反应等离子喷涂TiN-Al3Ti-Al复相陶瓷涂层的研究

采用反应等离子喷涂法制备了TiN—Al3Ti—Al复相陶瓷涂层，并通过XRD、SEM对复相涂层进行了相分析、表面形貌分析。结果表明，涂层主要由TiN、Al3Ti、Al等三相组成；涂层的结构为富硬质相和富软质相堆叠在一起的层状组织。显微压痕和断口形貌的分析结果还表明，复相涂层的韧性较Al2O3涂层有着明显提高。     

反应等离子喷涂TiN涂层电化学腐蚀行为

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为.研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行.涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因.     

反应等离子熔覆原位合成TiN复合涂层微观组织及显微硬度研究

Ti N相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性。采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了Ti N复合涂层。采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性。结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶Ti N相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上。复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·m。     

等离子与火焰喷涂镍铝涂层性能研究

采用等离子和火焰两种方法制备NiAl涂层,对比了NiAl复合粉末在这两种喷涂工艺条件下所得涂层的硬度、结合强度和组织结构。实验结果表明采用等离子法制备的NiAl涂层致密,涂层孔隙率低,与基体的结合强度高,且涂层的硬度较高。     

等离子喷涂涂层的研究进展

本文介绍了等离子喷涂涂层的微观结构,力学性能,涂层表面处理及物理性能等国内外最新的研究进展。     

等离子喷涂制备铁基复合陶瓷涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉作原料,采用等离子反应合成技术制备出了金属颗粒增韧的FeAl2O4-Al2O3-Fe复合陶瓷涂层。研究分析了复合涂层的组织及其性能。结果表明：等离子反应合成得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体相上的复合涂层。复合涂层的断裂韧性和结合强度明显优于普通Al2O3涂层,特别是复合涂层的具有较高的耐磨性能。     

等离子喷涂镍基封严涂层热性能的研究

研究了镍基可磨耗封严涂层的抗热性能。采用等离子喷涂工艺喷涂镍基复合粉末,并对喷涂后涂层的抗热性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂制备的镍基封严涂层经过500℃不同时间热处理试验,涂层的硬度及显微组织仍能满足涂层的使用要求,涂层的抗热性能良好。     

等离子喷涂阻燃涂层性能研究

采用大气等离子喷涂工艺在TA15钛合金上制备了复合涂层,利用激光点燃法测量了复合涂层的阻燃性能,采用SEM、EDS对试样进行对比分析。结果表明:复合涂层在一定条件下具有阻燃作用,涂层厚度增加,阻燃性能增加;复合涂层主要是导热系数低,涂层吸收能量,减小基体对热量的吸收,同时阻止钛合金与氧接触机制来阻燃;TA15烧蚀后,主要为Ti的氧化物、少量Al的氧化物和Zr的氧化物,烧蚀中心发生Mo的氧化物挥发现象,复合涂层烧蚀后主要分四个区域。     

超音速等离子喷涂纳米防污陶瓷涂层研究

以NiCr合金为底层,含防污成分的纳米Al_2O_3-13%TiO_2为面层,采用超音速等离子喷涂方法制备纳米防污陶瓷涂层。研究了不同工艺对涂层截面形貌、孔隙率、显微硬度及结合强度的影响,探讨了涂层的防污性能,获得了较优的喷涂工艺参数:Ar流量3.6～3.8 m~3/h,H_2流量0.4 m~3/h,电流400～420A,电压150V,喷距100mm,送粉量30g/min。采用较优超音速等离子喷涂工艺制备的纳米防污陶瓷涂层孔隙率可达0.8%,HV_(0.3)≥987,结合强度≥35.15 MPa,并且抗海生物附着性能优良。     

等离子喷涂AlCuCoSi准晶热障涂层性能研究

应用Al63Cu17.5Co17.5Si2准晶粉末,采用大气等离子喷涂工艺在ZL109基体上制备了涂层,并对涂层的热导率、抗热冲击性能及热稳定性进行了测量。结果表明:涂层具有十面体准晶结构;在200℃、400℃、600℃下涂层热导率分别为4.46W/(m·K)、5.2W/(m·K)和5.67W/(m·K),与传统ZrO2热障涂层接近;经过100次400℃到室温水淬热冲击后,涂层无任何剥落现象,且涂层中没有裂纹存在;涂层在350℃下经过350小时保温处理,其成分和相结构基本不发生变化,但涂层存在致密化倾向,孔隙率由喷涂态的18.0%降低至7.5%,此外,在基体与界面之间出现了轻微的扩散现象。因此,Al63Cu17.5Co17.5Si2准晶涂层具有良好的抗热冲击性能和热稳定性,可以作为热障涂层使用。     

反应等离子喷涂制备原位TiC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

以钛铁粉、铁粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,采用前驱体热分解复合技术制备了Fe-Ti-C系反应热喷涂粉末,并通过普通等离子喷涂技术原位合成并沉积了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了喷涂粉末和复合涂层的相组成和显微结构.结果表明:前驱体热分解复合技术制备的Fe-Ti-C反应喷涂粉末粒径均匀,原料粉末颗粒间的结合强度高;所制备的TiC/Fe复合涂层主要由不同含量TiC颗粒分布于金属Fe基体内部而形成的复合片层叠加而成;TiC颗粒大致呈球形,粒径呈纳米级;TiC理论质量分数53%的TiC/Fe金属陶瓷涂层的耐磨粒磨损性能较好,SRV磨损实验中涂层的磨损面积为基体(45钢)的1/25左右.     

Reactive Plasma Sprayed TiN Coating and Its Thermal Stability

 TiN coating was prepared by reactive plasma spraying in the Ar and N2 containing plasma jet. The results of XRD show that the TiN coating consists of TiN and Ti3O, neither Ti2N nor TiO2 phases. The toughening mechanism was characterized by analyzing the SEM morphologies of the TiN coating′s indentation of microhardness and fracture surfaces. The results indicate that the coating possesses a high toughness. The adhesion strength among the TiN layers is 2588 MPa, which is slightly lower than that of the Ni/Al bonding coating. The oxidation process of the RPS TiN coating is TiN→Ti3O→TiO2.     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,Si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

微观缺陷对等离子喷涂TiN涂层力学性能的影响

涂层内氧化物和孔隙等微观缺陷是影响涂层力学性能的关键因素,采用等离子喷涂技术制备Ti N涂层,利用SEM、XRD、EDS分析喷涂参数对涂层内氧化物和孔隙率的影响,并研究氧化物和孔隙率对涂层硬度和断裂韧性的影响规律,优化等离子喷涂参数。结果表明:在较远喷涂距离和较大喷涂功率下,涂层内具有较少的氧化物和孔隙;随涂层内氧化物和孔隙增多,涂层硬度呈降低趋势;涂层内氧化物的存在可提高涂层的断裂韧性,但氧化物较多时会降低涂层层状结构内聚强度,涂层断裂韧性随氧化物增多呈现先增加后降低的变化趋势。     

超音速等离子喷涂YPSZ涂层的组织及耐磨性能

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO₂相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10^-2mm³,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善.     

反应火焰喷涂TiC/Fe金属陶瓷复合涂层的组织结构

采用钛铁矿粉、石墨粉和铁粉为主要原料,利用反应火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等手段,研究了涂层的显微组织结构.结果表明,反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层主要由TiC和Fe两相组成.涂层具有多层多相的结构,即由TiC含量不同的片层交替叠加而成;在富TiC片层中,大量的、比较细小的(粒度小于0.5μm)、大致呈球形的TiC颗粒弥散分布在Fe基体上.这种显微组织结构有利于改善金属陶瓷涂层的耐磨性能.     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2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。     

氮气流量对TiN 薄膜组织结构及力学性能的影响

采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积TiN薄膜,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段,研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明,随着氮气流量的增加,薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低,膜基结合力逐渐增加,膜基结合力在16 mL/min时达到最大67.2 N;表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 mL/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由(200)晶面转向(111)晶面生长;TiN薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 mL/min和12 mL/min时为金黄色,4 mL/min和16 mL/min时颜色较差.      

高铝青铜粉体超音速等离子喷涂层感应重熔后的组织及性能

为了改善涂层的组织和性能,对超音速等离子喷涂技术制备的高铝青铜涂层进行高频感应重熔处理,研究重熔后涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.感应重熔前涂层具有层流状组织特点,含有少量氧化渣、孔隙及未完全熔融颗粒,涂层与基体间以机械结合为主.感应重熔能消除未熔颗粒和夹杂,使组织致密、均匀,组织的层流特征弱化,孔隙率有所下降.基体元素和涂层元素相互扩散,在界面形成一条明显的白亮带,呈冶金结合状态,结合牢固,涂层的结合性能有所改善.重熔后扩散带和涂层表面的硬度较高,界面结合强度也由重熔前的25.110提升至83.358 MPa.