基于响应曲面的Ar气氛超音速等离子喷涂钛涂层

采用超音速等离子喷涂可低成本、高效率制备钛涂层。采用响应曲面法(RSM)中的Box-Behnken(BBD)设计分析了Ar流量、功率、喷涂距离3个因素与超音速等离子射流中钛粒子飞行速度和温度的交互性,利用SEM和显微硬度计研究了钛涂层的微观结构和显微硬度。结果表明:建立的线性模型可靠,喷涂距离对粒子飞行速度和温度影响最大,且随喷涂距离增加粒子飞行速度减小温度增加,而Ar流量和功率对粒子飞行速度和温度的影响与喷涂距离相反。超音速等离子喷涂制备出的钛涂层硬度较低,且呈多孔结构,随粒子飞行速度增加孔隙率降低。

涂层在冲击式压入条件下的失效机理及声发射信号特征

冲击式压入比静载式压入更易于诱导涂层失效,获得离散性较小的声发射信号,也容易制作成小型化便携设备。为了建立冲击式压入声发射信号与涂层结合强度的映射模型,揭示不同类型涂层在冲击式压入时的失效机理及声发射信号特征十分重要。采用配有声发射检测装置的冲击式压入设备分别对金属基体、NiCr涂层、有粘结底层Al_2O_3涂层及无粘结底层Al_2O_3涂层进行试验,分析了压痕的表面形貌、三维形貌、压痕尺寸及横截面形貌,测量了涂层的结合强度,并对能量计数、幅值、波形电压等声发射信号进行了分析。结果表明:在冲击式压入条件下NiCr涂层以界面开裂为主,无粘结底层Al_2O_3涂层以涂层断裂为主,并伴有一定的界面开裂,有粘结底层Al_2O_3涂层具有前两类涂层的共同特点;冲击过程中产生的声发射能量计数及波形电压对涂层的结合强度较为敏感,可用于涂层结合强度的表征。

高效能超音速等离子喷涂射流与涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术发展的重要方向之一。通过简化模型计算,比较了常见热喷涂技术的粒子飞行时间、等离子喷嘴喉口的能量密度,探讨了高效能超音速等离子喷涂典型陶瓷、易氧化纯金属、金属陶瓷复合材料、非晶材料等粒子飞行特征和涂层主要性能。结果表明:高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)所具有的高温、高速双高特点,使其能够对各种熔点、易氧化、易失碳材料实现低成本、高效率、高质量的涂层制备,是一种非常具有应用潜力的热喷涂技术。