不同复合形式对AlSi／BN粉末及其涂层组织性能的影响

本文通过对两种组元的粒度设计,制备出BN与AlSii团聚、BN包裹AlSi、AlSi包裹BN三种形态的AlSi／BN复合粉末,通过大气等离子喷涂制备AlSi／BN可磨耗封严涂层,对粉末及涂层组织性能的研究结果表明,BN与AlSi团聚复合粉末涂层的BN含量最高,热稳定性最好。AlSi包裹BN复合粉末形成的涂层具有最高的硬度,其BN的损失特性为烧损和冲击型损失。     

低烧损ZrB_2/SiC复合粉末制备及涂层抗烧蚀性能研究

采用喷雾造粒-胶粘包覆的方法制备了一种低烧损核壳结构ZrB_2/SiC复合粉末,研究了胶粘包覆过程中不同清漆含量对粉末包覆效果的影响。结果表明清漆含量不足时细粉包覆不完全,细粉出现单独团聚的现象;清漆含量过多时,造成原始球形颗粒的粘连;当清漆含量为4.5%时,获得包覆效果良好的粉末,外层包覆完整均匀。为了研究等离子喷涂过程中核壳结构粉末SiC发生分解烧损程度,对比了分别采用核壳结构和均匀弥散结构ZrB_2/SiC复合粉末所制备涂层的微观形貌及涂层中元素分布。结果表明核壳结构粉末喷涂涂层成分均匀性良好,高熔点ZrB_2保护内层SiC,可有效减少SiC在等离子焰流中的烧损,实现涂层和粉末成分的一致性。对核壳结构复合粉末制备的涂层进行了20s的氧-乙炔火焰烧蚀试验,涂层质量烧蚀率为1.837×10~(-3)g/s,对涂层抗烧蚀机理进行了初步探讨。     

低烧损 复合粉末制备及涂层抗烧蚀性能研究

采用喷雾造粒-胶粘包覆的方法制备了一种低烧损核壳结构 ZrB2/SiC 复合粉末， 研究了胶粘包覆过程中不同清漆含量对粉末包覆效果的影响。 结果表明清漆含量不足时细粉包覆不完全， 细粉出现单独团聚的现象； 清漆含量过多时， 造成原始球形颗粒的粘连； 当清漆含量为 4.5% 时， 获得包覆效果良好的粉末， 外层包覆完整均 匀。 为了研究等离子喷涂过程中核壳结构粉末 SiC 发生分解烧损程度， 对比了分别采用核壳结构和均匀弥散结构ZrB2/SiC 复合粉末所制备涂层的微观形貌及涂层中元素分布。 结果表明核壳结构粉末喷涂涂层成分均匀性良好，高熔点 ZrB2 保护内层 SiC， 可有效减少 SiC 在等离子焰流中的烧损， 实现涂层和粉末成分的一致性。 对核壳结构复合粉末制备的涂层进行了 20s 的氧-乙炔火焰烧蚀试验， 涂层质量烧蚀率为 1.837×10-3g/s， 对涂层抗烧蚀机理进行了初步探讨。     

两种钴碳化钨涂层的组织性能研究

选用核壳包覆WC-Co粉末与团聚烧结钴碳化钨粉末进行物理性能对比,采用等离子喷涂系统制备涂层。通过SEM、显微硬度和化学成分等分析手段,检测两种涂层的性能。结果表明核壳包覆WC-Co粉末有效减少喷涂过程中碳的烧损,同比减少失碳量21.8%,涂层相对致密均匀,孔隙率小于5%;粉末沉积率高于团聚烧结WC-Co,达到52.2%,显微硬度873.6HV0.2,明显高于团聚烧结WC-Co 637.3HV_(0.2)。     

YSZ粉末致密度对涂层性能的影响

为了研究YSZ粉末特性对热障涂层性能的影响,选择三种通过造粒烧结工艺制备的商用YSZ粉末,测试对比了粉末颗粒的各项性能,发现三种粉末仅致密度存在显著差异。在两种不同功率条件下采用等离子喷涂工艺利用三种YSZ粉末制备了热障涂层,观察了涂层的金相组织和断口形貌,测试了涂层孔隙率和结合强度,并采用电弧风洞考核了涂层的服役性能。研究结果表明,粉末致密度对涂层性能有显著影响,致密度高的YSZ粉末喷涂过程中熔融状态更好,涂层的孔隙率更低,结合强度更高;针对致密度低的粉末,增大喷涂功率可改善粉末的熔融状态,从而改善涂层的性能。经工艺调控制备的孔隙率和结合强度相近的涂层具有相当的隔热防护效果。     

真空冷喷涂LiNi_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33)O_2涂层颗粒沉积行为研究

真空冷喷涂是一种基于室温及真空条件下超细陶瓷粉末粒子的撞击破碎实现涂层沉积的方法。目前,真空冷喷涂技术已经在微电子器件,金属防护以及新能源领域展现了良好的应用前景。本研究将目光转向锂离子电池,基于真空冷喷涂技术,在氧化铝基体上制备了锂离子电池LiNi_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33)O_2(NMC)三元材料正极涂层,使用扫面电子显微镜(SEM)观察了NMC涂层的表面及截面微观形貌,使用X射线衍射(XRD)对涂层的相结构进行了测试,使用3D激光显微镜表征了涂层的表面粗糙度,系统研究了载气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件对NMC涂层微观形貌及粒子沉积行为的影响。结果表明,在真空冷喷涂NMC涂层中可以观察到明显颗粒破碎沉积现象,涂层结构致密。NMC粉末颗粒沉积方式受气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件的影响,载气流量的提高会提高粒子撞击速度,从而提高涂层沉积速率,但过高的气流量会导致粒子发生冲蚀,在涂层表面留下凹坑,致使涂层粗糙度增大。喷涂距离过大会导致NMC颗粒撞击速度减小,粒子破碎不充分,涂层呈现出类似团聚粉末堆积的疏松结构。喷涂次数影响涂层厚度,在合适的沉积参数条件下,可以通过调整喷涂次数实现涂层厚度的线性调控。     

一种等离子喷涂Al/BN封严涂层

通过进行Al/BN面层粉末、NiAlW合金底层粉末喷涂工艺试验,确定了Al/BN及NiAlW粉末的化学成分和粒度分布,使其适合大气等离子喷涂的工艺要求,并制备出Al/BN可磨耗封严涂层。该涂层结合强度和布氏硬度适中,450℃耐热震性能良好,且在300小时以内组织稳定。销盘摩擦磨损试验结果表明,在室温下,涂层刮削性好,没有对GH2150变形高温合金摩擦销造成明显损伤;在450℃下,未对ВТ18У钛合金和GH2150摩擦销合金造成明显的磨损损伤,但其耐磨损性能有所下降。     

PS-PVD 热障涂层显微结构对耐侵蚀性能的影响研究

采用等离子喷涂物理气相沉积 ( PS-PVD ) 技术开展了热障涂层梯度结构调控研究，通过调整喷涂送粉速率， 在底部、中间和顶部沉积阶段制备了五种不同的热障涂层，对热障涂层的显微组织、粗糙度、孔隙率、耐熔盐腐 蚀和耐粒子冲蚀性能进行表征，阐明了显微结构变化对热障涂层耐侵蚀性能的影响。研究表明：送粉速率的变化 对PS-PVD热障涂层羽柱状结构的沉积有显著的影响，低送粉速率下，涂层底部结构比较致密，当送粉速率增大时， 由于粉末颗粒在喷涂过程气化不充分，未熔粒子增加，羽柱状顶部结构趋向致密结构转变，涂层顶部孔隙率下降， 表面粗糙度降低。送粉速率由底至顶梯度递增制备的涂层表现出较高的耐熔盐腐蚀性能和耐粒子冲蚀性能。     

新型铝硅氮化硼复合涂层材料及可磨耗封严涂层的制备和性能研究

本文以铝硅合金粉和六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用机械包覆工艺制备了铝硅氮化硼复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备了可磨耗封严涂层,并对涂层的显微组织、表面硬度、结合强度和抗热震性能进行了研究.研究表明,该复合粉末材料具有良好的喷涂工艺适应性,能有效避免氮化硼组分在喷涂过程中的烧损,喷涂后涂层的各项性能良好,可以满足发动机对工作温度≤450℃的封严涂层的使用要求.     

YSZ 粉末结构特征对其 PS-PVD 热障涂层 形貌影响的研究

热喷涂粉末材料特性对涂层组织形貌通常具有重要影响。PS-PVD技术作为一种新兴的热障涂层制备技术,受到了国内外的广泛关注,但粉末材料特性对YSZ热障涂层沉积形貌影响的研究尚待深入。本文采用化学沉淀、喷雾造粒等方法制备了适于等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)的YSZ球形团聚粉末,通过制备工艺参数的调节获得了具有不同结构特征的YSZ粉末,并对其进行了PS-PVD涂层沉积试验研究。研究结果表明,YSZ粉末在PS-PVD等离子射流中实现有效气化,首先需要粉末具有合适的粒径,粉末过粗或过细均不利于粉末气化及类柱状晶涂层结构的形成,通常D10不大于3μm、D_(50)处于5-10μm、D_(90)不大于25μm的YSZ粉末更容易气化;当粉末粒度范围和松装密度接近,内部疏松程度不同时,"二次团聚"造粒粉末经射流后气化沉积效果明显优于仅"一次团聚"粉末;对粉末进行不同程度的致密化处理后,其内聚强度和松装密度变高,由于粉末过于致密难以实现有效气化,涂层沉积速率低;而内聚强度适中,松装密度为1g/cm~3左右的粉末沉积效果较好。     

热喷涂技术沉积环境屏障涂层（EBC）的评估

目前研究的环境屏障涂层用于防护在富含水蒸气的燃烧环境中使用的涡轮发动机部件,为实现本目的需要致密、无裂纹并且具有较好粘结力的涂层。本文对沉积Yb_2Si_2O_7和Si环境屏障涂层的不同热喷涂技术进行了评估。由于快速凝固导致的玻璃化转变以及含硅物质的蒸发,使得耐火硅酸盐材料的等离子喷涂很复杂。硅在喷涂过程中,尤其是在大气环境下,容易被氧化,因此低密度硅的等离子喷涂工艺也需要细致的优化。本文采用了大气等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)及等离子物理气相沉积(PS-PVD)分别制备了Yb2Si2O7涂层。分析了涂层的微观组织结构、非晶含量以及相组成,针对工艺参数和材料性能,讨论了每种喷涂技术相比于其他喷涂方法的优点和缺点。     

粉末粒径对真空等离子体喷涂钛涂层的影响

粉末粒径是影响等离子体喷涂涂层结构和性能的主要因素之一。本文采用四种不同粒径分布的钛粉,通过真空等离子体喷涂（VPS）工艺在不锈钢基体上制备了粗糙多孔的钛涂层,研究了粉末粒径与钛涂层表面粗糙度、气孔率和结合强度间的关系。结果表明：在粉末熔融状况良好的情况下,不同粒径分布的钛粉制备的涂层结构均较均匀;钛涂层的表面粗糙度和气孔率随粉末粒径的增大而增大,涂层结合强度随粉末粒径增大而减小。     

Preparation of tungsten base composite powder by electroless nickel plating

Abstract

Fine tungsten powder with an average size of 8 μm was coated by electroless nickel plating with hydrazine and sodium hypophosphite reducing agents to obtain Ni and Ni–P coatings, respectively. The influence of process parameters such as temperature, pH and time of electroless plating was investigated. As coated composite powders were characterised by energy dispersive spectrometer analysis and scanning electron microscopy. It was found that, high homogeneity Ni/Ni–P coatings are deposited around the tungsten particles. Also it was shown that deposited mass on the powders increases as the temperature and pH of bath increase, but with different deposition rates depending on coating type. Furthermore, other results indicate that at higher pH values, the P content in the Ni–P coating decreases, leading less impurity in the final composite powders.     

Y2O3-CeO2-ZrO2 Powder Prepared by Co-Precipitation and As-Plasma-Sprayed Coating

The Y2O3-CeO2-ZrO2 powders were prepared using a co-precipitation process and the corresponding coatings were prepared by plasma spraying. The results show that an optimal composition exists in Y2O3-doped CeO2-ZrO2, but not in CeO2-doped Y2O3-ZrO2. The powders mainly contain tetragonal phase and a trace amount of monoclinic phase. The homogeneity in composition, large agglomerate size, ideal particle size distribution and high flowability were obtained. The as-sprayed coatings are composed of non-transformable tetragonal phase, tz‘ structure, and resistant to transformation under thermal or mechanical stresses.     

用于瓦楞辊防护的WC-12Co涂层组织和性能研究

采用团聚烧结法制备了一种含有纳米粒子的新型瓦楞辊专用WC-12Co喷涂粉末,并使用超音速火焰喷涂工艺（HVOF）制备了该粉末的两种涂层。测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率、开裂韧性和单道次沉积厚度。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜和金相显微镜对喷涂粉末、涂层的组织结构进行了观察,并与进...     

大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的工艺及性能研究

利用大气等离子喷涂国产化铝硅-聚苯酯粉末,针对喷涂工艺对铝硅-聚苯酯粉末喷涂涂层的金相组织、硬度、热稳定性、结合强度等性能的影响进行了研究。结果表明:国产化铝硅-聚苯酯粉末可满足喷涂工艺要求,通过调节工艺参数可实现涂层较好的组织分布及力学性能状态,保温50h后涂层硬度有所降低,后期趋于稳定。     

喷涂工艺参数对铝硅氮化硼封严涂层组织及性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备了铝硅氮化硼封严涂层,通过对涂层显微结构、硬度、结合强度和飞行粒子状态的研究,分析了喷涂工艺参数(功率22～34kW、送粉量30～50g/min及喷涂距离90～150mm)的变化对涂层组织和性能的影响规律。研究结果表明:随着功率的增加,飞行粒子温度和速度均增加,涂层的孔隙率和BN含量降低,硬度和结合强度提高;随送粉量增加,粒子温度和速度均减小,涂层孔隙率和BN含量增加,硬度和结合强度降低;随着喷涂距离的增加,粒子飞行速度降低的影响大于温度升高的影响,导致涂层孔隙率和BN含量提高,硬度和结合强度降低。     

超音速火焰喷涂制备Cr2AlC涂层组织性能研究

采用真空分段烧结法制备了两种不同粒度的高单相Cr2AlC化合物粉末,并使用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在GH4169高温镍合金上制备了Cr2AlC涂层,对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,测试了涂层的显微硬度、孔隙率,并采用扫描电子显微镜(SEM)对喷涂粉末及涂层截面形貌进行了观察,结合扫描电镜能谱仪(EDS)和X射线衍射研究了涂层相组成,分析了粉末粒度对涂层微观组织结构的影响。研究结果表明:采用超音速火焰喷涂成功制备了厚度超过200μm的Cr2AlC涂层,涂层与基体紧密结合,涂层微观组织致密,采用较细的粉末有利于得到更高致密度的涂层。在喷涂过程中,有少量Cr2AlC粉末发生分解形成Cr7C3化合物。     

MgFe_2O_4铁氧体改性羰基铁粒子制备及吸波性能

采用非均匀成核和化学沉淀相结合的方法制备了MgFe2O4铁氧体改性羰基铁(Carbonyl Iron,CI)复合粒子。用XRD和SEM对产物的晶体结构和微观形貌进行分析;研究了改性前后粒子在2~18GHz的电磁参数和吸波性能。结果表明:采用非均匀成核和化学沉淀相结合的方法可以制备MgFe2O4包覆CI复合粒子;改性粒子的复磁导率和介电常数实部较CI降低;介电常数虚部在频率为6~11.5GHz时大于CI,并在9 GHz左右有一个电损耗谱峰;改性粒子在-10 dB处频宽大于CI,最大吸收峰位置较CI向高频迁移;吸收层厚度为1.5 mm时,改性粒子的吸收峰值为-17.8241 dB,-10 dB的频宽为5.52 GHz,较改性前CI粒子,有效地改善了单一CI作为吸波剂的吸波性能。