基体条件优化对Sm2Ce2O7/SiC涂层的热冲击应力影响

采用ANSYS软件对不同基体条件下Sm_2Ce_2O_7/SiC涂层的热冲击应力进行了研究,优化了基体条件。结果表明:涂层界面在热冲击瞬间存在较大的冲击热应力,径向应力远大于轴向应力;涂层的径向应力随基体厚度的增大而增大,基体厚度超过10 mm后,应力趋于稳定;涂层的抗热冲击性能随着基体半径的增加逐步提升,当基体半径大于18 mm时,涂层的抗冲击性能基本不变。     

基于连续损伤力学的铝车身涂层抗划伤能力

开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能力。研究发现:用所建立的自定义材料模型对涂层划伤进行分析,不仅可以得到涂层的应力分布,而且可以预测涂层在载荷作用下裂纹的产生和扩展趋势;涂层对划伤速度高的载荷具有更高的抵抗划伤能力,涂层厚度对涂层抗划伤能力也有一定影响;而基体材料性能和基体厚度对涂层抗划伤能力的影响很小,研究结论可以为涂层材料的优化设计提供理论支持。     

等离子喷涂参数对镍基合金涂层组织及冲蚀磨损性能的影响

采用SEM、XRD、LSCM和冲蚀磨损试验机研究了等离子喷涂参数(氢气流量HFR、喷涂电流I)对Ni60涂层组织与冲蚀磨损性能的影响。结果表明,Ni60涂层主要由γ-Ni、Ni3B、Cr2B、CrB、M7C3、M23C6相构成;增加HFR、I有利于减小涂层中层片厚度,增加涂层结晶度、平均晶粒尺寸、微观应变量及残余应力,提高涂层显微硬度及抗冲蚀磨损性能。但过大的HFR、I(15ft3/h、600A)导致涂层孔隙率增加,显微硬度及抗冲蚀磨损性能降低。等离子喷涂参数HFR=12.5ft3/h、I=500A时,在小角度冲蚀条件下,Ni60涂层具有更高的抗冲蚀磨损性能。     

基体表面状态对Fe3Al／Al2O3复合涂层性能的影响

利用等离子喷涂方法在相同喷涂工艺条件下，分别在不同表面状态的Q235钢基体上制备了Fe3Al/Al2O3陶瓷复合涂层。通过对涂层的结合强度、抗热震性能等试验，分析研究了基体表面状态对涂层性能的影响。结果表明，对基体进行有效的表面处理，使其获得高的表面粗糙度和表面活性，有利于涂层结构强度和抗热震性能的提高，基体表面预处理是保证涂层质量的重要环节。Fe3Al是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料。     

纳米WC/12Co涂层在轴流式引风机叶片防磨上的研究

采用超音速火焰喷涂工艺分别制备了纳米结构和微米结构的WC/12Co涂层.通过和传统轴流式引风机叶片抗冲蚀涂层的比较,研究分析了两种涂层的显微硬度、金相结构、结合强度和抗冲蚀磨损性能.结果表明:超音速火焰喷涂WC/12Co涂层性能优于传统抗冲蚀涂层,其中纳米结构涂层性能更加优越.     

整合涂层的仿生设计及其性能

对整合涂层的设计进行了研究，分析了不同涂层结构的机械力学性能，计算结果表明，夹心面包式的仿生涂层比梯度涂层的性能好，对不同晶体结构材料的计算和分析结果解释了海螺、蛤蜊等生物体的高强度整合的优越性，说明了表面摩擦力对涂层体系的应力分布有显著影响。并对微机械中整合涂层的应用进行了讨论。     

水润滑低摩擦系数陶瓷涂层摩擦副的研究

主要针对水润滑条件下低摩擦系数摩擦副--包括主动副和从动配副的材料和性能进行设计研究.研究了3种复合陶瓷涂层制备的主动副与3种摩擦性能良好的整体材料组配进行摩擦性能试验.通过销-盘磨损试验,测定各组摩擦副的摩擦系数和磨损量;利用SEM等测试技术,观察和分析了磨痕的形貌,重点讨论了陶瓷涂层材料的组分设计及其显微结构,涂层与配副材料在水润滑条件下的摩擦学性能.结果显示:在水润滑下所设计的3种陶瓷涂层所组成的摩擦副具有较低的摩擦系数,能够耐海水侵蚀以及抗微生物附着,是一种海水中使用的理想摩擦组件.     

WC/Co单层与多层过渡熔覆层激光熔覆的热应力有限元分析

在建立WC/Co多层过渡涂层与单层涂层模型的基础上,对两种涂层结构分别选定了两条具有代表性的路径.借助有限元分析软件对高温下涂层和基体的应力分布进行了模拟,并提取两种结构对应路径上的应力进行对比分析.结果表明,在界面和涂层厚度方向,多层过渡涂层的热应力总体上小于单层涂层的热应力,其分布更加平缓.     

涂层介质参量的优化设计及偏差

通过对涂型吸波材料内电磁波传输损耗机理的研究,提出了单涂层吸波材料优化的设计的两项材料,此外,研究了一系列相关参数间的作用规律,讨论了涂层介质参量在偏离匹配条件的前提下对涂层吸收性能的影响,这对研究吸波的性质具有一定的意义。     

电磁场增强多弧离子镀AlTiN涂层抗高温氧化研究

针对不同偏压下电磁场增强多弧离子镀技术制备AlTiN涂层组织结构及涂层抗高温氧化性能的复杂问题,本文利用电磁场增强多弧离子镀技术制备AlTiN涂层,采用SEM和XRD等分析测试方法研究脉冲负偏压对AlTiN涂层微观结构、沉积速率等性能影响规律,利用氧化增重方法研究AlTiN抗高温氧化性能。研究结果表明:AlTiN涂层结构致密,AlTiN涂层择优取向生长;涂层沉积速率随着偏压增加而呈现出先增加后降低趋势,最高2.8μm/h; AlTiN涂层晶粒尺寸随着氧化温度的升高而逐渐增加;AlTiN涂层抗氧化温度超过800℃,涂层氧化质量快速增加,900℃氧化后,AlTiN涂层表现出细腻表面形貌;AlTiN涂层氧化后出现致密结构的Al_2O_3物相。     

基体表面状态对 Fe3Al/Al2O3复合涂层性能的影响

利用等离子喷涂方法在相同喷涂工艺条件下 ,分别在不同表面状态的Q2 35钢基体上制备了Fe3Al/Al2 O3陶瓷复合涂层 .通过对涂层的结合强度、抗热震性能等试验 ,分析研究了基体表面状态对涂层性能的影响 .结果表明 ,对基体进行有效的表面处理 ,使其获得高的表面粗糙度和表面活性 ,有利于涂层结合强度和抗热震性能的提高 ,基体表面预处理是保证涂层质量的重要环节 .Fe3Al是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料     

激光涂层低应力多冲形变分析

通过对带涂层试样的多冲试验，对不同冲击次数下涂层和基体的厚度变化进行对比，发现即使在低于材料屈服极限的冲击应力下，材料也会产生宏观塑性变形。针对实验条件及结果，对此现象产生的原因进行了分析。     

电弧喷涂马氏体不锈钢涂层残余应力分析

热喷涂涂层的残余应力对涂层与基体金属间的结合以及涂层的使用性能都有显著的影响.为了研究热喷涂工艺参数以及沉积涂层温度对涂层残余应力的影响,使用4Cr13马氏体不锈钢作为喷涂材料,分析了在喷涂过程中保持试件处于180～390℃温度范围条件下形成涂层的应力分布状况,采用电测法测定了涂层的杨氏模量和泊松比.结果表明,当沉积涂层温度保持在大约260℃时,形成的涂层到室温时有最小的残余应力.高于此温度,获得拉应力涂层;低于此温度,涂层处于压应力状态.电弧喷涂4Cr13马氏体不锈钢涂层的杨氏模量为53.1GPa,涂层的泊松比为0.1028,涂层的杨氏模量小于原始喷涂材料.     

聚天冬氨酸酯聚脲涂层加速老化行为研究

为了系统地研究聚天冬氨酸酯(PAE)聚脲涂层的老化性能,采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、Fourier变换红外光谱(FTIR)和电化学阻抗谱(EIS),考察了涂层经盐雾老化以及紫外线/盐雾循环老化后的表面形貌、结构形态和电化学阻抗性质。研究结果表明,单纯盐雾老化对涂层表面形貌和结构形态没有产生明显影响,因此,盐雾老化25周后涂层仍具有较高的电化学阻抗。相反,在紫外线/盐雾循环老化条件下,涂层电化学阻抗随着暴露时间的延长明显降低,暴露25周后阻抗谱表现为多个时间常数。表面形貌研究发现,循环老化25周后,聚脲分子链断裂,结构有序度降低;此外,涂层表面粗糙度增加、软段相产生微裂纹、硬段形状发生改变,结构形貌破坏严重。研究结果显示出PAE涂层具有较好地抵抗盐雾老化的能力,而在紫外线/盐雾循环老化后的耐蚀性降低。     

梯度热障涂层服役条件下的蠕变响应分析

利用数值方法研究了陶瓷/金属梯度功能热障涂层在服役条件下的热-力响应,同时考虑了梯度功能热障涂层各层的蠕变现象,数值研究表明在对梯度功能热障涂层进行热-力响应分析过程中,材料的蠕变现象是不能够忽略的,即使该层材料是富陶瓷材料。     

涂层开裂应力公式与誤差计算

本文依据《材料力学》的基本理论,建立了脆性涂层的应力与试件表面应力之间的关系。然后又引用莫尔破坏理论导出了平面应力状态下涂层开裂所需应力的计算公式,并举例说明了平面应力状态对涂层开裂应力的影响。     

抗气蚀材料的设计与涂层工艺研究

设计了P1731、P1732、P34213种抗气蚀涂层材料，采用等离子喷焊工艺在921钢基体上制备焊层．与1Cr18Ni9Ti、921钢在配制的人工海水中进行振动空蚀试验。结果表明：3种涂层材料均比1Cr18Ni9Ti、921钢抗空蚀能力提高3倍以上。同时对其中2种材料的成分组成、结构特点、SEM形貌、电极电位等方面进行分析，总结了抗气蚀涂层材料优异的抗空蚀性能。     

基于Hertz接触理论的涂层界面应力分析

应用大型有限元分析软件ANSYS 8．1，对接触载荷条件下涂层材料的应力场进行了数值模拟．通过比较有限元解与经典Hertz解析解验证了有限元模型的可信度；分析了不同涂层厚度、不同涂层／基体弹性模量比情况下，接触应力分布情况及接触宽度随着载荷的变化情况．数值模拟结果表明：涂层／基体界面剪应力峰值出现在略偏离界面中心位置；涂层／基体界面正应力峰值出现在界面中心位置；涂层／基体的弹性模量比在1～2．5之间取值时，对涂层／基体结合效果较为有利；涂层过薄容易导致界面剪应力过大，致使材料失效．模拟结果能够为涂层材料的力学研究及设计提供参者．     

TiN涂层的工艺分析

本文在不同工艺条件下进行多弧离子镀ＴｉＮ涂层。利用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、Ｍ－２００磨损试验机以及显微硬度计等，对ＴｉＮ涂层的表面形貌、组织结构和性能进行了分析，揭示了弧靶磁场氮分压等工艺对ＴｉＮ涂层组织结构性能的综合影响。     

含有复合过渡层的等离子喷涂ZrO2热障涂层

提出一种陶瓷粉末和金属粉末混合喷涂的复合过渡层，并应用于等离子喷涂ＺｒＯ２热障涂层中。同时，对此ＺｒＯ２热障涂层结合强度，弯曲性能，抗形变能力及耐热冲击循环能力等进行测试。为了比较，在同等条件下，对以ＮｉＣｒ和以ＮｉＣｒ为过渡层的ＺｒＯ２涂层。试验结果表明；涂层材料热膨胀系数对ＺｒＯ２涂层结构结合强度，特别是对涂层失效起着重要的作用。