纳米掺杂Al2O3/ZrO2等离子喷涂涂层组织结构研究

利用大气等离子喷涂技术,在N80钢基体上制备纳米掺杂Al2O3/ZrO2热障涂层。利用XRD、SEM等观察分析了纳米掺杂Al2O3/ZrO2粉末及等离子喷涂涂层组织形貌及结构,结果表明,Al2O3/ZrO2等离子喷涂粉末是由纳米包覆微米级粒子及少量的纳米团聚体球团粒子构成。纳米掺杂等离子喷涂Al2O3/ZrO2涂层的微观组织形貌复杂,存在着纳米柱状晶薄壳内包裹着微米级柱状晶、未熔化的ZrO2陶瓷粒子嵌镶在晶体内部的独特晶内结构。涂层主要由α-Al2O3及亚稳四方相t,-ZrO2相构成。     

等离子喷涂Al2O3+13%TiO2陶瓷涂层的组织结构及其耐磨性

本文用X射线衍射、扫描电镜等研究了等离子喷涂Al2O3+13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相结构、相组成及其组织特征.陶瓷涂层孔隙率低,致密程度较高,以亚稳相γ-Al2O3为主要相,同时存在α-Al2O3和金红石TiO2.富Al2O3区与富TiO2区呈明显相互交迭的层状结构,且存在相互成分扩散.另外,涂层设计对硬度有一定影响,TiO2的引入提高了涂层的耐磨性.     

大气等离子喷涂工艺参数对Al2O3涂层性能的影响

为了提高燃烧器工艺烧嘴的使用寿命,在UMCo-50基材表面大气等离子喷涂Al2O3层。采用正交试验法对喷涂工艺参数进行了优化,运用微观形貌分析、X射线衍射分析并结合强度及显微硬度等测试方法,系统研究了喷涂主气流量、功率和送粉量对AI2O3涂层综合性能的影响规律。结果表明:喷涂主气流量、功率和送粉量对Al2O3涂层性能具有交互性影响,在40L/min Ar,48 kW和30g/min条件下可以获得性能较好的Al2O3涂层,极大地提高了UMCo-50基材的抗高温氧化和耐磨性能,使之具有广阔的应用前景。     

等离子喷涂Fe/Al2O3涂层的微观结构及介电性能

以往将等离子喷涂层用于介电性能的研究较少。采用大气等离子喷涂在石墨表面制备了一系列Fe/Al2O3陶瓷涂层。采用表面分析技术研究了不同Fe/Al2O3含量涂层的微观结构和在8.2～12.4GHz频率范围的介电性能,探讨了Fe含量对涂层相组成和微观结构以及介电性能的影响。结果表明:Fe/Al2O3陶瓷涂层中Fe粉和气孔分布均匀;随着Fe粉量的增加,颗粒热导率变大,涂层中未熔融颗粒减少,γ-Al2O3随之增加,气孔率逐渐下降;涂层的复介电常数随着Fe粉含量的增加而增大。     

等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层的研究现状

等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层具有耐磨、耐腐蚀、抗热氧化等优良性能,因而成为目前纳米涂层领域的研究热点之一。归纳了纳米结构Al2O3-TiO2喂料的制备方法,介绍了纳米结构涂层的显微结构和力学性能(断裂韧性、显微硬度、结合强度等),分析了纳米结构涂层的抗热氧化性和摩擦学性能,综述了等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层的研究现状,讨论并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

316L不锈钢表面等离子喷涂TiO2-10Al2O3热障涂层组织和电热性能分析北大核心CSCD

为了提高316L不锈钢表面等离子喷涂TiO2涂层的性能,通过添加Al2O3颗粒的方式制备TiO2-10Al2O3复合热障涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重、电热等试验测试分析其性能。研究结果表明:TiO2-10Al2O3涂层产生了六方结构TiO2相。在涂层表面形成了熔融区与未熔融区两个部分,颗粒在熔融区中呈现充分铺展,形成了紧密结合效果。涂层形成了致密组织,并未产生纵向分布的裂纹,当把Al2O3添加到TiO2中之后,可以使复合涂层达到更加紧密的结合状态。当加入Al2O3颗粒后,试样氧化增重速率减小。当温度上升后,涂层发生了电阻率线性增加的变化现象,不同循环周期中的增长斜率基本一致。涂层形成较为完整的结构,并未产生明显裂纹与氧化区,依然保持致密组织结构,具备优异电热稳定性。     

等离子喷涂制备氧化锆陶瓷涂层的显微组织

采用等离子喷涂方法制备了纳米氧化锆热障涂层,并对涂层的显微组织进行了分析。结果表明：涂层由熔化区和部分熔化区组成,涂层中含有较多的孔隙,其形貌主要为长条形和近球形,未发现有贯穿性孔洞,但有细小且无明显方向性的微裂纹;涂层中的纳米氧化锆颗粒熔化长大程度不同,部分颗粒长大成为微米级。     

等离子喷涂Al2O3·TiO2涂层的性能及其在航空发动机篦齿封严中的应用

目前有关Al₂O₃·TiO₂涂层的性能及其在实体件上的应用研究报道较少。为此,利用等离子喷涂设备在GH4169试片上制备了NiAl自粘结底层和Al₂O₃·TiO₂陶瓷面层,并进行了显微组织、显微硬度、结合强度及弯曲性能的测试,基于试验结果以某型号航空发动机实体零件开展了喷涂验证。结果表明：Al₂O₃·TiO₂陶瓷涂层综合性能良好,用于篦齿封严类零件中能有效保护篦齿,防止篦齿磨损,并提高零件的使用性能,延长使用寿命。     

Al2O3梯度涂层的制备及性能研究

为了克服无梯度陶瓷涂层中应力集中、易产生裂纹的缺陷,以提高涂层的结合强度,采用等离子喷涂方法制备了NiAl-Al-2O-3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和抗热震性进行了研究.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观的连续性分布特征,NiAl过渡层的引入可有效地改善涂层的质量.本梯度涂层中Al-2O-3含量为80%时,涂层的显微硬度最高(达620 HV).涂层成分的梯度化有利于涂层的结合强度和抗热震性能的提高.     

TiO2/ Al2O3复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／Al2O3复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角的测量，研究了Al2O3与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率的影响。结果表明：Al2O3的加入和膜厚度的增加均有利于TiO2薄膜亲水性的改善；热处理温度对TiO2／Al2O3复合膜的亲水性有较大影响，其中经450℃热处理的薄膜亲水性最好；Al2O3的加入未降低复合膜的可见光透光率，其平均透光率大于80％。     

等离子喷涂超细氧化铝-3wt%氧化钛涂层的电学性能研究

采用大气等离子喷涂系统,制备了常规和超细Al_2O_3-3wt％TiO_2涂层.利用 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层相组成和显微结构进行了表征.测量了涂层直流电阻,介电常数和介电损耗.在等离子喷涂过程中,α-Al_2O_3氧化铝大部分转变为γ-Al_2O_3.氧化钛在常规涂层中主要以非计量的Ti_2O_3形式存在;对于超细涂层,氧化钛与氧化铝反应形成固溶体.常规Al_2O_3-3wt％TiO_2涂层呈现典型的板条层结构,而超细Al_2O_3-3wt％TiO_2涂层除了具有板条层外,还含有大量的等轴α-Al_2O_3晶粒,其尺寸在150～800nm之间,在常规涂层中,组成板条层的柱状γ-Al_2O_3晶粒直径约为700nm;而对于超细涂层,其绝大部分<200nm.与常规Al_2O_3-3wt％TiO_2涂层相比,超细Al_2O_3-3wt％TiO_2涂层具有较高的直流电阻;但在相同频率下,超细涂层介电常数和介电损耗都较常规涂层小.     

等离子喷涂CNTs/Al2O3复合涂层力学性能研究

通过等离子喷涂工艺制备了不同碳纳米管含量的CNTs/Al2O3复合涂层,系统研究了碳纳米管含量对涂层孔隙率、洛氏硬度和断裂韧性的影响规律。实验结果表明:采用喷雾干燥工艺制备的CNTs/Al2O3颗粒为球形,CNTs均匀分布在团聚颗粒的表面;部分CNTs经等离子喷涂后保留在沉积涂层内部并且与Al2O3基体形成冶金结合,起到一定桥接作用。涂层孔隙率和洛氏硬度值均随CNTs含量的增加呈现降低的趋势。随CNTs含量从6%(质量分数)增加到12%(质量分数),CNTs增韧效果的增强和涂层孔隙率的降低导致涂层断裂韧性值从48MPa增加到90MPa。     

火焰喷涂Al2O3/TiO2-NiCrBSi梯度热障涂层的微观组织

采用金相显微镜,SEM,EDAX,XRD等手段研究了1Cr18Ni9Ti基体上氧乙炔火焰喷涂制备的AI2O3／TiO2-NiCrBSi梯度热障涂层的微观结构。结果表明,涂层沿厚度方向陶瓷与合金组元较均匀过渡,二者之间结合良好。涂层制备过程中,陶瓷－合金组元之间没有发生化学反应,无新相生成。当两组元含量相差较大,涂层形成以高组元为基体相,低组元为第二相弥散分布的复合结构;当两组元含量相近时,则以带状分布。     

Al2 O3/Al 复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3/Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3/Al复合涂层的保护性能.结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3/Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3/Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象.Al2O3/Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好.作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差.讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为.     

Fe3Al-Al2O3陶瓷梯度涂层性能研究

利用等离子喷涂制备了不同成分设计的多种Fe3Al-Al2O3陶瓷复合涂层，采用金相显微镜、SEM、XRD及电子探针等手段，研究了涂层的微观组织及成分分布，并对涂层的结合强度、显微硬度及抗热震性能进行了试验研究。结果表明，Fe3Al过渡层的引入可有效地改善涂层的质量，Fe3Al金属间化合物是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料。涂层成分的梯度化有利于涂层结合强度和抗热震性能的提高。     

Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料的制备与性能

采用两种方法制备Al2O3／Ti3SiC2层状复合材料，一是原位-热压法，即Ti3SiC2是在层状材料的制备过程中同时被合成的；一是分步法，即制备过程分两步进行，首先制备出Ti3SiC2高纯粉，再采用热压法进行烧结制备层状材料。两种方法制备的Al2O3／Ti3SiC2层状复合材料强度保持在450MPa以上，断裂功达到1200-1560J／m^2，相对Al2O3块体材料提高十余倍。另外，不同的制备方法得到不同的组成和显微结构，决定了这两种Al2O3／Ti3SiC2层状复合材料性能的差异：前者强度较高韧性较低，后者强度较低而韧性较高。     

Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2含纳米结构等离子喷涂层的显微硬度及韧性

为了提高传统Al_2O_3+40%TiO_2等离子喷涂层的力学性能,将纳米结构的ZrO_2粉末引入热喷涂层,采用液相喷雾造粒的方法将纳米ZrO_2-准微米级Al_2O_3/TiO_2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体,并用等离子喷涂技术制备出含有纳米结构的陶瓷涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等对涂层的微观结构和性能进行了检测.结果表明,最佳喷涂功率40 kW下制备的纳米陶瓷涂层的显微硬度和韧性比传统涂层有了明显提高.