ZrO_2纳米晶涂层修饰改性的陶瓷微滤膜性能

对α-Al2O3陶瓷膜进行四方相的ZrO2纳米涂层修饰。陶瓷膜分别经5,8.5,12nm3种不同尺寸的四方相ZrO2纳米晶涂层修饰改性后,ZrO2纳米晶的尺寸越小,Zeta电位的绝对值也就越大,等压下的水通量也就越大。经修饰改性后的陶瓷微滤膜在平均孔径相对于支撑体缩小约10倍后,在相同压差下其水通量明显大于支撑体的水通量。过膜后水的渗透压呈略微上升的趋势及电导率产生突跃性的增加。在陶瓷膜表面羟基的亲水性和荷电特征等因素的作用下,过膜后较大的水分子团簇(结构)断裂为较小的团簇。

等离子喷涂溶胶制备纳米ZrO_2涂层工艺及涂层结构表征

采用等离子喷涂溶胶工艺制备了氧化锆纳米涂层。并用X射线衍射仪、扫描电镜观察了溶胶干燥粉末和涂层的物相组成及显微结构。结果表明,溶胶自然干燥后为非晶态,通过加热可以得到晶体结构,等离子喷涂形成的涂层为单斜相与立方相的混合晶体结构。制备的涂层由熔化较好的颗粒形成的致密块体和微裂纹组成。本方法能够得到晶粒很细的纳米结构涂层。

镁合金表面纳米ZrO_2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10^(-5)mm^3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。

等离子喷涂纳米ZrO_2复合陶瓷涂层冲蚀行为

以常规和纳米团聚体ZrO2-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TC4钛合金表面制备了常规和纳米结构陶瓷涂层,并对其进行冲蚀实验,研究了涂层微观组织和性能对涂层抗冲蚀性能的影响,以及不同工艺参数下涂层冲蚀性能。用扫描电镜(SEM)和XRD分析了涂层组分和微观结构,同时利用显微硬度计对涂层的硬度进行了测试。结果表明,等离子喷涂纳米ZrO2涂层抗冲蚀性能明显高于常规ZrO2涂层。当冲蚀角为90°时冲蚀失重最大,表现为脆性冲蚀,随着速度的增大冲蚀失重也随之增加。等离子喷涂纳米ZrO2涂层由熔化区和部分熔化区组成,部分熔化区属微纳米结构,熔化区在沉积急冷和冲击应力的作用下会形成细晶,微纳米结构与细晶共同作用下的纳米陶瓷涂层的平均粒度将远远小于常规陶瓷涂层的平均粒度,使其硬度增加;微纳米区域在涂层中其局部晶界的强度特别高,裂纹难以沿着晶界扩展,起到了良好的增韧的作用,硬度和韧性的提高使涂层的抗冲蚀性能增强。

等离子喷涂纳米ZrO_2涂层均匀性及熔炼试验研究

作为石墨坩埚模具熔铸隔离涂层,火焰喷涂CaZrO3涂层在应用上存在缺陷,采用等离子喷涂方法在石墨坩埚模具表面制备均匀纳米ZrO2隔离涂层,涂层抗热震性能良好。熔炼考核后涂层光洁,未受浸蚀,涂层与基体结合良好,无龟裂、剥离。

等离子喷涂层与微弧氧化膜层的摩擦磨损性能比较

采用等离子喷涂法在钛合金基体上制备了纳米氧化锆陶瓷涂层,采用微弧氧化法在锆合金基体上制备了氧化锆陶瓷膜层。通过摩擦磨损试验研究了纳米陶瓷涂层和微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果表明:在往复滑动磨损条件下和两种载荷水平下,两种涂层均呈现相同的耐磨性规律;在较大载荷下,微弧氧化膜层的磨痕深度较大,即纳米ZrO2陶瓷涂层的耐磨性优于微弧氧化陶瓷膜层。