超音速等离子高铝青铜磷光粒子复合发光涂层的性能研究

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体表面制备了Cu-14Al-X与SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)复合发光涂层,研究了不同喷涂工艺参数(H_2气流量)对制备涂层性能的影响。利用XRD、SEM、EDS及荧光/磷光发光光度计研究分析了喷涂层物相组织、形貌结构及其发光性能。结果表明,涂层均由Al_(0.5)Fe_(0.5)、AlFe_3、Cu_9Al_4、SrAl_2O_4相及少量SrAl_4O_7和SrFe_2O_4构成。随着H_2气流量从1L/min到16L/min增加,喷涂材料沉积率增大,磷光粒子沉积率增加明显,同时,涂层的发光强度随H_2气流量增加而增强,涂层结合强度、显微硬度及致密性也随H_2气流量增加而显著提高。

高铝青铜磷光复合冷喷涂层的发光及摩擦磨损性能

目的将耐磨材料、涂层制备技术以及磷光粒子的指示功能结合,发展一种简便经济的涂层监测技术。方法采用冷喷涂技术在T3紫铜基体上制备高铝青铜涂层及高铝青铜磷光复合涂层,利用SEM、EDS及荧光分光光度计等观察冷喷涂层的形貌,分析发光粒子的分布及涂层发光性能,并在室温条件下采用CSM往复式摩擦磨损试验机对干摩擦条件下涂层的摩擦磨损特性进行测试和分析。结果磷光粒子均匀分布在复合涂层中。涂层有较好的发光性能,经紫外线激发后发出裸眼可识别的黄绿光。磷光粒子的添加提高了高铝青铜磷光复合涂层的硬度,涂层摩擦表面磨痕较浅,呈轻微磨粒磨损特征,而高铝青铜涂层摩擦表面发生严重塑性变形,有剥落块及磨屑粘附在磨痕表面,呈粘着、疲劳磨损特征。结论磷光粒子的添加提高了复合涂层的抗磨性。磨损后的磷光复合涂层经紫外灯照射后,无荧光现象发生,能够实现检测涂层存在与否的功能。

SiO2包覆对稀土磷光粉在涂层中发光性能的影响

为了防止稀土磷光粉在复合涂层中的发光猝灭,利用溶胶-凝胶法对稀土磷光粉SrAl2O4:Eu^2+,Dy^3+进行表面包覆,制备SiO2-SrAl2O4包覆粉体,再用冷喷涂技术在45#钢基体上制备Cu-14Al-X/SrAl2O4(未包覆/包覆)复合涂层,通过发光现象实现对涂层摩擦磨损状况的监测。采用SEM、激光粒度分析等技术对包覆粉体进行表征,再结合SEM、F97 Pro荧光分光光度计等研究和检测复合涂层微观组织、微区成分及其发光性能,探究冷喷涂过程中磷光粉的发光猝灭机理及SiO2包覆防猝灭工艺效果。结果表明,稀土磷光粉与Fe、Mn、Ni等金属元素接触以及喷涂粒子相互高速撞击是造成冷喷涂层发光性猝灭的主要原因。溶胶-凝胶法能够制备具有核-壳结构SiO2-SrAl2O4包覆粉体,形成的SiO2壳层结构较好地改善了粉体表面形貌,使得包覆粉体表面较为平整圆润,硬度明显增大,涂层组织过渡良好,发光性能更优。