超高速线光斑激光熔覆不锈钢涂层显微结构及性能研究

目的 设计超高速线光斑激光熔覆送粉喷嘴,在极高的熔覆效率和极低的搭接率下制备不锈钢熔覆涂层,对比研究圆光斑及线光斑下的熔覆涂层的微观组织结构及性能。方法 基于送粉喷嘴流场及粉末粒子运动轨迹的模拟研究,设计超高速线光斑激光熔覆专用送粉喷嘴。在此基础上,以27SiMn为基体,采用1 mm´ 10 mm线光斑,在10%搭接率、熔覆效率4.5 m²/h下,采用超高速线光斑激光熔覆FeCr合金薄涂层;作为对比,采用超高速圆形光斑(2 mm)激光在0.2 m²/h熔覆效率下熔覆FeCr合金涂层。采用SEM、XRD对比分析线光斑/圆光斑涂层微观组织结构与涂层显微硬度。结果 通收束角度为25°~27°的单流道送粉喷嘴可得到分布均匀、飞行速度适中的粉末束流。对比研究超高速线光斑及圆光斑激光熔覆涂层可知,相同扫描速度下2种光斑制备的涂层均较为致密,无裂纹与气孔,由熔覆层底部到熔覆层表面均呈现出平面晶—柱状晶—等轴晶的变化趋势,线光斑和圆光斑涂层硬度在700~800HV,线光斑下的熔覆层硬度分布更加均匀,表面粗糙度Ra可低至<4 μm,搭接率可低至10%,熔覆效率可达 4.5 m²/h,远高于圆光斑激光下的熔覆效率。结论 2种光斑模式下的涂层微观组织、相组成及硬度相当,但超高速线光斑激光熔覆层表面光洁度更高,表面粗糙度更低,熔覆效率可达圆光斑的20倍。     

镁锂合金冷喷铝防护涂层的喷丸强化及耐腐蚀性能

为提高镁锂合金表面冷喷涂纯铝涂层的腐蚀防护性能,在镁锂合金LA43M表面先利用冷喷涂技术制备薄纯铝涂层,再进行喷丸强化处理得到高耐蚀的纯铝涂层.研究了在不同喷丸入口压力下,喷丸撞击基体时动能的变化规律以及单位面积作用喷丸密度对涂层组织形貌的影响.结果 表明:在入口压力为1 MPa、喷丸密度为5.00×103个/cm2的条件下,可获得均匀致密且结合良好的纯铝涂层.喷丸强化后的纯铝涂层具有更高的开路电位、更低的腐蚀电流密度,在中性盐雾试验600 h后,表面未发生腐蚀,说明喷丸强化冷喷涂纯铝涂层能够有效保护基体不被腐蚀.     

冷喷涂制备纳米结构超硬WC-Co涂层及其结构表征

采用纳米结构WC-12Co粉末通过冷喷涂方法制备了纳米结构WC-Co涂层，测量了粉末粒子沉积的临界速度。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜表征了涂层微观结构，采用维氏硬度计测定了涂层显微硬度。研究了单个WC-Co粉末粒子的沉积行为，为了比较分析涂层与相应烧结块材的性能差异；测量了WC颗粒尺寸。研究结果表明，采用纳米结构WC-12Co粉末可以成功制备纳米结构，WC-Co涂层；涂层组织致密，喷涂粉末中的纳米结构在冷喷涂过程中完全移植到了涂层。涂层，的维氏显微硬度达到1820HV0．3，与相应烧结纳米WC-Co块材的硬度相当。并对WC-Co粉末的沉积行为与粉末结构对涂层的影响进行了分析讨论。     

飞机刹车组件智能测试台的设计与实现

飞机刹车组件是飞机制动系统中的一个重要部件。针对其性能测试要求,设计了测试飞机刹车组件性能的液压试验台。传统的试验台在压力控制、跳项测试以及自动化水平上都存在不足,为解决这些问题,设计了飞机刹车组件智能测试台。该试验台可以对飞机刹车组件进行排气功能、高压保压功能、往复试验功能、低压保压功能、测间隙功能、微压保压功能等性能进行测试。解决了传统试验台中存在的几个关键问题。经实验验证,该试验台能够满足测试要求。     

基于颗粒粒径分布特点的润滑油污染状态定量监测技术

因为污染物难以检测、污染原因及后果不好判明,润滑油污染程度难以准确定量分析,现有定量分析方法如NAS 1638污染度分级法、铁谱磨损烈度等都有难以克服的缺点。从污染颗粒粒径分布特点出发,结合颗粒计数和磨损烈度定量法的优点,提出污染烈度表示方法,以确定润滑油污染状态。实际运用过程中,根据实际情况通过对三线值法确定的污染烈度阈值不断进行修正,可实现油液污染状态的定量分析,并作为换油决策的参考。     

激光熔覆高熵合金涂层组织结构及强化机理研究进展

激光熔覆作为一种绿色、高效的表面处理技术,能够快速制备组织致密、晶粒细小,与基体呈高强度冶金 结合的涂层,是近年来高熵合金领域的研究热点之一。概述了现有高熵合金涂层材料体系和制备方法,重点讨论 了激光熔覆CoCrFeNi-M 典型过渡族高熵合金涂层的组织结构,及其耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能,并归纳了 涂层的强化机制和方法。CoCrFeNi-M 系合金涂层主要呈现FCC 固溶体结构,综合力学性能普遍较好,通过合金 体系调控,在细晶强化、固溶强化、第二相强化等作用下,能够获得硬度、耐磨性、耐蚀性等性能的进一步提升。 同时,概述了激光熔覆难熔高熵合金涂层的组织结构,耐磨、耐蚀、抗高温氧化性能及性能强化机制,该体系合 金涂层主要呈现BCC 固溶体结构,硬度较高但室温韧性普遍不足,具有较好的高温强度,在高温领域具有较好 的应用前景,但抗高温氧化性能普遍不足,仍需通过合金体系优化进一步提升。此外,总结了基于激光熔覆技术 开展的高熵合金涂层制备及研究中存在的问题和不足,并展望了未来的发展方向。     

超高速激光熔覆低稀释率金属涂层微观组织及性能

新兴的超高速激光熔覆技术通过对熔覆头的精巧设计,可实现激光、粉末路径最佳耦合,使粉末在飞行空间熔化且基体表面仅形成微溶池,在保证冶金结合的同时,大幅提高熔覆效率及粉末利用率,可制备厚度<100 μm、稀释率< 5%的均匀薄涂层。 为进一步探索超高速激光熔覆涂层组织结构特点,扩展其应用范围,探讨了低功率下 4 种典型涂层的微观结构及性能。 结果表明:超高速激光熔覆可制备 120 ~ 500 μm,无气孔、裂纹的高质量涂层;涂层组织致密,结合区多为粗大柱状晶,表层区以细晶为主;基体熔化区可低至数微米,稀释率可低至 1%。 其中,镍基碳化钨涂层、铝合金耐磨涂层硬度明显高于基体;钛合金阻燃涂层在激光烧蚀后,烧蚀坑深度降低,热影响区减小;高熵合金阻扩散涂层预氧化后形成以 Al₂O₃ 为主的微米厚氧化膜,在上述涂层作用下,基体性能均得到提升。     

阳极组分对热喷涂制备SOFC输出特性的影响

针对传统管状与板块结构SOFC的特点,提出了集两种结构设计的优点为一体的金属陶瓷支撑管状结构SOFC,并采用低成本的火焰喷涂与等离子喷涂制备电池各结构层.采用3种不同成分与结构的阳极探讨了阳极结构对电池输出特性的影响,结果表明,阳极结构对电池运行时的极化产生显著影响,采用小颗粒的NiO与YSZ的复合粉末制备的阳极,可以有效增加阳极的三相界面,从而降低阳极极化,显著提高电池的输出功率密度,1000℃时可达到最大值0.57 W/cm2.这些结果为优化电池阳极结构层的设计与制备提供了依据.     

大气物理气相沉积行为对层流等离子喷涂Mo涂层结构影响*

通过提高基体温度或粒子温度可以突破大气等离子喷涂涂层结合率一般不超过 1 / 3 的瓶颈，然而目前粒子温度难以通过提高功率等方式进一步提高。基于大气层流等离子喷涂的相关研究证明了层流等离子射流具有射流长度长、速度低、能量密度高等特点，能够有效通过提高粒子在等离子射流的滞留时间从而实现对粒子的充分加热。为了研究层流等离子喷涂高熔点 Mo 涂层的结构演变规律与关键影响因素，并推导出金属与陶瓷涂层的一般沉积行为，使用扫描电子显微镜对三种喷涂参数下制备的 Mo 涂层的结构进行了表征与分析。结果表明，喷涂过程中，在等离子射流以及高温粒子对基体的原位加热作用下，Mo 的氧化物蒸气能够在等离子射流扫掠中与扫掠后附着、沉积在涂层表面，从而影响后续 Mo 粒子的沉积而改变涂层的微观结构。涂层的结构主要与 Mo 粒子的蒸发和基体温度有关。粒子蒸发越剧烈，基体温度越高，涂层越趋向于呈现出多孔岛状凸起结构；粒子蒸发越弱，涂层越趋向于呈现出层状结构，有利于实现低氧化、高致密金属涂层的制备，拓宽等离子喷涂的应用。综合以上研究结果，揭示层流等离子射流中的粒子大量蒸发现象与气相沉积过程，为其作为一种大气环境物理气相沉积的实施方式奠定了基础。     

LSM粉末设计及其对SOFC阴极性能的影响

采用大气等离子喷涂在粒子完全熔化条件下制备的Sr掺杂LaMnO3(LSM)阴极由于三相反应界面和贯通孔隙数量不足,其阴极阻抗较大.针对这一问题,通过在LSM微粉中加入20％(体积分数)亚微米石墨经团聚造粒获得LSM/石墨复合粉末,采用大气等离子喷涂在不同功率下制备了LSM阴极,采用扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光...