磁力磨削Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层试验

采用磁力研磨技术进行Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的精密加工,设计了平面陶瓷研磨的试验装置,通过研究磨粒粒度等参数对表面粗糙度的影响规律,得出精密加工的最优参数。     

催化剂对CVD涂层Al_2O_3的影响

研究CVD法制备的Al2 O3 涂层其不同的结晶形貌对刀具使用寿命等的影响 ,着重阐述在Al2 O3 涂层过程中 ,通过添加催化剂的方法可以获得所需晶型     

Cu添加对等离子喷涂Al_2O_3涂层和AT13涂层性能的影响

在20钢表面运用等离子喷涂技术分别制备了Cu-Al_2O_3涂层和Cu-AT13涂层,并测试了涂层显微硬度、结合强度以及摩擦学性能。结果表明,Cu-Al_2O_3涂层较Cu-AT13涂层,平均显微硬度提高,结合强度减小,摩擦系数降低,磨损率降低,两种复合涂层的主要磨损机制均为剥落。     

热处理对Al_2O_3陶瓷断裂韧性的影响及其工艺优化

通过响应面法研究了升温速率、热处理温度和保温时间对Al_2O_3陶瓷断裂韧性的影响并确定了最佳热处理工艺,分析了最佳工艺热处理后该陶瓷的性能和显微结构。结果表明:随着热处理温度的升高和保温时间的延长,Al_2O_3陶瓷断裂韧度先升后降,各因素对断裂韧度的影响由大到小依次为热处理温度、保温时间、升温速率;温度和保温时间的交互作用对断裂韧度的影响最大,其次为升温速率和温度交互作用的,升温速率和保温时间交互作用的影响最小;最佳热处理参数为升温速率4℃·min~(-1)、温度1 150℃、保温时间230min,在该条件下热处理后Al_2O_3陶瓷的断裂韧度由未热处理的3.25MPa·m~(1/2)提高到5.1MPa·m~(1/2) ,晶粒尺寸均匀、晶间缺陷及气孔数量减少。     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2/MoS_2陶瓷减摩耐磨涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,在TE66微磨粒磨损试验机上对涂层的摩擦学性能进行系统研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的表面形貌、元素构成、膜层厚度和磨斑形貌进行分析,并采用显微维氏硬度计和划痕试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试。结果表明:涂层与基体之间的结合强度良好,显微硬度高达HV1 457,磨损失重量仅为未涂层样品的1.29%,摩擦因数大幅度降低,存在轻微的疲劳磨损特征。     

AZ80镁合金表面热喷涂Al_2O_3涂层的性能研究

对AZ80镁合金进行热喷涂,然后通过金相观察、显微硬度测量以及其他实验对其性能的数据进行分析,从而找到提高Al2O3涂层耐蚀性以及耐磨性的有效方法。最终通过对AZ80-Al2O3涂层性能的检测与研究,为AZ80-Al2O3涂层的工业应用提供理论依据。     

SiC晶须补强Al_2O_3及Al_2O_3＋ZrO_2陶瓷基复合材料的力学性能

研究了ＳｉＣ晶须（ＳＩＣＷ）含量对热压烧结Ａ１_２Ｏ_３＋ＳＩＣＷ（ＡＳ）及Ａｌ_２Ｏ_３＋２０ｖｏｌ％ＺｒＯ_２－２ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３＋ＳＩＣＷ（ＡＺＳ）陶瓷基复合材料力学性能的影响。结果表明：复合材料的抗弯强度和断裂韧度均随ＳＩＣＷ含量的增加（从０～３０ｖｏｌ％）而提高，但在ＡＺＳ复合材料中，当ＳＩＣＷ含量大于２０ｖｏｌ％时，反而导致抗弯强度下降。加入２０ｖｏｌ％ＺｒＯ_２－２ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３颗粒可使ＡＳ复合材料力学性能进一步改善，ＡＺＳ复合材料的抗弯强度和断裂韧度均高于相同晶须含量的ＡＳ复合材料，ＳＩＣＷ增韧和ＺｒＯ_２相变增韧的作用对Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷断裂韧度的贡献具有良好的叠加性，但ＳＩＣＷ对Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷的强化效果大于对Ａｌ_２Ｏ_３＋２０ｖｏｌ％ＺｒＯ_２－２ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３陶瓷。     

Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层界面剪切强度的研究及有限元分析

为了测量经过热喷涂-激光原位反应合成技术在CLAM钢表面制备的Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的界面剪切强度,采用万能拉压试验机配合自制的剪切装置研究了涂层与基材界面的剪切强度,并通过有限元的方法模拟了剪切强度的大小与在界面处的受力、变形情况。结果表明:通过热喷涂-激光原位合成技术制备的Al_2O_3-TiO_2涂层的界面剪切强度较高,大约为283MPa;有限元(FEM)模拟的结果大约为319.59MPa,与实验结果相似。     

Al_2O_3－TiC系陶瓷的组织结构和性能

Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ系陶瓷由Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＣ和金属粘结相组成。陶瓷组织为骨架结构相互穿插结合。其颗粒大小为０．５０～１．０μｍ，在ＴｉＣ颗粒内存有细微亚结构，它的尺寸为０．１０～０．２０μｍ。Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ界面结合紧密．但不完全匹配。该陶瓷材料硬度为２４ＧＰａ和９３．７０ＨＲＡ。根据压痕法测得的有关参数，计算所得ＫＩＣ值为５．８６ＭＰａ·ｍ１／２。文中讨论了克服该系陶瓷脆性和提高其韧性的途径。该陶瓷已广泛用于制造切削刀具。     

溶胶—凝胶法制备Al_2O_3涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3 涂层 ;利用差热分析 (DTA)方法对Al2 O3凝胶粉末的热处理过程进行了研究。对线切割、粗磨、精磨、Al2 O3 一次溶胶涂层和Al2 O3 二次溶胶涂层试样的抗弯强度进行了比较 ,并通过观察Al2 O3 一次溶胶涂层和Al2 O3 二次溶胶涂层试样表面和断面的SEM形貌 ,初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层弥合基体表面微裂纹是提高抗弯强度的根本原因 ;Al2 O3 溶胶二次涂层试样表面质量好于一次涂层试样 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,使基体的抗弯强度更高。因此溶胶—凝胶法是陶瓷表面改性的一种有效方法。     

孔隙对陶瓷涂层绝缘性能的影响及处理

采用等离子喷涂法在试样表面喷涂氧化铝涂层,并对涂层进行封孔处理和磨削加工,对涂层厚度、孔隙率、绝缘性能进行检测。结果表明:等离子喷涂陶瓷涂层存在孔隙,孔隙率越低,涂层的绝缘性能越好;封孔处理后,涂层的绝缘性能得到进一步提高,且磨削加工对封孔效果影响不大。     

Al_2O_3和TiO_2添加量对共沉淀法制备MgO基陶瓷性能的影响

采用共沉淀法分别制备Al_2O_3和TiO_2前驱体包覆MgO颗粒,并在1 450℃保温2h得到MgO基陶瓷,研究了Al_2O_3和TiO_2添加量对陶瓷物相组成、烧结性能和抗热震性能的影响.结果表明:添加Al_2O_3后,陶瓷的主要物相为方镁石相和MgAl_2O_4相,随Al_2O_3添加量的增加,MgAl_2O_4相含量增多,线收缩率和热震次数均先增后降,体积密度则增大;添加TiO_2后,陶瓷的主要物相为方镁石相、Mg_2TiO_4相和MgTiO_3相,随TiO_2添加量的增加,Mg_2TiO_4和MgTiO_3相含量增多,线收缩率和体积密度均先增后降,热震次数则先增加后保持稳定;当Al_2O_3和TiO_2的质量分数分别为6%,4%时,陶瓷的烧结性能和抗热震性能均最佳.     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层的组织结构与抗冲蚀性能

采用等离子喷涂方法分别制备了常规和纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层,用扫描电子显微镜分析了涂层的显微结构,并对涂层进行了抗冲蚀试验。结果表明:常规陶瓷涂层具有典型的片层状结构,但纳米陶瓷涂层片层状结构并不十分明显,且涂层裂纹数量明显减少;纳米陶瓷涂层中的显微结构的变化改善了涂层的韧性和结合性能;在冲蚀过程中,常规陶瓷涂层表面剥落严重,而纳米陶瓷涂层的冲蚀质量损失较小,抗冲蚀性能比常规陶瓷涂层提高了30%左右。     

He~+辐照后Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的LBE腐蚀性能

以CrFe粉、FeAl粉和纯Ti粉为原料,用火焰喷涂和激光原位复合工艺在CLAM钢基材表面制备了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。涂层经过能量为200ke V剂量为5×1016ions/cm2的氦离子辐照后,在液态铅铋合金中进行了时长为500h的静态腐蚀实验。采用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对经相同条件LBE腐蚀后的涂层与基材进行微观表征与分析。结果表明:复合工艺制备的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织致密,主要由Al_2O_3-TiO_2等陶瓷相组成,辐照后其耐LBE腐蚀性能良好,可以有效地保护基材免受LBE的侵蚀。     

Al_2O_3-20%TiB_2/Al_2O_3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具的切削性能

以Al2O3为基体,以TiB2和TiC为增强相,通过粉末叠层以及热压烧结工艺制备了Al2O3-20%TiB2/Al2O3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具材料,对其抗弯强度与断裂韧度进行了测试,采用该材料刀具对淬火45钢进行高速切削试验,并与Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的切削性能进行了对比。结果表明:对称型叠层陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧度分别为651 MPa和4.59 MPa·m1/2,比Al2O3-20%TiC陶瓷的分别提高了11 MPa和0.59 MPa·m1/2;对称型叠层陶瓷刀具的切削力和磨损均较小,切削性能明显优于Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

等离子喷涂Al_2O_3/ZrO_2涂层耐磨性能研究

采用溶胶-凝胶方法将微米级颗粒团聚成含纳米粒子的颗粒,利用等离子喷涂技术制备出了含有纳米结构的A1_2O_3/ZrO_2涂层,并在MM—200摩擦磨损试验机上进行了干摩擦试验,对纳米结构涂层和常规涂层的耐磨损性能进行了对比。通过对磨损后的磨痕形貌分析可知,纳米涂层的耐磨损性能明显好于传统陶瓷涂层。传统涂层的磨损机理主要是微裂纹和颗粒的剥落,而相同条件下纳米涂层则由于涂层韧性的提高,几乎不存在微裂纹,因而涂层具有较高的耐磨性。     

热处理对等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层结合强度的影响

在Q235钢基体上等离子喷涂NiCrAl粘结层和Al2O3-13%TiO2工作层,并在300～900℃对涂层进行大气、真空及氩气环境下的热处理,借助OM、SEM、XRD以及电子万能试验机等研究了加热温度、保温时间以及热处理气氛对涂层显微结构和结合强度的影响。结果表明:气氛对涂层结合强度的影响较小,保温时间的影响较大,加热温度的影响最显著;适当的热处理可以减小微裂纹尺寸,提高涂层的结合强度;经500℃保温6 h真空热处理的涂层与原始涂层相比,可以使其结合强度提高62.5%,达到31.2 MPa。     

切削高硬度钢的 Al_2O_3-TiC 陶瓷刀具

采用热压方法制备了含有１０％～５０％ＴｉＣ和不同粒度的Ａｌ２Ｏ３ ＴｉＣ陶瓷刀具,研究了刀具的切削性能。试验表明,在车削合金工具钢时,ＴｉＣ含量为２０％～３０％的微细晶粒陶瓷刀具具有优异的抗剥落性能和最佳的切削效果。     

硬质合金刀具Al_2O_3涂层摩擦磨损性能研究

对硬质合金刀具进行等离子体化学气相沉积氧化铝涂层处理,并将其与未涂层刀具试样在干摩擦条件下进行滑动摩擦试验,比较其摩擦磨损性能并分析磨损机制。结果表明,等离子体化学气相沉积氧化铝涂层能使刀具获得高硬涂层,平均硬度比未涂层刀具提高30.1%,能有效降低刀具表面摩擦因数,明显提高硬质合金刀具的耐磨性能。