微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层的体外生物活性研究

采用微束等离子喷涂(MPS)方法在Ti6A14V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层.利用扫描电镜(SEM)和x射线衍射(XRD)分析技术对HA涂层的表面形貌、相组成和结晶度进行表征,并通过模拟体液进行体外生物活性试验.结果表明,微束等离子喷涂制备的HA涂层具有一定粗糙度,存在气孔以及微裂纹.涂层存在热分解现象,涂层中含有HA、α-TCP、β-TCP和非晶相,不含CaO等杂质相.模拟体液试验表明,微束等离子喷涂工艺制备的HA涂层具有较好的生物活性和稳定性.涂层表面均有较大比例的CaP沉积层,且涂层整体保持完整,没有出现明显的剥离.     

Al-Si-Cu-Ge钎料性能的研究

通过熔炼方法制备了一系列不同Ge含量的低熔点的Al-Si-Cu-Ge钎料.利用示差扫描量热仪(DSC)对钎料的熔化区间及显微组织进行分析和判定;研究上述钎料的铺展性能并通过感应钎焊方法实现2A12的焊接;通过接头抗剪强度评价钎料的力学性能.结果表明,加入Cu、Ge能够显著降低钎料熔点;能够与AI形成化合物,从而降低表面张力,极大地改善钎料的润湿性能;但随着Ge含量的增加,由于焊缝中脆性相的增加,导致焊后接头抗剪强度下降.     

耐磨防滑热喷涂粉芯线材的研究

金属粉芯线材在热喷涂领域中具有调节成分范围宽、价格低、研制新材料方便等待点。本工作对研制的电弧喷涂用耐磨防滑粉芯线材喷涂层进行了结合强度、显微硬度、耐磨性、防滑性能的测试。结果表明：涂层Ｚ１６、Ｚ１７均具有良好的耐磨防滑性能,其中Ｚ１６的综合性能最佳。     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂(MPS) 在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层, 并以大气等离子喷涂(APS)为对照. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对MPS涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究. 结果表明: 在微束等离子喷涂过程中, HA 的分解程度比大气等离子喷涂有显著降低, 除了HA相, 仅形成β-TCP相和非晶相. MPS涂层的结晶度主要受喷涂距离的影响. 喷涂距离较短(<80mm)时, 涂层结晶度高于APS方法制备的涂层. 喷涂距离在130mm时, 涂层结晶度低. 大气等离子喷涂层含有β-TCP、α-TCP、TTCP、CaO和非晶. MPS涂层分解较APS少的主要原因是喷涂过程中HA粒子过热不严重.     

微束等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂系统制备羟基磷灰石涂层,通过扫描电子显微分析(SEM)和X射线衍射分析(XRD)对涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究.结果表明,随着喷涂电流和离子气流量的增加,羟基磷灰石粒子的熔化和撞击后的铺展更充分,在70～130 mm范围内随着喷涂距离的增加粒子熔化程度增加.适当的喷涂工艺条件下微束等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层的结晶度可以相当或高于传统大气等离子喷涂制备的涂层,有利于涂层在体液环境中稳定性的提高.     

盾构机刀具制造用耐磨耐冲击堆焊药芯焊丝的研究

北京地区地层中含有大量的砂砾和卵石,地铁盾构施工时盾构机刀具受到高应力下的磨粒磨损和冲击作用,损耗严重.进口刀具仅能掘进250 m左右,这不仅增加了地铁施工成本,影响了施工进程,还增加了因刀具更换次数过多而带来的塌方隐患.文中从刀具的堆焊修复着手开展了,盾构机刀具国产化研究,开发了 DG7堆焊药芯焊丝.DG7所制堆焊层硬度在51 HRC以上,堆焊时无需对刀体进行预热和焊后热处理,堆焊层无裂纹.通过冲击试验和磨粒磨损试验,考察不堆焊层的硬度、组织及其磨粒磨损性能.试验结果表明.堆焊层具有优异的耐磨耐冲击性能.通过合理的堆焊层设计,研制的盾构机刀具达到掘进780余米的使用寿命.     

Ni-20Al 丝材制备及涂层微结构特征研究

开发了三种不同结构的 Ni-20Al 丝材, 对其火焰喷涂工艺性和涂层微结构特征等进行分析, 并与商用 Metco 405NS 丝材及所制备的涂层进行了对比。 结果表明, 丝材结构影响了火焰加热时热量由丝材表面向芯部的 传导, 导致丝材熔化状态产生显著差异, 进而决定了喷涂焰流的稳定性以及相关涂层组织的均匀性。 其中, 采用 轧制拉拔包丝技术制备的 Ni-20Al 丝材, 呈现出优异的喷涂工艺稳定性, 所制备的涂层组织均匀, 平均显微硬度 和结合强度分别可达 348.3 HV0.05、 62 MPa, 与 405NS 丝材制备涂层性能基本一致, 具备了较好的应用潜力。     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层相结构的微拉曼光谱研究

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)涂层以其优异的生物相容性和骨传导性在生物医疗领域得到了广泛应用。然而,HA涂层的生物性能与其组织结构密切相关。本研究采用微束等离子喷涂技术,在Ti-6Al-4V基体上制备HA扁平粒子及HA涂层。采用扫描电镜(SEM)分别对原始HA粉末、HA扁平粒子表面和HA涂层截面的形貌进行了观察。通过微拉曼光谱对扁平粒子和涂层截面微区的相结构进行分析,得到磷酸基团(PO_4~(3-))及羟基基团(OH~-)在所选定区域的信息,对900～1 000 cm~(-1)频率范围的内的微拉曼光谱进行分峰拟合,获得了微束等离子喷涂HA扁平粒子表面相分布情况以及HA涂层沿厚度方向相结构的变化。结果表明,单个HA扁平粒子以非晶相为主,而在涂层中,靠近基体部分的相组成以非晶相及分解相(β-TCP)为主,仅包含少量HA晶体相,随着离涂层与基体界面距离的增加,非晶相及分解相含量逐渐减少,HA相增多,在近涂层表面非晶相和分解相(β-TCP)略有增加。     

用于循环流化床锅炉耐磨防护的电弧喷涂层

循环流化床锅炉(CFB)技术是近十几年迅速发展起来的一项高效率、低污染的清洁燃烧技术，在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域得到广泛的应用，截止2000年，我国已有800多台循环流化床锅炉投入运行。但循环流化床锅炉内受热面(包括炉膛水冷壁管、过热器管、尾部对流烟道等)的磨损是一个比较严重的问题。     

粉芯丝材在表面与再制造技术中的应用

粉芯丝材是材料表面工程和装备再制造技术中常用的一类耗材,通过用金属带材包裹不同类型的填充粉末(如:金属、合金、碳化物、氧化物等)构成,大大扩展了粉芯丝材的成分和应用,也可提高沉积金属层的质量,在许多抗磨、耐蚀热喷涂和焊接工程应用中得到成功应用,其中铁基粉芯丝材由于其较好的经济性应用最广。对粉芯丝在热喷涂和堆焊工程中的典型应用进行简介,实际工程中正确选择粉芯丝材和再制造技术对提高技术水平和产品性能具有重要的意义。