钼基体上真空等离子体喷涂钨涂层的研究

采用真空等离子体喷涂(VPS)技术制备出厚度超过0.8 mm的金属钨涂层,并对涂层进行了高温热处理.结果显示:金属钨涂层主要呈层状结构,其密度可达到理论密度的98%以上;工艺参数对喷涂涂层性能有较大影响,特别是对涂层密度、结合强度有影响;高温热处理引起界面结构变化,形成钨钼混合层,且再结晶形成细小的晶粒;和CVD方法以及常压等离子体喷涂方法制备的钨涂层相比,低压等离子体喷涂具有明显的优势.     

两种NiCrAlY涂层1050℃恒温抗氧化性能

用低压等离子喷涂（LPPS）和爆炸喷涂（DS）方法，在镍基单晶高温合金上制备NiCrAlY涂层。涂层在1050℃恒温氧化300h，借助XRD、SEM和EDS，对涂层表面氧化膜进行分析，检测其恒温抗氧化能力。结果表明两种涂层表面均能形成Al2O3保护膜，二者的氧化动力学曲线均符合抛物线规律。DS涂层的微孔内含残留气体，涂层内氧化严重，氧化增重大，氧化速率常数近似LPPS涂层的二倍。氧化300h后，DS涂层表面边角处氧化膜有少量剥落，而LPPS涂层保持完好，只在个别突起处有微小开裂。     

两种NiCrAIY涂层1050℃恒温抗氧化性能

用低压等离子喷涂(LPPS)和爆炸喷涂(DS)方法,在镍基单晶高温合金上制备NiCrAlY涂层.涂层在1050℃恒温氧化300 h,借助XRD、SEM和EDS,对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力.结果表明两种涂层表面均能形成Al2O3保护膜,二者的氧化动力学曲线均符合抛物线规律.DS涂层的微孔内含残留气体,涂层内氧化严重,氧化增重大,氧化速率常数近似LPPS涂层的二倍.氧化300 h后,DS涂层表面边角处氧化膜有少量剥落,而LPPS涂层保持完好,只在个别突起处有微小开裂.     

热处理态NiCoCrAlY涂层的抗中性盐雾腐蚀性能

通过500 h中性盐雾试验研究了在低膨胀高温合金GH907上低压等离子喷涂(LPPS)的NiCoCrAlY涂层在热处理后的抗腐蚀性能,并与热处理态的LPPS制备的NiCr涂层的抗腐蚀性能进行了对比.结果表明,盐雾腐蚀500 h后,NiCoCrAlY涂层在扫描电镜下可以看到几个无破坏性作用的腐蚀坑,涂层表面仍保持较好的完整性和光洁性,对腐蚀产物的EDS面扫描表明腐蚀产物主要为Al的氧化物,涂层的腐蚀保护等级仅下降到9级;而NiCr涂层的表面出现了较多的腐蚀斑点,涂层的完整性和均匀性均已经被破坏,涂层表面产生了腐蚀裂纹,其腐蚀等级下降到4级.EDS分析表明腐蚀产物主要为Ni、Fe、Co等的氧化物.对比结果表明,NiCoCrAlY涂层表现出比NiCr涂层更强的抗中性盐雾腐蚀性能.     

超音速火焰喷涂NiCr-Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2/NiCr-Cr_3C_2涂层的制备及抗热震性能

本文采用超音速火焰喷涂方法(HVOF)制备了NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2/NiCr-Cr3C2和NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2两种涂层,对两种涂层试样进行了热冲击试验,研究了涂层的抗热震性能,并探讨了涂层的热疲劳特性。结果表明:NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2/NiCr-Cr3C2涂层热震75次后仍保持表面平整,相同条件下的NiCr-Cr3C2-BaF2·CaF2涂层热震5次即剥落;NiCr-Cr3C2中间层的引入缓和了涂层内应力,阻碍了热疲劳裂纹形成和扩展。在热冲击试验中基体与中间层之间形成的扩散层可吸收裂纹尖端应力,阻止裂纹进一步失稳扩展。     

低压等离子喷涂YSZ热障涂层的组织结构

采用YSZ(Y2O3-ZrO2 8%W)粉末,经低压等离子喷涂(LPPS)在不同压力条件下制备了YSZ热障涂层(TBCs).通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析以及光电子能谱分析(XPS)对涂层的微观组织和相结构进行分析,结果表明:LPPS 8%Y2O3-ZrO2涂层为等轴层状结构,随压力越高,粉末熔化越充分,涂层内未熔粉末夹生形成的孔隙减少,同时闭合式堆垛孔隙增多;涂层由立方相c-ZrO2和四方相t‘-ZrO2组成,Zr4 在涂层中处于一种不完全氧化的状态.     

大气等离子喷涂TiO2涂层性能及厚涂层制备工艺

为改善TiO2溅射靶材主要依赖进口的局面,采用大气等离子喷涂技术在不锈钢SUS304平板基体及管状基体上制备了TiO2涂层。利用扫描电子显微镜对涂层形貌进行了观察,并对涂层与基体的结合强度、涂层孔隙率及抗热震性能分别进行了表征。结果表明：粉末熔化及铺展良好,截面可见典型层状结构。涂层与基体以机械结合为主,断裂基本发生在基体与粘结层界面处;涂层的孔隙率较低,同时具有良好的抗热震性能。厚涂层制备过程中,采用循环水冷却方法对不锈钢SUS304管状基体进行冷却,涂层沉积速度快且无开裂和脱落,涂层厚度可达8 mm。通过对冷却装置的改进及喷涂工艺的进一步优化,有望在大尺度管状基体上制备厚涂层以满足溅射蒸镀辊的需要。     

低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以超细(5～15μm)WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层,采用SEM,XRD,3D表面轮廓仪和显微硬度仪对LT-HVOF WC涂层的显微结构和性能进行了表征,并将其与HVOF WC-10Co4Cr涂层进行了对比.结果表明:LT-HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的显微结构和显微硬度与HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的相当,其表面粗糙度为1.22μm,远低于HVOF涂层(3.18 μm),但其断裂韧度约为HVOF涂层的1/2.基体表面的激冷粒子分析表明,LT-HVOF WC-10Co4Cr涂层较低的断裂韧度与粒子在低温焰流中未熔化,并未充分铺展有关.     

大气等离子喷涂不同粉末在不锈钢基体上沉积行为的研究

采用大气等离子喷涂,将直径为数十微米的 Cu ,Ti ,Al和 Fe粉末沉积在经镜面抛光后的SUS304不锈钢基体上。通过对粉末颗粒沉积物的正面和截面形貌的观察,探讨了不同粉末材料颗粒的热喷涂沉积行为。结果表明,Cu和Fe熔滴在不锈钢基体上均有明显的溅射沉积,这两种颗粒沉积物的形貌各异;Al熔滴在基体表面有轻微溅射,而Ti熔滴为规则的盘状沉积,沉积物上可见明显的裂纹。     

等离子喷涂过程中的等离子射流特性诊断技术

等离子喷涂过程中等离子射流的温度、速度分布决定了粉末粒子的熔化状态和速度,进而影响涂层与基体的结合强度以及涂层本身的性能。等离子射流特性的诊断是等离子喷涂基础研究和各项应用中需要首先解决的问题。综述了喷涂过程中等离子射流特性的多种诊断技术,结合近年来的最新发展,介绍了典型的测试设备和研究成果,并对几种诊断技术应用的优缺点进行了对比,最后展望了其未来的发展方向。