等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2陶瓷涂层研究综述

本文从纳米结构喂料制备、纳米Al2O3-TiO2涂层结构特征及其形成机制、喷涂工艺及在线控制、纳米Al2O3-TiO2涂层性能4个方面论述了等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2涂层的研究进展。在此基础上,对等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2涂层的前景进行了展望。     

等离子喷涂陶瓷涂层降低孔隙率的研究进展

通过对等离子喷涂陶瓷涂层降低孔隙率研究现状的文献综述,概括了国内外在等离子喷涂制备Al2O3及其复合涂层、Cr2O3及其复合涂层、ZrO2及其复合涂层降低孔隙率的研究进展,展望今后等离子喷涂陶瓷涂层降低孔隙率的发展方向.     

涂层材料与几何尺寸对等离子喷涂残余应力的影响

在等离子喷涂过程中,由于基体与涂层的热膨胀系数的不匹配,在它们共同冷却的过程中,产生了不同的热变形。本文采用有限元瞬态热分析方法对等离子喷涂过程的温度场进行了分析。在此基础上,进一步计算了常用的Al2O3涂层与16MnR基体组成的喷涂系统的残余应力分布,并对计算结果进行了讨论。然后,针对不同的涂层尺寸、不同涂层材料(a相Al2O3、Al2O3、ZrO2、TiO2、Al2O3-ZrO3)进行了残余应力计算,对涂层与基体内部的应力进行了分析,并且比较了不同的涂层尺寸以及材料性能对应力状态及分布的影响,对实际喷涂工艺有一定的指导意义。     

金属表面Ni/Al-13wt%TiO2/Al2O3梯度复合陶瓷涂层的腐蚀行为

为了解决陶瓷涂层中的通孔问题，把复合材料与梯度材料的主应用到陶瓷涂层，采用等离子喷涂技术在Q235钢表面形成Ni/Al-13wt％TiO2/Al2O3梯度复合陶瓷涂层，对其在沸腾的5％HCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明，Ni/Al-13wt%TiO2/Al2O3梯度复合陶瓷涂层中的通孔率较单一层Al2O3陶瓷涂层显著降低，带有该梯度复合陶瓷涂层试样的耐蚀性明显提高，该涂层腐蚀14天仍未出现鼓泡削落现象。     

Fe/Al2O3陶瓷涂层在HNO3溶液中的腐蚀行为研究

采用喷涂和溶胶-凝胶相结合的方法制备了Fe／Al2O3陶瓷涂层。对其与45号钢在65％HNO3溶液中的腐蚀行为进行研究。应用金相显微镜和X射线衍射仪分析陶瓷涂层的界面和组成。结果表明，Fe／Al2O3陶瓷涂层材料结构致密，孔隙率少，涂层与基体结合良好，能够有效阻止腐蚀液向陶瓷涂层内部浸入，其耐腐蚀性能明显高于钢基体；涂层中α-／Al2O3，FeAlO3以及Fe3Al相的均匀分布，提高了陶瓷涂层材料的耐腐蚀性。     

Al2O3拉晶杆的研制

该新型材料用于延长机械零件的服役期限,提高服役可靠性。研究中采用等离子喷涂技术,制备了具有耐磨、耐蚀和耐热等多功能的陶瓷梯度涂层,针对热喷涂陶瓷涂层中残余应力、微孔洞和层间界面的弱结合三大问题,研究过程中系统地研究了喷涂工艺参数、涂层结构和陶瓷材料成分对涂层组织和性能的影响。本研究将功能梯度材料设计思想运用到多功能涂层设计中,给出了适合工业应用的梯度复合结构涂层模型;在Cr2O3陶瓷材料中采用CeO2、SiO2添加剂可改善涂层的组织和性能;同时建立了涂层热震寿命预测数学模型,为涂层安全可靠工作提供了理论依据。耐磨…     

Ni/Al、NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni/Al、NiCr为粘结层材料 ,Cr2 O3 为陶瓷层 ,用等离子喷涂技术在 45 # 钢上制得了Ni/Al Cr2 O3 和NiCr Cr2 O3 双层涂层 ,通过电化学方法对带涂层的试样的腐蚀行为进行了研究 ,并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明 ,在有盐性介质存在的情形下 ,NiCr比Ni/Al有更好的耐蚀性。     

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、表面行貌分析。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;显微压痕和断口表明复合涂层的韧性较Al2O3涂层有着明显提高。     

Ni／Al、NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni/Al,NiCr为粘结层材料，Cr2O3为陶瓷层，用等离子喷涂技术在45#钢上制得了Ni/Al Cr2O3和NiCr Cr2O3双层涂层，通过电化学方法对带涂层的试样的腐蚀行为进行了研究，并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明，在有盐性介质存在的情形下，NiCr比Ni/Al有更好的耐蚀性。     

Ni/Al、NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni/Al、NiCr为粘结层材料，Cr2O3为陶瓷层，用等离子喷涂技术在＃45钢上制得了Ni/Al Cr2O3和NiCr Cr2O3双层涂层。通过电化学方法对带涂层的试样在5％的NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究，并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明，在有盐性介质存在的情形下，NiCr比Ni/Al有更好的耐蚀性。