Al_2O_3与ZrO_2复合粉涂层的组织形貌分析

利用大气等离子喷涂技术(ASP)在20号锅炉钢(20G)基体上制备A l2O3和ZrO2复合粉热障涂层(TBC)。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等观察分析了复合粉涂层表面形貌,分析了表面微裂纹和孔隙的形成过程。结果表明,涂层表面主要由-αA l2O3和t-ZrO2高温稳定相组成。复合粉涂层面层组织致密,A l2O3和ZrO2颗粒互熔在一起,从而提高了涂层的结合强度和致密度。

超音速等离子喷涂工艺参数对AlSi-20%Al/Ni涂层结合强度的影响

为使AlSi-20%Al/Ni超音速等离子喷涂涂层获得优良的结合性能,采用正交实验法研究了喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流等喷涂工艺参数对结合强度的影响。利用X射线衍射、扫描电镜等手段对涂层的相组成和断口形貌进行分析,利用WDW-E100D微机控制式万能拉伸试验机对涂层结合强度进行测试。结果表明:涂层由AlSi和AlNi两相组成,影响AlSi-20%Al/Ni涂层结合强度工艺参数的主次顺序为喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流,优化后的工艺参数为主气流量3.2m3/h,喷涂电流为380A,喷涂电压为130V,喷涂距离为90mm,在此参数下制备的涂层组织致密,其结合强度为65.5MPa。

等离子喷涂HA/Ti复合涂层研究 I.结构、组成和力学性能

采用等离子喷涂方法，在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基体上成功地制备了ＨＡ／Ｔｉ复合涂层，并对复合涂层的微观结构、相组成和力学性能进行了研究．结果表明，ＨＡ和Ｔｉ两相均匀地分布于复合涂层中．ＨＡ／Ｔｉ复合涂层的结合强度明显高于纯 ＨＡ涂层，这主要是由于 ＨＡ／Ｔｉ的复合缓和了涂层与基体之间的热膨胀系数失配．ＨＡ／Ｔｉ复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后，结合强度没有明显降低．ＨＡ／Ｔｉ复合涂层的断裂韧性和硬度均高于 ＨＡ涂层．

等离子喷涂制备羟基磷灰石复合梯度涂层研究进展

对国内外等离子喷涂羟基磷灰石复合梯度涂层与基体间的结合强度和涂层溶解性的研究现状进行了综述。羟基磷灰石功能梯度涂层不仅可以提高涂层和基体间的结合强度,而且还可以降低涂层在模拟体液中的溶解性。涂层表面的羟基磷灰石涂层具有良好的生物相容性,同时涂层中Ti-6Al-4V或ZrO2、TiO2等氧化物相的存在能够提高涂层的力学性能。指出喷涂后进行热处理是提高等离子喷涂涂层结合强度和涂层结晶度的有效方法。

等离子喷涂羟基磷灰石/氧化锆复合涂层力学性能分析

基体Ti-6Al-4V合金表面为羟基磷灰石（HA）涂层的植入体，已经广泛应用于外科整形临床手术中。为了提高涂层和基体的结合强度，本试验分别制备了90HA-10ZrO2和70HA-30ZrO2（按质量分数计）2种成分的复合涂层和纯HA涂层。复合粉末采用机械搅拌法制备粒径约为75～106μm，采用装备有NX100型Aotoman机械手的Metco 9M喷涂设备制备涂层。测量了涂层的结合强度（ISO13779—4：2002），采用SEM对涂层表面形貌和涂层微结构进行了分析，XRD分析了涂层相组成和结晶度。结果表明采用等离子喷涂（APS）制备的HA涂层熔化效果很好，但涂层中有未熔化的ZrO2颗粒，而且30％ZrO2的未熔颗粒明显多于前者。2种复合涂层的结合强度都要高于纯HA涂层。

HA/ZrO_2梯度涂层的制备及其抗冲击性能研究

为了研究梯度结构对HA涂层结合强度和抗冲击性能的影响,采用等离子喷涂在钛合金基体上分别制备纯HA涂层、HA/ZrO_2涂层以及HA/HA+ZrO_2/ZrO_2梯度涂层(分别命名为H1,H2和H3涂层)。利用SEM和拉伸实验机对涂层的截面形貌和结合强度进行分析,采用落球冲击实验机对涂层进行冲击实验,观察涂层的失效形式并分析了涂层的抗冲击性能。结果表明:制备出的HA梯度涂层呈现明显的分层结构,每一层都有相应的厚度分布且层间结合良好。涂层的结合强度随着ZrO_2梯度层的增加而增加。与H1涂层和H2涂层相比,H3涂层具有更好的抗冲击性能。H1涂层的冲击失效形式为涂层大面积脱落,H3涂层的失效形式为涂层层间的剥离。

ZrC复相陶瓷表面等离子喷涂ZrB2-SiC-ZrC陶瓷涂层的制备

为了提高ZrC陶瓷的高温性能,先采用Zr、Si和B4C原料粉末通过反应热压烧结制备ZrB2-SiC-ZrC喷涂粉末;再在喷砂处理后的ZrC复相陶瓷基体表面利用等离子喷涂技术制备ZrB2-SiC-ZrC涂层;对喷涂粉末的形貌及粒度、涂层的物相组成、表面和断面的显微组织及结合强度进行了分析和测试。结果表明:真空反应热压烧结法成功地制备出ZrB2-SiC-ZrC喷涂用材料,物相分析显示ZrB2、SiC和ZrC是主要的结晶相。涂层中的物相与喷涂前反应烧结试样的物相组成一致。不同喷涂条件下得到的ZrB2-SiC-ZrC涂层表面均呈凹凸不平的起伏形貌。涂层断面形貌显示,涂层与基体界面结合紧密,没有明显的开裂,涂层厚度均匀,表明采用等离子喷涂技术可以实现ZrC复相陶瓷上免粘结层的ZrB2-SiC-ZrC涂层的制备。

等离子喷涂HA/ZrO_2复合涂层结合强度研究

利用等离子喷涂设备在钛合金基体上制备了HA/ZrO2复合涂层,并对其结合强度进行了粘结拉伸法测定。根据均匀设计试验方案和二次多项式逐步回归分析,获得了试验范围内涂层结合强度与喷涂距离、喷涂电流、主气流量和辅气流量的关系式,其显著水平为0.0085、相关系数为0.9906,并得到了优化工艺参数值和涂层结合强度预测值。

大气等离子喷涂Al_2O_3基陶瓷涂层性能的研究进展

综述了大气等离子喷涂Al_2O_3基陶瓷涂层在耐磨性能、热抗震性能、耐腐蚀性能、抗高温性能以及结合强度、韧性等方面的研究进展。指出了目前研究所面临的问题,并分析了未来的发展趋势。

大气等离子喷涂Ni5Al/Al2O3-3%TiO2复合结构涂层的显微组织与力学性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在6061铝合金基体表面预制Ni5Al合金黏结层,再在黏结层上喷涂Al2O3-3%TiO2陶瓷层,研究了涂层的物相组成、微观形貌、显微硬度、结合强度、耐磨性能和耐腐蚀性能,分析了其拉伸断裂机理。结果表明:陶瓷层的物相主要由α-Al2O3、γ-Al2O3和锐钛矿型TiO2组成;黏结层与基体以及黏结层与陶瓷层均形成了机械结合,但黏结层与基体的结合界面更致密;与基体相比,涂层的显微硬度更高、耐腐蚀性能和耐磨性能更优;涂层的结合强度低于黏结层的,其拉伸断裂位置多在黏结层和陶瓷层之间的界面处以及陶瓷层内部,界面处的拉伸断裂形式为混合断裂,黏结层上的为韧性断口,陶瓷层上的为脆性断口。

C_f/SiC表面等离子喷涂金属过渡层及其界面结合特征

目的采用等离子喷涂工艺(APS)在C_f/SiC复合材料表面制备金属涂层。方法在对比等离子喷涂Mo粉、NiCrBSi粉以及自制的Ti70Ni20Cu10复合粉末三种涂层的组织形貌和界面结合的基础上,制备了Mo-10%Ti复合涂层,喷涂用粉为通过低速球磨方法在大颗粒的Mo粉表面包覆TiH_2粉末而得,喷涂时将基体预热至700℃,在氩气保护气氛下进行喷涂。结果 APS制备的Mo-10Ti涂层,组织致密均匀,孔隙率较低,无明显裂纹。涂层与基体结合紧密,没有发生剥离现象,结合强度超过6.3 MPa,断裂发生于基体侧。结论材料的热膨胀系数和润湿性是影响等离子喷涂金属涂层与C_f/SiC复合材料结合的关键因素,所设计的Mo-Ti复合涂层较好地兼顾了这两点。

参数对超音速等离子喷涂高炉风口Cr_2O_3-TiO_2涂层性能的影响

为了研制一种致密、结合强度高的高炉风口用Cr_2O_3-TiO_2复合涂层,研究了工艺参数对超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层结合强度和孔隙率的影响。确定了涂层致密度和结合强度最佳时的工艺参数。利用图形分析软件和涂层的截面显微组织照片计算涂层的孔隙率,通过拉伸实验测定涂层的结合强度。结果表明,随着喷涂参数(喷涂距离、喷涂功率、送粉率)的增大,涂层的结合强度先上升后下降,而涂层的孔隙率呈相反趋势。喷涂距离是影响涂层的孔隙率和结合强度的最主要因素,喷涂功率稍次之,送粉率的影响力最小。参数范围在喷涂功率64～66 kW、喷涂距离98～105mm、送粉率33～36 g/min时,涂层结合强度最高,孔隙率最低。

基于正交试验设计的电弧喷涂NiAl/3Cr18Mo复合涂层的性能研究

为获得制备NiAl/3Cr18Mo复合涂层综合性能较优的最佳工艺参数,采用正交法设计试验方案,利用电弧喷涂技术制备NiAl/3Cr18Mo复合涂层,系统研究了工作电流、电弧电压、空气压力和工作距离对复合涂层性能稳定性的影响规律。利用超景深三维显微系统对涂层的显微组织进行分析,并以结合强度及硬度为判据,总结了工艺参数与涂层性能的关系。结果表明:工艺参数中工作电流、工作距离对NiAl/3Cr18Mo复合涂层结合强度的影响程度最大,空气压力和电弧电压影响较小;工作电流、工作距离对NiAl/3Cr18Mo复合涂层硬度的影响程度较大,电弧电压和空气压力影响次之。在工作电流200 A、电压32 V、空气压力0.6 MPa、工作距离170 mm时所制备的涂层综合性能最好。

气体流量对铝合金表面等离子喷涂8YSZ热防护涂层微观特性及力学性能的影响

为了突破铝合金表面等离子喷涂热防护涂层结合强度低的技术瓶颈,采用三阴极等离子喷涂系统,在7A04-T6超高强铝合金基材表面制备了8YSZ热防护涂层,借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及万能力学试验机,分析表征了不同气体流量参数对涂层显微形貌、物相组成、显微硬度及结合强度的影响,并提出了气体流量参数对涂层结合强度影响的临界值。结果表明:不同的气体流量参数下制备的涂层上表面均存在着熔融及半熔融的粉末粒子形貌、不同尺寸的孔隙结构及不同程度的裂纹扩展形貌。伴随着气体流量的增加,涂层的致密度增加,涂层的夯实形貌则呈现先增加后减少的变化趋势。不同气体流量参数下制备的涂层的物相结构与喂料粉末基本一致,都仅存在单一成分的Zr_(0.92)Y_(0.08)O_(1.96)组元。伴随着气体流量参数的增大,涂层的平均显微硬度呈现逐渐增大的变化趋势,涂层的平均结合强度呈现先增大后减小的变化趋势。