工艺来退火,成功消除了Al_2TiO_5第二相.和传统干压法相比,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9Al_2O_3-0.1TiO_2陶瓷具有较大的晶粒,较少的气孔和更加均匀的微结构.因此,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9Al_2O_3-0.1TiO_2陶瓷拥有更好的微波介电性能:ε_r=10.71,Q×f=20421GHz,τ_f=1.3×10^(-6)/℃,而用传统干压法制备的0.9Al_2O_3-0.1TiO_2陶瓷的微波介电性能为ε_r=10.89,Q×f=11938GHz,τ_f=1.4×10^(-6)/℃.

溶胶／凝胶法制备纳米TiO2／Al2O3

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2／Al2O3，考察了陈化温度及络舍比对TiO2／Al2O3比表面积及孔结构参数的影响。结果表明，TiO2／Al2O3平均粒径〈70nm，比表面积超过210m^2／g，平均孔径0．8-1．4nm。适当降低陈化温度及加络合剂有利于TiO2／Al2O3粒子的分散。Al2O3的存在提高了TiO2／Al2O3的热稳定性。

纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。

40Cr钢表面等离子喷涂Al2O3-TiO2及Mo/Al2O3-TiO2复合涂层的性能

采用等离子喷涂法在40Cr钢表面制备了Al2O3-Ti O2涂层和Mo/Al2O3-Ti O2复合涂层。利用扫描电镜（SEM）对涂层的微观形貌进行观察,并对涂层的结合强度、抗热震性能以及涂层的耐腐蚀性进行研究。结果表明：涂层与基体、涂层与涂层之间结合良好;复合涂层抗热震性能优于Al2O3-Ti O2涂层;在40Cr钢喷涂Mo/Al2O3-Ti O2复合涂层后可显著提高耐腐蚀性。对涂层进行封孔处理后,可进一步提高耐腐蚀性。

光芬顿催化剂Cu-Fe/TiO2-Al2O3的制备及其对喹啉的降解研究

采用浸渍法制备Cu-Fe/Ti O2-Al2O3催化剂,探讨了制备过程中前驱液铜铁比例、焙烧温度、焙烧时间等对催化剂活性的影响,并考察了Cu-Fe/Ti O2-Al2O3催化光芬顿对喹啉废水的处理性能。结果表明,催化剂制备前驱液铜铁比例过高会抑制催化剂的活性,适量增加焙烧温度和焙烧时间有助于提高催化剂在光助非均相芬顿氧化体系中的催化性能。当前驱液Cu、Fe摩尔比1:5、焙烧温度200℃、焙烧时间5 h时所制备的催化剂性能为优。Cu-Fe/Ti O2-Al2O3可以拓宽光芬顿反应的p H范围,在中性条件(p H=6.7)下较Fe/Ti O2-Al2O3对喹啉的降解有较大提高,反应120 min后去除率分别为94%和58%。Cu-Fe/Ti O2-Al2O3在光芬顿体系中稳定性较好,可重复利用。表明Cu-Fe/Ti O2-Al2O3是一种具有应用前景的高效光芬顿催化剂。

柠檬酸引入方式对CoMo/TiO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用改进溶胶-凝胶法制备的TiO2-Al2O3作复合载体,制备不同柠檬酸引入方式改性的CoMo/TiO2-Al2O3加氢脱硫催化剂。利用低温N2吸附-脱附、XRD、SEM和H2-TPR等对催化剂进行表征,并采用固定床反应器对催化剂加氢脱硫性能进行评价。结果表明,后处理法制备的催化剂比表面积相对较大,孔道结构较好,活性金属组分以无定形形态均匀分散在载体表面,一定程度上减弱了其与载体间的相互作用;该催化剂可以延缓Co硫化,并且络合生成较多易于硫化还原的Mo物种,利于MoS2在催化剂表面的堆叠,生成更多的Co-Mo-S(Ⅱ)活性相,因而相应的CoMo催化剂对噻吩加氢脱硫转化率显著提高。

Ti(OBu)4／TiO2-Al2O3催化合成聚(己二酸-1，4-丁二醇)酯

用Ti（OBu）4／TiO2-Al2O3催化剂合成了聚（己二酸-1，4-丁二醇）酯。Ti（OBu）4／TiO2-Al2O3合成聚（己二酸-1，4丁二醇）酯的最佳反应条件：催化剂载体焙烧温度为750℃，焙烧时间为4h，催化剂加入量为1．5％，n（己二酸）／n（1,4-丁二醇）=1：（1．2～1．3），反应温度为165～170℃，反应时间4h，在此条件下得到聚酯，酯化率为93．02％，Mn=3 080，Mn／Mw=1．206，催化剂可反复使用5次。

Al2O3对等离子喷涂Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2复合陶瓷涂层性能影响研究

目的研究Al2O3添加量对Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2四元复合陶瓷涂层性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在油气管道X80管线钢基体表面制备出具有不同Al2O3含量的四元复合陶瓷涂层。另外,为探究基体温度对涂层性能的影响,所有涂层均在等离子喷枪预热及室温的两种基体上制备。所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性能分别采用煮沸称重法、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站进行检测,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析不同Al2O3含量涂层的物相组成和形貌特征,研究Al2O3含量对涂层各性能的影响。结果随着Al2O3含量的增加,Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2四元复合陶瓷涂层的气孔率呈现先降低后增加的趋势,相对应的四元复合陶瓷涂层的结合力、维氏硬度则先增加后降低。当Al2O3质量分数为60%时,四元复合陶瓷涂层的性能最优,气孔率为3.6%,硬度为824.6HV,结合力为53.8 N。电化学腐蚀测试表明,Al2O3能增强涂层的耐腐蚀性能,Al2O3质量分数为60%时,涂层自腐蚀电位最高,为−0.28 V。另外,在基体预热和不预热条件下,所制涂层性能随Al2O3含量的变化一致,但是基体预热比不预热更有利于涂层性能的提高。结论Al2O3的添加不仅能够有效降低涂层Cr含量,还能显著提升四元复合陶瓷涂层的各项性能,特别是耐腐蚀性。此外,等离子喷涂前对基体进行预热,有利于涂层性能提高。

铝合金表面等离子喷涂Al2O3-3%TiO2复合涂层工艺参数优化的研究

目的通过优化等离子喷涂工艺参数,提高铝合金表面等离子喷涂Al2O3-3%TiO2复合陶瓷涂层的结合强度和涂层表截面硬度。方法用正交试验法,对影响喷涂涂层结合强度和硬度的4个关键喷涂参数进行优化,分别得到喷涂粘结底层Ni-5Al和工作表层Al2O3-3%TiO2的最佳优化参数。结果通过正交试验确定影响Ni-5Al涂层综合指标的因素由主到次是喷涂电流、喷涂距离、辅气流量、主气流量,最优水平数为2、3、2、1;影响Al2O3-3%Ti O2涂层综合指标的因素由主到次是喷距、辅气流量、电流、主气流量,最优水平数为2、3、2、1。Ni-5Al涂层的最佳喷涂工艺参数为:喷涂距离120 mm,喷涂电流520 A,主气流量42 L/min,辅气流量7.5 L/min。Al2O3-3%TiO2复合涂层最佳喷涂工艺参数为:喷涂距离90 mm,喷涂电流530 A,主气流量46 L/min,辅气流量7.8 L/min。最佳工艺下制备的Ni-5Al底层与基体的结合强度为25.2 MPa,Al2O3-3%TiO2复合涂层与Ni-5Al底层的结合强度为17.8 MPa,且其截面硬度在1000HV0.5以上。结论对喷涂工艺参数进行优化可以得到质量高且稳定的Al2O3-3%Ti O2复合喷涂涂层,与非最佳工艺参数喷涂涂层相比,各指标均有较大提高。

等离子喷涂微、纳米Al2O3-13%TiO2涂层的高温摩擦磨损特性

为了研究Al2O3-13%TiO2涂层的高温摩擦磨损特性,为其在苛刻条件下的应用提供理论基础和试验依据,选用微米和纳米结构Al2O3-13%TiO2粉末,采用大气等离子喷涂技术在TC4钛合金表面制备2种陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和纳米压痕仪对涂层的显微组织结构和力学性能进行表征和分析;利用MFT-5000型高温摩擦磨损试验机研究2种涂层在室温、350℃和650℃下的摩擦磨损特性并探讨其磨损机理。结果表明:微、纳米涂层的硬度分别为6.46 GPa和11.52 GPa,弹性模量分别为139.72 GPa和185.88GPa。温度升高,2种涂层的摩擦系数逐渐增大,磨损率先增大后减小。从常温到650℃,相比微米涂层,纳米涂层的磨损率分别降低了47.1%、58.1%和74.9%。微米涂层常温时的磨损机制主要是磨粒磨损,350℃和650℃时的磨损机制主要是脆性断裂;纳米涂层常温下的磨损机制主要是微区脆性断裂,350℃时主要是塑性变形和裂纹扩展引起的分层剥离,650℃时主要是氧化磨损和分层剥离。

介孔TiO2晶须-γ-Al2O3复合载体催化剂的制备及对二苯并噻吩的加氢脱硫性能

以介孔TiO2晶须作为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO2晶须与γ-Al2O3复合载体(TiO2-Al2O3),在此基础上,通过等体积浸渍法制备了不同MoO3负载量的MoO3/TiO2-Al2O3催化剂,采用N 2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、H 2-程序升温还原(H 2-TPR)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征技术对催化剂结构进行剖析,并考察了其对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫性能。XRD和Raman等结果显示,当MoO3负载质量分数低于20%时,MoO3能够在TiO2-Al2O3复合载体上分散良好,当MoO3负载质量分数超过20%时,复合载体催化剂上出现晶态的MoO3物种;TPR结果显示,出现晶态的MoO3会增加其还原温度,不利于形成活性相;所有催化剂拥有良好的介孔结构,比表面积均大于200 m^2/g。DBT的加氢脱硫结果显示,MoO3/TiO2-Al2O3复合载体催化剂的MoO3负载质量分数为20%时具有最佳催化性能,DBT转化率达到了56%,优于相同条件纯γ-Al2O3为载体的催化剂(49%)。

MgO添加对Ag/γ-Al2O3-TiO2催化剂催化燃烧丙烷的影响

采用分步浸渍法制备了一系列掺杂的Ag/MgO(x)/γ-Al2O3-TiO2催化剂,利用BET,XRD,TEM,XPS等分析方法对催化剂进行表征,并考察了催化剂催化燃烧丙烷的性能。实验结果表明,添加MgO能够影响活性组分Ag的化学状态,与Ag/γ-Al2O3-TiO2催化剂相比,添加MgO虽然明显抑制了Ag/MgO(x)/γ-Al2O3-TiO2催化剂表面Ag粒子的分散,但能够显著提高Ag0和活性氧物种的含量,从而提高了银基催化剂在丙烷催化燃烧反应中的活性。当MgO的负载量为15%(w)时,在305℃时丙烷转化率达90%,表明该催化剂具有较好的活性。

激光熔覆316L微孔结构/Al2O3-13%TiO2复合涂层组织及性能

以纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)复合涂层粉末为原材料,采用激光熔覆工艺在Ni625合金基体表面制备316L微孔结构/Al2O3-13%TiO2复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、XRD和线扫描仪分析涂层和微孔粘结层的界面形貌和界面元素的分布状态,研究微孔结构对涂层结合强度的影响。结果表明:界面间结合方式为机械结合;虽然界面之间未发生元素扩散现象,但在微孔粘结层“铆接”作用下,粘结层与陶瓷层间形成良好的结合,与直接激光熔覆Al2O3-13%TiO2涂层相比,316L微孔结构/Al2O3-13%TiO2复合涂层结合强度较高,提高8.7%;残余应力相对较低,减小13.6%,且表面涂层由α-A12O3、Rutile-TiO2和Al2Ti7O15组成,其中以稳态的α-A12O3相为主要组成相。

等离子喷涂Al2O3-3%TiO2涂层结构及加载绝缘性能

目的研究等离子喷涂Al2O3-3%TiO2涂层的抗低温冲击性能和外部载荷下的绝缘性能等综合性能,探讨大气等离子喷涂技术作为核聚变反应堆磁体支撑结构绝缘涂层制备方法的可行性。方法采用大气等离子喷涂技术在喷砂处理的A286基体上制备Al2O3-3%TiO2涂层并进行封孔处理,利用XRD、SEM等手段对涂层的微观结构和常规性能进行表征,重点关注了涂层的低温热冲击性能和加载绝缘性能。结果喷涂粉末充分熔融及铺展而沉积为典型的层叠状结构,涂层的结合强度达30 MPa,孔隙率可控制在5%以内。均匀涂刷在涂层表面的硅树脂封孔剂有利于填充涂层孔隙和微裂纹,封孔剂在涂层内部的渗透深度可达到大约100μm。从室温水浴到液氮进行10个循环的热冲击试验后,涂层未发现裂纹和剥落,且热冲击对绝缘性能没有显著影响。250 MPa压缩载荷下,涂层的表面电阻率明显降低,但仍高于30 MΩ/sqr。结论Al2O3-3%TiO2涂层可作为高载荷和低温环境下使用的潜在绝缘材料,而大气等离子喷涂将成为制备核聚变反应堆磁体支撑结构关键部件绝缘涂层的重要选择。

不同金属负载对Cr/Al2O3-TiO2催化剂结构及氧化NO性能的影响

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备Cr/Al2O3-TiO2催化剂,在考察不同Cr负载量的基础上,研究不同金属负载与焙烧温度对Cr/Al2O3-TiO2催化剂结构与性能影响。程序升温氧化(TPO)结果表明,当Cr负载量为10%(w/w)时具有较好的催化活性;不同金属负载Cr/Al2O3-TiO2时,负载Co及在焙烧温度为550℃时催化剂具有较好的活性。通过程序升温还原(H2-TPR)表征发现,Co的负载使催化剂的低温氧化还原能力逐渐提高,表明Co-Cr具有较好的协同催化作用。X射线光电子能谱(XPS)表征表明,Co增加了Cr^6+和表面吸附氧(Oβ)含量,随着焙烧温度的升高(450~550℃),晶格氧不断向催化剂表面流动,表面化学吸附氧Oβ比例逐渐增加,导致催化活性不断升高,说明Cr^6+和Oβ是催化氧化NO的重要活性物种。