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铝-氮化硼粉末复合形式对大气等离子喷涂涂层组织及磨损性能的影响研究
1
作者 王玉江 潘王帅 +1 位作者 王旭东 杨焜 《表面技术》 北大核心 2025年第7期247-259,共13页
目的研究团聚型(Al-hBN)、镶嵌型(CuAl-hBN)、hBN包Al型(hBN/Al)和Al包hBN型(Al/hBN)等4种不同复合形式的粉末在焰流中的熔化行为,以及对涂层组织和性能的影响。方法采用胶黏团聚工艺制备粉末,采用XRD进行物相分析,采用SEM对粉体和涂层... 目的研究团聚型(Al-hBN)、镶嵌型(CuAl-hBN)、hBN包Al型(hBN/Al)和Al包hBN型(Al/hBN)等4种不同复合形式的粉末在焰流中的熔化行为,以及对涂层组织和性能的影响。方法采用胶黏团聚工艺制备粉末,采用XRD进行物相分析,采用SEM对粉体和涂层进行微观分析,采用倒置金相显微镜表征孔隙,采用洛氏硬度仪测量涂层的表面硬度,采用氮氧仪测量hBN烧损率,采用高温摩擦磨损试验机对可磨耗性能进行表征。结果Al-hBN粉末粒度较小,流动性较差;CuAl-hBN的粉末粒度较大,松装密度较高,流动性较好;hBN/Al粉末粒度大且均匀,球形度高,流动性极佳;Al/hBN粉末粒度分布范围宽,松装密度低,流动性较差。在喷涂过程中,Al-hBN粉末熔化充分,涂层的孔隙率较低,硬度较高;CuAl-hBN粉末中枝晶状Cu有效保护了hBN,使得涂层中hBN含量增加,且分布均匀;hBN/Al中的hBN烧损率高,含量降低,涂层中的未熔化颗粒较多;Al/hBN粉末中的hBN作为核心被保护,烧损率低,含量高。在可磨耗性能方面,CuAl-hBN涂层以叶片摩擦磨损为主,同时伴随着黏着磨损,其余3种涂层与TC4以黏着磨损为主。结论采用Al/hBN粉末制备的涂层质地软,孔隙率较小,hBN含量较高;在与TC4摩擦销对磨过程中,其黏附量最低,磨痕较平整,可磨耗性能优异。相关结果可为粉末及涂层制备工艺的优化提供有价值的参考,有助于提升涂层的性能和应用效果。 展开更多
关键词 铝-氮化硼 粉末粒径 复合形式 孔隙率 硬度 hBN烧损率 可磨耗性 大气等离子喷涂
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正交实验设计法优化大气等离子喷涂氧化铝涂层工艺参数
2
作者 宋厚生 孔令杰 +6 位作者 张伟平 张峰 王泽鑫 陈靓瑜 章君 Dobuvyy Oleksand 芦笙 《表面技术》 北大核心 2025年第7期235-246,259,共13页
目的研究大气等离子喷涂工艺参数对氧化铝涂层性能的影响,并探讨其影响机制,以获得一组优化的喷涂工艺参数。方法使用大气等离子喷涂技术在GCr15轴承钢表面制备镍-铝黏接层和氧化铝工作层,采用正交实验设计方法,改变喷涂工艺参数中的电... 目的研究大气等离子喷涂工艺参数对氧化铝涂层性能的影响,并探讨其影响机制,以获得一组优化的喷涂工艺参数。方法使用大气等离子喷涂技术在GCr15轴承钢表面制备镍-铝黏接层和氧化铝工作层,采用正交实验设计方法,改变喷涂工艺参数中的电流、氩气流量、喷涂距离和预热道次,使用热电偶测量喷涂过程中涂层和基体的温度,并对所制备涂层的物相组成、微观结构、硬度、结合强度进行表征。结果涂层的温度主要受到电流和氩气流量的影响。在喷涂后期,涂层的温度趋于稳定,预热道次对涂层的平衡温度无显著影响。涂层主要由α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)组成,涂层中的γ-Al_(2)O_(3)含量与电流、氩气流量呈正相关。较高的电流、较低的氩气流量及较近的喷涂距离可以提高涂层的沉积效率,但过高的电流和氩气流量会增大涂层的孔隙率。涂层的硬度与γ-Al_(2)O_(3)含量、涂层温度呈正相关。结论综合考虑了涂层的孔隙率、平均硬度和结合强度,确定了一组最佳工艺参数,电流为650 A,氩气流量为30 L/min,喷涂距离为120 mm,预热2道次。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂技术 氧化铝陶瓷涂层 涂层性能优化 正交实验设计
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大气等离子喷涂纳米粉体热障涂层及其抗热震性能研究
3
作者 张松婷 赵世贤 +4 位作者 李虹屿 李红霞 司瑶晨 李凌锋 刘广华 《耐火材料》 北大核心 2025年第4期289-296,共8页
基于超音速火焰喷涂的NiCoCrAlYTa黏结层,采用大气等离子喷涂技术制备纳米8%(w)氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷层,探索热障涂层结构中团聚纳米颗粒的调控方式及其对涂层性能的影响。通过调整喷涂距离、基体温度和枪移动速度来实现涂层的结构... 基于超音速火焰喷涂的NiCoCrAlYTa黏结层,采用大气等离子喷涂技术制备纳米8%(w)氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷层,探索热障涂层结构中团聚纳米颗粒的调控方式及其对涂层性能的影响。通过调整喷涂距离、基体温度和枪移动速度来实现涂层的结构调控,借助ImageJ分析孔隙率和未熔区域相对含量,采用对偶拉伸法和水淬法分别评价了NiCoCrAlYTa+YSZ涂层的结合强度和抗热震性能。结果表明,当送粉量为25g·min^(-1),喷涂距离为115mm,枪移动速度为500mm·s^(-1),基体温度调控为200~300℃时,涂层能够获得高含量的未熔颗粒团聚体和合适的孔隙率。虽然该工艺下所获得的涂层结合强度最低,约为26.8MPa,但抗水冷热震性能最佳,表面失效面积为20%时循环寿命可达到43次。 展开更多
关键词 热障涂层 大气等离子喷涂 氧化钇部分稳定氧化锆 结合强度 抗热震性能
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工艺参数对大气等离子喷涂Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)复合涂层显微硬度和耐冲蚀性能的影响
4
作者 钟万才 刘成 +4 位作者 方良斌 李强 赵远涛 张士陶 李文戈 《机械工程材料》 北大核心 2025年第4期47-52,共6页
采用大气等离子喷涂工艺制备了Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)(质量分数)复合涂层,通过四因素三水平正交试验,研究了喷涂距离(80,100,120 mm)、电流(530,565,600 A)、氩气流量(31,36,41 L·min^(-1))、氢气流量(10,12,14 L·min^(-1))... 采用大气等离子喷涂工艺制备了Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)(质量分数)复合涂层,通过四因素三水平正交试验,研究了喷涂距离(80,100,120 mm)、电流(530,565,600 A)、氩气流量(31,36,41 L·min^(-1))、氢气流量(10,12,14 L·min^(-1))对涂层显微硬度的影响,获取最佳工艺参数,并对比研究了最佳工艺参数下涂层的物相组成、显微组织、耐腐蚀性以及耐冲蚀性。结果表明:对显微硬度的影响程度按从大到小排序为喷涂距离、电流、氩气流量、氢气流量;随着喷涂距离增加,显微硬度先增大后减小,随着电流、氩气流量或氢气流量增加,显微硬度先减小后增大;最佳工艺参数为电流530 A,喷涂距离100 mm,氩气流量41 L·min^(-1),氢气流量10 L·min^(-1),此条件下制备涂层的显微硬度最大,γ-Al_(2)O_(3)亚稳定相含量少,表面孔隙和微裂纹少,孔隙率小,耐腐蚀性和耐冲蚀性好。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2) 显微硬度 耐腐蚀性能 耐冲蚀性能
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大气等离子喷涂过程特性研究进展
5
作者 白凯文 黄艳斐 +4 位作者 刘明 张志强 王海斗 高瑞 张寒冰 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期132-149,共18页
大气等离子喷涂是目前应用最广泛的热喷涂表面防护技术之一,深入研究其喷涂过程中的特性变化规律与机理,有助于从理化角度优化喷涂工艺,确保喷涂过程的可靠性和可重复性。综述了大气等离子喷涂过程中依次环环相扣的三个阶段:等离子射流... 大气等离子喷涂是目前应用最广泛的热喷涂表面防护技术之一,深入研究其喷涂过程中的特性变化规律与机理,有助于从理化角度优化喷涂工艺,确保喷涂过程的可靠性和可重复性。综述了大气等离子喷涂过程中依次环环相扣的三个阶段:等离子射流、飞行粒子和涂层沉积,并结合试验监测与数值模拟,探讨了各阶段特征特性及其演变规律的相关研究。研究结果表明,在不同阶段中,不同影响参数决定了各阶段的关键特性:射流阶段的温度、速度和稳定性主要受喷枪内电弧能量和等离子体电离能量的影响;飞行粒子阶段的温度、速度和熔融程度取决于射流的加热加速作用、粒子与射流的相互作用时间以及粒子自身的物理性质;沉积阶段的熔滴铺展情况则主要由熔滴撞击时的状态及其与基体和下层熔滴的接触情况决定。对各阶段特性变化规律和机理的研究总结,为实现更可控的喷涂过程和更高的涂层质量提供了理论支持,并为喷涂工艺调整、程序优化和技术改进提供了重要参考。但当前研究仍存在一些挑战,如射流波动的消除以及多粒子堆叠与搭接的深入研究,仍需进一步探索。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 喷涂过程 等离子射流 飞行粒子 涂层沉积
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大气等离子喷涂NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo高温耐磨涂层组织和性能
6
作者 张昂 郭孟秋 +5 位作者 王长亮 张梅 岳震 王天颖 聂梓杏 高燊 《材料工程》 北大核心 2025年第1期202-210,共9页
为了探究工艺参数对NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo高温耐磨涂层性能的影响规律,基于正交实验,采用大气等离子喷涂(atmospheric plasma spray,APS)工艺制备NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层,应用极差分析法研究工艺参数对NiCoCrAlYTa-... 为了探究工艺参数对NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo高温耐磨涂层性能的影响规律,基于正交实验,采用大气等离子喷涂(atmospheric plasma spray,APS)工艺制备NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层,应用极差分析法研究工艺参数对NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层显微组织、硬度和结合强度性能影响的主次关系,完成喷涂工艺参数优化。优化后的工艺参数为氩气流量为50 L/min,氢气流量为12 L/min,电流为500 A,喷涂距离为100 mm。结果表明:采用优化后的工艺参数喷涂的NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层显微组织均匀致密,涂层孔隙率小于1%,结合强度平均值为70.7 MPa,硬度平均值为543.7HV,900℃温度下50~100 h平均氧化速率为0.07302 g/(m^(2)·h),达到完全抗氧化级别,在800℃表现出良好的摩擦磨损性能,平均摩擦因数为0.248,磨损率为2.12×10^(-6) mm^(3)/(N·m)。 展开更多
关键词 NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层 大气等离子喷涂 高温耐磨 正交实验 抗氧化 显微组织
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Y_(2)O_(3)含量对大气等离子喷涂Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构和力学性能的影响 被引量：2
7
作者 马文强 赵晓琴 +4 位作者 安宇龙 卜珍宇 孙初锋 周惠娣 陈建敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期208-216,共9页
目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。... 目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。利用SEM、EDS对粉末以及不同涂层的形貌、组织结构、元素分布进行分析。使用XRD表征粉末和涂层的物相。使用显微硬度仪、纳米压痕测试仪和电子万能试验机对涂层的显微硬度、弹性模量以及断裂韧性等力学性能进行测试分析。结果Al_(2)O_(3)喷涂粉末的物相由α-Al_(2)O_(3)组成,而喷涂得到的Al_(2)O_(3)涂层则由α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)组成。加入Y_(2)O_(3)后,对复合涂层中γ-Al_(2)O_(3)的生成有一定的抑制作用。随着喷涂粉末中Y_(2)O_(3)含量的增多,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层表面未充分熔融的颗粒逐渐增加,复合涂层的孔隙率也越来越大,掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的孔隙率最低,涂层最致密。Al_(2)O_(3)涂层具有最高的显微硬度值(1209HV0.3)和弹性模量(227 GPa)。随着Y_(2)O_(3)含量的增加,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的显微硬度与弹性模量逐渐降低。Al_(2)O_(3)-10%Y_(2)O_(3)复合涂层的弹性恢复率高达48.3%,并且其断裂韧性及抗塑性变形的能力也最好。结论掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层具有最致密的微观组织结构,其综合力学性能最好。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层 孔隙率 微观结构 力学性能
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高温环境下等离子喷涂56YSZ涂层CMAS腐蚀机制分析
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作者 胡延浩 范习之 +2 位作者 黄文质 赵凯睿 毛卫国 《表面技术》 北大核心 2025年第12期61-71,共11页
目的阐明56%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(56YSZ)涂层1350℃条件下CMAS(钙镁铝硅酸盐)腐蚀行为,分析腐蚀产物及其演变规律,揭示等离子喷涂56YSZ涂层高温CMAS腐蚀机理。方法利用大气等离子喷涂方法制备56YSZ涂层,在1350℃条件下对表面涂敷... 目的阐明56%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(56YSZ)涂层1350℃条件下CMAS(钙镁铝硅酸盐)腐蚀行为,分析腐蚀产物及其演变规律,揭示等离子喷涂56YSZ涂层高温CMAS腐蚀机理。方法利用大气等离子喷涂方法制备56YSZ涂层,在1350℃条件下对表面涂敷CMAS(33Ca O-9Mg O-13Al O1.5-45SiO_(2))的56YSZ涂层进行CMAS腐蚀试验。结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),表征经1350℃腐蚀不同时间后涂层物相结构与微观形貌,以分析1350℃条件下56YSZ涂层CMAS腐蚀行为。结果在1350℃高温环境下,涂层CMAS腐蚀速率随时间延长呈明显的下降趋势,8 h后涂层CMAS腐蚀速率最低(0.50μm/h),且经过50 h腐蚀后CMAS腐蚀深度由(150.9±11.0)μm增至(172.5±18.3)μm。在腐蚀初期,CMAS熔体快速渗透,与涂层反应生成了磷灰石相;然而,随着CMAS熔体中Si^(4+)/Al^(3+)比值逐渐降低,熔体与涂层反应生成了石榴石相,且c-ZrO_(2)包裹磷灰石相与石榴石相形成了致密的保护层;最终涂层腐蚀区反应产物主要为c-ZrO_(2)、磷灰石相及石榴石相。结论56YSZ涂层在1350℃条件下展现出优异的抗CMAS腐蚀性能,腐蚀反应生成的磷灰石相、石榴石相以及c-ZrO_(2)共同组成了致密保护层,有效阻滞了CMAS熔体的腐蚀渗透,并快速消耗CMAS熔体活性元素,在56YSZ涂层抗腐蚀过程中起到了积极作用。 展开更多
关键词 高氧化钇稳定氧化锆 CMAS腐蚀 热障涂层 腐蚀机理 热渗透 大气等离子喷涂
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大气等离子喷涂Y_(3)Al_(5)O_(12)/Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的CMAS腐蚀抗力 被引量：1
9
作者 李捷 罗志新 +3 位作者 崔阳 张广珩 孙鲁超 王京阳 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期671-680,I0001,I0002,共12页
探索能够有效抵抗1300℃及以上温度钙镁铝硅酸盐(Calcium-Magnesium-Aluminum-Silicate,CMAS)腐蚀的新材料是近年来先进航空发动机用环境障涂层研究的重点任务。本工作围绕具有超强CMAS腐蚀抗力的YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3)体... 探索能够有效抵抗1300℃及以上温度钙镁铝硅酸盐(Calcium-Magnesium-Aluminum-Silicate,CMAS)腐蚀的新材料是近年来先进航空发动机用环境障涂层研究的重点任务。本工作围绕具有超强CMAS腐蚀抗力的YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3)体系,采用大气等离子喷涂(Atmospheric Plasma Spraying,APS)技术制备了具有共晶成分的YAG/Al_(2)O_(3)涂层。通过在1100、1300和1500℃对制备态涂层进行热处理,获得了具有不同微观结构的YAG/Al_(2)O_(3)涂层。利用不同表征手段研究了YAG/Al_(2)O_(3)涂层抵抗1300℃CMAS腐蚀的性能及微观结构对涂层腐蚀抗性的影响。研究结果发现,经不同温度热处理的YAG/Al_(2)O_(3)涂层与CMAS的反应产物均为石榴石结构固溶体、CaAl_(2)Si_(2)O_(8)和Ca_(2)MgSi_(2)O_(7)。腐蚀机制研究发现,1100℃热处理YAG/Al_(2)O_(3)涂层与CMAS反应界面的近连续分布石榴石固溶体层可有效阻隔CMAS腐蚀元素的扩散;1500℃热处理YAG/Al_(2)O_(3)涂层晶粒尺寸的增加及晶界数量的减少可降低涂层材料在CMAS中的溶解速率,二者均可通过影响腐蚀过程中的离子传输速率而影响各生成物的竞争析出,进而提升涂层的CMAS腐蚀抗力。本工作为YAG/Al_(2)O_(3)涂层热处理工艺优化提供了借鉴,并为通过微观结构优化调控YAG/Al_(2)O_(3)涂层的CMAS腐蚀抗力提供了新思路。 展开更多
关键词 YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3) 大气等离子喷涂 环境障涂层 CMAS腐蚀抗力 晶界腐蚀 热处理温度
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大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层 被引量：1
10
作者 杨壮壮 刘太楷 +5 位作者 文魁 宋琛 张留艳 邓畅光 邓春明 刘敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期175-183,共9页
目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通... 目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加,在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相,获得高电导率尖晶石涂层,并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征,揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果 800℃热处理后涂层明显致密化、均匀化,涂层主相为Cu_(x)Mn_(3-x)O_(4)(x=1,1.2,1.4)和MnCo_(2)O_(4);在基体和涂层的界面处存在Cr富集,800℃氧化10h后,含Cu量12%(质量分数)的试样面比电导最高;氧化100h后,面比电导有所下降,含Cu量12%(质量分数)试样仍具有最高的面比电导;经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品,其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散,氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大,800℃时Cu含量为12%(质量分数)的样品电导率可达93.15S/cm。结论 尖晶石涂层可通过APS制备的金属涂层经热处理后获得;涂层的相组成可以通过金属粉末成分进行调控;Cu的添加有效提高了涂层的电导率,且随Cu含量的增加而增大;经还原处理后的涂层更加致密,但导电性低于未还原样品。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 连接体防护 尖晶石涂层 MnCoCu涂层 电导率
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喷距对大气等离子喷涂8YSZ热障涂层组织结构及性能的影响 被引量：1
11
作者 李荣斌 程治军 张志玺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期112-117,共6页
利用大气等离子喷涂技术制备了8YSZ热障涂层,并系统探讨了不同喷涂距离对涂层微观结构和性能的影响。对涂层物相及微观结构进行表征,并进行隔热温度测量和热循环寿命测试。结果表明,在80~140 mm的喷距范围内,8YSZ涂层中ZrO_(2)主要以具... 利用大气等离子喷涂技术制备了8YSZ热障涂层,并系统探讨了不同喷涂距离对涂层微观结构和性能的影响。对涂层物相及微观结构进行表征,并进行隔热温度测量和热循环寿命测试。结果表明,在80~140 mm的喷距范围内,8YSZ涂层中ZrO_(2)主要以具有较高稳定性的t′相形式存在。厚度与孔隙率呈负相关,低于100 mm喷距时涂层孔隙率逐渐增加,在100 mm喷距处达到16.6%,随后降低到10%左右。高孔隙率和大孔隙尺寸能提升涂层的隔热性能,但是会缩短涂层的热循环寿命,100 mm喷距下隔热温度达到0.534 K/μm,热循环寿命只有231次。结果表明,喷涂距离对8YSZ热障涂层的组织结构和性能的影响具有一定的规律性,因此可以作为调整涂层结构和性能的有效手段。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 8YSZ 喷涂距离 孔隙率
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大气和低压等离子喷涂氧化铝涂层 被引量：20
12
作者 邓畅光 邓春明 +2 位作者 刘敏 朱晖朝 周克崧 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期48-51,56,共5页
根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层。分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析。... 根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层。分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析。结果表明:低压等离子喷涂制备的高纯氧化铝涂层韧性和致密性明显优于常压喷涂氧化铝涂层。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂(aps) 低压等离子喷涂(LPPS) 氧化铝涂层
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CLAM钢基体上大气等离子体喷涂制备氧化铝涂层工艺研究 被引量：8
13
作者 郭智慧 黄群英 +2 位作者 宋勇 严资林 吴宜灿 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2008年第4期295-299,共5页
液态金属锂铅包层是目前国际上聚变堆包层设计研究的主流方案之一，但其仍面临高氚渗透率、液态锂铅对包层结构材料的腐蚀以及锂铅流动引起的磁流体动力学MHD效应等问题，而包层结构材料表面加覆涂层是解决上述问题的关键技术之一。本... 液态金属锂铅包层是目前国际上聚变堆包层设计研究的主流方案之一，但其仍面临高氚渗透率、液态锂铅对包层结构材料的腐蚀以及锂铅流动引起的磁流体动力学MHD效应等问题，而包层结构材料表面加覆涂层是解决上述问题的关键技术之一。本实验尝试利用大气等离子体喷涂（APS）工艺在中国低活化马氏体CLAM钢上制备多功能氧化铝涂层，试验结果表明：涂层与基底具有较好的结合强度，平均值为31．7MPa；涂层电阻率为5．26×10^9～1．54×10^10Ω·m；并呈现较高的显微硬度和致密度。本工作可为未来聚变堆液态锂铅包层涂层制备提供理论依据和技术储备。 展开更多
关键词 CLAM钢 大气等离子体喷涂(aps) 多功能涂层 复合涂层
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大气等离子喷涂制备Fe基非晶涂层及微观结构表征 被引量：10
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作者 安宇龙 赵晓琴 +2 位作者 周惠娣 陈建敏 刘光 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期64-69,共6页
选用Fe-10W-4Cr-3Ni-2Mo-4B-4Si-1C(质量比)合金粉末作为喷涂原料,采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上制备了Fe基涂层。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌;用Olycia m3分析软件对涂... 选用Fe-10W-4Cr-3Ni-2Mo-4B-4Si-1C(质量比)合金粉末作为喷涂原料,采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上制备了Fe基涂层。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌;用Olycia m3分析软件对涂层的孔隙率进行测定;用热分析系统对喷涂粉末和涂层从室温到1 173K范围的DSC曲线进行记录;同时,测定了涂层的显微硬度和结合强度。结果表明:大气等离子喷涂制备的Fe基涂层与基底的结合良好,涂层较为致密并且存在灰色氧化带组织,表现出典型的层状组织结构;涂层不但具有低的表面粗糙度和孔隙率,而且具有高的显微硬度和结合强度;所制备涂层中的非晶含量约为89.2%(质量分数),涂层中形成的晶相组织为纳米晶结构。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Fe基涂层 微观结构 非晶
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大气等离子喷涂Al_2O_3-3%TiO_2涂层的性能 被引量：20
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作者 邓春明 周克崧 +2 位作者 刘敏 邓畅光 朱晖朝 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期19-23,共5页
分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层... 分别采用大气等离子喷涂APS和带延长Laval喷嘴的大气等离子喷涂制备了Al2O3-3%TiO2涂层,对涂层的相组成、显微结构、结合强度、显微硬度等进行了评价,并和常规大气等离子喷涂氧化铝涂层的性能进行了对比,根据粒子在焰流中的特征对涂层性能差异进行了讨论。结果表明,两种Al2O3-3%TiO2涂层均以γ-Al2O3为主,其中还含有少量的α-Al2O3和微晶或非晶。带Laval喷嘴APS所制备涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度均明显劣于普通APS涂层,但前者涂层的沉积率达到70%,明显高于后者,大大降低了涂层的生成成本。粒子特征分析表明,延长的Laval喷嘴降低了粒子在等离子焰流中的速度,延长了粒子在焰流中的停留时间,从而使涂层的结合强度和致密度降低,而使涂层沉积率有明显升高。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 延长Laval喷嘴 Al2O3—3%TiO2涂层
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响应曲面法在大气等离子喷涂工艺研究中的应用 被引量：6
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作者 毛杰 邓春明 +2 位作者 邓畅光 常发 杨焜 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期65-68,共4页
将响应曲面法应用于大气等离子喷涂Cr2O3涂层的工艺研究中,对喷涂电流、等离子气体成分和喷距等因素的显著性及交互作用的影响程度进行了分析,给出了涂层沉积厚度的拟合数学模型。研究表明,响应曲面法弥补了传统单变量和全因子优化实验... 将响应曲面法应用于大气等离子喷涂Cr2O3涂层的工艺研究中,对喷涂电流、等离子气体成分和喷距等因素的显著性及交互作用的影响程度进行了分析,给出了涂层沉积厚度的拟合数学模型。研究表明,响应曲面法弥补了传统单变量和全因子优化实验的不足,可以运用到热喷涂领域的实验设计和数据分析中。 展开更多
关键词 响应曲面法 回归分析 大气等离子喷涂 CR2O3 沉积厚度
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大气等离子喷涂制备莫来石涂层的性能 被引量：4
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作者 安宇龙 刘光 +2 位作者 侯国梁 陈建敏 赵晓琴 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期36-39,共4页
采用大气等离子喷涂制备莫来石涂层,对涂层进行了热震试验。以OLYCIA m3图像分析软件测定涂层孔隙率,以MH-5-VM型显微硬度仪测定涂层硬度,依照ASTMC633-79标准测定涂层结合强度,以X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征涂层的相组成和微观... 采用大气等离子喷涂制备莫来石涂层,对涂层进行了热震试验。以OLYCIA m3图像分析软件测定涂层孔隙率,以MH-5-VM型显微硬度仪测定涂层硬度,依照ASTMC633-79标准测定涂层结合强度,以X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征涂层的相组成和微观形貌。结果表明,莫来石涂层主要由变形颗粒、未熔融粉末及少量孔隙组成,涂层中没有微观裂纹;涂层中含有莫来石晶体和部分非晶态玻璃相;热震过程中,涂层中的非晶转变为晶态莫来石,同时伴随应力释放,导致涂层出现微观裂纹。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 莫来石涂层 热震试验 非晶
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大气等离子喷涂Cr_2O_3涂层的响应曲面法工艺优化 被引量：5
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作者 毛杰 邓畅光 +2 位作者 杨焜 邝子奇 欧献 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期100-104,共5页
根据Box-Behnken二阶响应曲面法,设计了三因素三水平的回归分析试验;采用大气等离子喷涂技术在TC4钛合金表面制备了Cr2O3涂层,以不同工艺条件下的涂层显微硬度(H)作为响应值,建立了喷涂电流I、等离子气体流量QAr和喷距d与硬度响应输出... 根据Box-Behnken二阶响应曲面法,设计了三因素三水平的回归分析试验;采用大气等离子喷涂技术在TC4钛合金表面制备了Cr2O3涂层,以不同工艺条件下的涂层显微硬度(H)作为响应值,建立了喷涂电流I、等离子气体流量QAr和喷距d与硬度响应输出之间的数学模型,讨论三种影响因子的显著性及其交互作用的影响,得到了涂层硬度的连续变量响应曲面和等高曲线,用于大气等离子喷涂Cr2O3涂层的工艺优化和性能预测。结果表明:涂层硬度的优化二次拟合曲线方程为H=17 330.35+10.15I-735.74QAr-47.57d+0.073I·d-0.014I2+7.8QAr2;最大硬度的预测参数为I=588.47 A,QAr=40.00 L·min-1,d=80.00 mm,此时能获得的硬度高达1 271.72 HV0.3,与实际测得的最大硬度1 284.7 HV0.3相当。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 CR2O3涂层 显微硬度 响应曲面法 工艺优化
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大气等离子喷涂球磨Fe-Al合金制备FeAl涂层及其结构表征 被引量：7
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作者 田立辉 李长久 +1 位作者 李成新 杨冠军 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期20-25,共6页
FeAl金属间化合物具有良好的抗高温氧化和硫化、抗高温冲蚀性能与较高的高温强度,且密度小、成本低。将FeAl用作SOFC支撑体材料,不仅可提高SOFC的高温强度,而且可显著降低其制作成本。本研究采用机械合金化工艺制备了Fe–35Al粉末,通过... FeAl金属间化合物具有良好的抗高温氧化和硫化、抗高温冲蚀性能与较高的高温强度,且密度小、成本低。将FeAl用作SOFC支撑体材料,不仅可提高SOFC的高温强度,而且可显著降低其制作成本。本研究采用机械合金化工艺制备了Fe–35Al粉末,通过大气等离子喷涂(APS)制备了FeAl涂层。利用XRD、SEM表征了球磨粉末及热处理前后涂层的微观结构。研究结果表明,通过大气等离子喷涂球磨粉末,可以制备出FeAl金属间化合物涂层,涂层经800℃热处理30h后,可提高FeAl相的有序度。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 机械合金化 FEAL金属间化合物 固体氧化物燃料电池 支撑体
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大气等离子喷涂制备低氧含量厚钨涂层 被引量：3
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作者 张小锋 于磊 +1 位作者 杨震晓 邓春明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期23-28,34,共7页
采用等离子球化技术对不规则钨粉进行球化,以还原后的球形钨粉为原料于CuCrZr合金基体上在氮气保护下,用大气等离子喷涂制备聚变堆用厚钨梯度涂层。利用X射线衍射(XRD)对钨粉和涂层进行物相分析,采用扫描电镜(SEM)对钨粉和涂层微观形貌... 采用等离子球化技术对不规则钨粉进行球化,以还原后的球形钨粉为原料于CuCrZr合金基体上在氮气保护下,用大气等离子喷涂制备聚变堆用厚钨梯度涂层。利用X射线衍射(XRD)对钨粉和涂层进行物相分析,采用扫描电镜(SEM)对钨粉和涂层微观形貌进行观察,使用O/N测量仪、激光热导仪和拉伸试验机分别对涂层氧含量、热导率和结合强度进行测量,用X射线光电子能谱(XPS)对钨涂层中钨元素的价态进行分析。结果表明:在氮气保护下,采用大气等离子喷涂成功制备了以Cu-Mo/Mo-W为过渡的约2mm厚钨涂层,其结合强度为15.2MPa。相对真空热处理而言,H2还原热处理能显著降低等离子球化钨粉和钨涂层的氧含量,H2处理后涂层中氧含量从0.93%(质量分数,下同)降至0.17%。在钨涂层制备过程中由于存在对流氧化和扩散氧化,导致涂层存在微量的氧化物,其中氧化物主要以WO2.72和WO3存在。 展开更多
关键词 钨粉 等离子球化 大气等离子喷涂 钨涂层
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