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。

纳米TiO2和Al2O3添加剂润滑油对缸套-活塞环摩擦磨损性能的影响

以普通5W-30润滑油作为基础油,按一定配比添加纳米Al_2O_3和TiO_2粉末,通过实验台架高度模拟缸套-活塞环的工作环境,研究不同载荷下纳米添加剂润滑油对缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损特性的影响.使用二分力拉压传感器和数据采集系统测量及保存摩擦副的受力;用0.1mg精度电子天平测量摩擦前后活塞环的质量损失;用三维表面轮廓仪扫描试样表面形貌;用场发射扫描电镜对样本进行微观观察及能谱分析.实验结果表明,纳米Al_2O_3和TiO_2添加剂润滑油能够显著的改善缸套-活塞环摩擦副的摩擦磨损性能,同5W-30基础油相比,纳米Al_2O_3润滑油使摩擦副的摩擦因数和磨损率分别降低48.5%和21.6%,而纳米TiO_2润滑油则分别降低49.9%和37.6%,表面平整度及表面磨痕也相应得到改善.

NiCoCrAlY/Al2O3-13%TiO2复合涂层的耐锌铝腐蚀性

为了解决热镀锌铝工艺中沉没辊受到熔融锌铝液腐蚀的问题,采用超音速火焰喷涂技术在316L基体上制备了NiCoCrAlY粘结层,并利用等离子喷涂技术制备了NiCoCrAlY/Al 2O 3-13%TiO 2复合涂层.结果表明,复合涂层界面处的热膨胀系数突变减缓,使得界面处的应力集中减少,从而对裂纹扩展起到延缓和抑制作用,因而复合涂层的抗裂性能增强.复合涂层在锌铝液中的使用寿命可以达到9 d,高于传统Al 2O 3-13%TiO 2涂层.复合涂层的结合强度也高于传统Al 2O 3-13%TiO 2涂层,但复合涂层的最终失效形式依然是由两种材料的热胀系数不匹配所导致的涂层开裂.

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。

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。

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)/℃.

NiO/Al2O3-TiO2加氢脱芳烃催化剂研究

研究了原位溶胶-凝胶镀膜法制得的NiO/Al2O3-TiO2催化剂,用X射线衍射方法研究了催化剂在反应前后组成和晶相的变化,用差热方法考察了随着温度升高催化剂中物相的转变情况,以及镍、钴和铁3种金属元素与γ-Al2O3载体的相互作用.考察了引入钼前后,催化剂催化煤油加氢脱芳烃的活性及稳定性的变化.

添加 Al-TiO2复合粉对Al2O3-C 材料的影响

首先,以Al粉和钛白粉(Ti O2)为原料,分别采用凝胶注模法、普通混合法和振动球磨法制备成m(Al粉)∶m(Ti O2粉)=1∶3.5的Al-Ti O2复合粉,然后分别将这三种Al-Ti O2复合粉按5%(w)的比例引入Al2O3-C材料中,以120 MPa压力等静压成型为25 mm×25 mm×170 mm的试样,然后在埋炭(焦炭)条件下于1 300℃保温3 h热处理,研究了Al-Ti O2复合粉对Al2O3-C材料物理性能、抗热震性能和显微结构的影响。结果表明:在Al2O3-C材料中添加Al-Ti O2复合粉体能降低其显气孔率,提高其常温抗折强度和抗热震性,并以凝胶注模法制备的复合粉体的改善效果最明显;Al-Ti O2复合粉体在Al2O3-C材料中反应后生成内壁为致密陶瓷相的封闭孔洞;凝胶注模法制备的Al-Ti O2复合粉体中,Ti O2粉能更充分地包裹金属Al粉,防止Al粉与Al2O3-C材料中的C反应,减少Al4C3的生成。

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。

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。

TiO2／SO4^2——Al2O3催化合成对硝基苯甲酸乙酯的研究

以复合固体超强酸为催化剂 ,合成了对硝基苯甲酸乙酯 ,通过正交试验 ,考察了原料配比 ,催化剂用量、反应时间等因素对产物收率的影响 ,确定了酯化最佳条件 :酸 /醇比 1∶5 ,反应时间 2h ,催化剂用量为反应物质量的 4% ,该条件下 ,产物收率达 97.6 %。

掺杂CuO-TiO2凝胶的Al2O3微波介质陶瓷低温烧结

研究了掺Cu/Ti凝胶的氧化铝胶凝体特性、烧结行为以及微波介电性能.研究发现:随着Cu/Ti比的增加,系统成胶凝体条件苛刻,易出现沉淀现象;在(C4H9O)4Ti,(CH3COO)2Cu的乙醇混合溶液中添加Al2O3粉料,Cu/Ti在氧化铝表面形成均质的胶状体;氧化铝的胶状体在750℃热处理后,CuO和TiO2结晶完全,形成Al2O3-CuO-TiO2混合体系,温度升高到1 050℃左右,生成CuO-TiO2低熔点化合物,促使氧化铝烧结温度降至1 360℃以下,剩余的TiO2弥散在氧化铝的晶粒间;以Cu/Ti=0.5:10的氧化铝胶凝体的综合性能最佳,在1 360℃烧结4 h,其微波介电性能为:εr≈10.92,Q×f=30 540 GHz,τf=-5.6×10-6/℃.

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。

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。

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。