等离子喷涂 YSZ 可磨耗涂层孔隙率与力学性能关系研究

本文主要研究了多孔 YSZ 可磨耗封严涂层孔隙率与其力学性能的关系。 采用高能等离子喷涂制备了不同 孔隙率自支撑 YSZ 涂层试样, 采用三点弯曲实验研究了孔隙率与 YSZ 涂层室温和 1060 ℃高温力学性能的关系。 结果表明, 涂层孔隙率在 11.61%~28.80% 之间时, 室温下涂层断裂韧性为 12.48 MPa·m1/2~20.96 MPa·m1/2, 抗弯 强度为 17.10 MPa~43.75 MPa, 弹性模量为 3.64 GPa~13.13 GPa, 1060 ℃下涂层断裂韧性为 9.79 MPa·m1/2~13.71 MPa·m1/2, 抗弯强度为 20.20 MPa~35.12 MPa, 弹性模量为 5.15 GPa~11.00 GPa。 随孔隙率增加, 涂层断裂韧性增加, 抗弯强度、 弹性模量减小。 在中、 低孔隙率下, 涂层在高温下的抗弯强度、 弹性模量和断裂韧性低于室温, 在高 孔隙率下, 高温条件下涂层的抗弯强度、 弹性模量高于室温。 随着孔隙率的增加, 高温条件涂层力学性能的变化 趋势相较室温时更为平缓。     

真空冷喷涂技术制备塑料染料敏化太阳能电池中TiO_2散射层及其性能表征

塑料染料敏化太阳能电池(DSC)由于其质量轻、形状灵活可变、适用于低成本的连续式生产而成为一种很有发展前景的光化学太阳能电池。为了提高电池的效率,在室温下用真空冷喷涂技术将亚微米级制备在TiO2纳米晶体层表面形成一层光散射层。通过研究光散射层的影响以及散射层与纳米晶TiO2层的结合以理解电池效率提高的原因。为了对比,使用乙醇中添加亚微米级Al2O3或TiO2颗粒形成的悬浮液,采用溅射沉积法,制备出两种散射层。结果显示,所有三种散射层对光的反射能力均强于TiO2纳米晶体层。无照电流结果表明NC+VCSTiO2电池的散射层与TiO2纳米晶体层连接比另外两对组合更有效。因此,由吸附在散射层粒子表面的分子所决定的光诱导电子可以有效转移到TiO2纳米晶体层,并最终输出到外电流回路。假设由于散射效应电池效率提升13%,那么散射层与TiO2纳米晶体层层之间的良好结合贡献10%,最终导致使用NC+VCS-TiO2散射层的塑料染料敏化太阳能电池效率提升~23%。此外,NC+VCS-TiO2散射层的抗弯性能优于NC+SD-TiO2和NC+SD-Al2O3电池。     

几种热喷涂封严涂层的冲蚀磨损行为研究

抗冲蚀性能是可磨耗封严涂层的重要性能之一。本文采用氧-乙炔火焰喷涂技术,在45#钢基体上分别制备了CuAl复合涂层、NiCr-Al复合涂层和NiCrFe/Al(基)复合涂层。利用自制的冲蚀试验机,研究了三种涂层在不同角度下的冲蚀行为,对冲蚀后涂层的表面形貌以及截面形貌进行了SEM观察,结果表明:相同工艺参数制备的三种涂层,CuAl复合涂层抗冲蚀性能最好,NiCr-Al复合涂层次之,NiCrFe/Al基复合涂层性能最差,软性材质hBN的加入不利于涂层抗冲蚀性。冲蚀角度对涂层的冲蚀磨损行为特征有显著影响。低冲蚀角度涂层的磨损行为主要表现为显微切削和疲劳剥落;高冲蚀角度时涂层的磨损行为主要表现为片状剥落。     

石墨表面改性工艺对镍包石墨粉末性能影响研究

本文采用热处理工艺和表面活性剂对石墨表面进行改性处理,采用氢还原包覆工艺制备镍包石墨粉末,对比了不同石墨热处理工艺和表面活性剂的添加对镍包石墨粉末表面形貌和物理性能的影响。研究表明,在热处理温度500℃,采用醇类活性剂表面处理石墨后,通过加压氢还原工艺制备的镍包石墨粉末具有较好的表面包覆完整性和优异的粉末松装密度和流动性。     

可磨耗相尺寸对脆性断裂机制封严涂层可磨耗性的影响研究

选取了四种脆性断裂机制镍基封严涂层,采用高温高速可磨耗试验机测试了涂层与高温合金和钛合金模拟叶片对磨的可磨耗性,分析研究了涂层可磨耗相尺寸、涂层硬度、可磨耗性及测试参数的关系。结果表明,对于可磨耗相尺寸不同的脆性断裂机制封严涂层,其可磨耗性均随进给速率的增大而降低;可磨耗相尺寸不同的脆性断裂机制封严涂层,其可磨耗性与涂层硬度有较好对应关系,硬度越低可磨耗性越好;小尺寸可磨耗相涂层在中低进给速率下可磨耗性表现较好,而大尺寸可磨耗相涂层在高进给速率下具有较好的可磨耗性。     

喷涂工艺参数对铝硅氮化硼封严涂层组织及性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备了铝硅氮化硼封严涂层,通过对涂层显微结构、硬度、结合强度和飞行粒子状态的研究,分析了喷涂工艺参数(功率22～34kW、送粉量30～50g/min及喷涂距离90～150mm)的变化对涂层组织和性能的影响规律。研究结果表明:随着功率的增加,飞行粒子温度和速度均增加,涂层的孔隙率和BN含量降低,硬度和结合强度提高;随送粉量增加,粒子温度和速度均减小,涂层孔隙率和BN含量增加,硬度和结合强度降低;随着喷涂距离的增加,粒子飞行速度降低的影响大于温度升高的影响,导致涂层孔隙率和BN含量提高,硬度和结合强度降低。     

不同粘结剂制备的铝硅氮化硼复合粉末材料及封严涂层性能研究

本文对比分析了三种不同粘结剂制备的铝硅氮化硼复合粉末材料及封严涂层的组织性能,结果表明:以B3为粘结剂时,铝硅氮化硼复合粉末材料的形貌和性能较优,等离子喷涂过程的沉积效率最高,由此制备的封严涂层组织均匀,硬度和结合强度匹配最好,在450℃下抗热震性能和热稳定性能良好。     

新型铝硅氮化硼复合涂层材料及可磨耗封严涂层的制备和性能研究

本文以铝硅合金粉和六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用机械包覆工艺制备了铝硅氮化硼复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备了可磨耗封严涂层,并对涂层的显微组织、表面硬度、结合强度和抗热震性能进行了研究.研究表明,该复合粉末材料具有良好的喷涂工艺适应性,能有效避免氮化硼组分在喷涂过程中的烧损,喷涂后涂层的各项性能良好,可以满足发动机对工作温度≤450℃的封严涂层的使用要求.     

核壳结构纳米复合材料的应用现状

由于具有组成种类多、形貌多样化、组分间具有协同效应等特点,核壳结构纳米材料的制备与性质研究近年来引起了研究者的广泛关注。本文从医学应用、催化应用、磁学应用、光学应用等几个方面简单地介绍了核壳结构纳米材料的应用现状,阐述了核壳结构纳米材料已有的和潜在的巨大应用价值。     

陶瓷基高温封严涂层研究现状

随着航空发动机向大推力、高推重比发展,发动机涡轮进口温度进一步升高,要求高压涡轮用可磨耗封严 涂层的工作温度能够达到 1000℃以上,超过了金属基封严涂层的应用极限,因此陶瓷基高温封严涂层近年来引 起了研究者的广泛关注。本文从陶瓷基封严涂层的研究背景、涂层材料与制备工艺、涂层组织性能调控、涂层孔 隙率对性能的影响以及新概念陶瓷可磨耗涂层等几个方面介绍了陶瓷基高温封严涂层的研究现状,阐述了陶瓷基 封严涂层研究的重要意义和关键问题。