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微弧氧化功能陶瓷涂层的设计及其在机械工程的应用进展
1
作者 刘一 赵辰 +4 位作者 冯金宝 于强亮 于波 周峰 刘维民 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期167-192,共26页
微弧氧化(MAO)技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和... 微弧氧化(MAO)技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和彩色涂层领域的设计研究,并总结了优化电解液组分、电源参数及后处理工艺对涂层性能的提升作用。研究表明,通过改变电解液成分和工艺参数,可以显著提高涂层的致密性和硬度,提升涂层的耐腐蚀性和耐磨性。通过后处理工艺,涂层表面的微孔和裂纹得以填充,从而加强涂层与基体的机械结合力和化学结合力,避免涂层脱落或剥离,可以进一步改善涂层性能或赋予新的功能。研究还发现,MAO涂层在热防护方面的优异性能,可以通过调节涂层的颜色、厚度和结构,控制其太阳吸收率和红外发射率。另外,电绝缘和着色涂层的研究同样显示了MAO技术在功能性涂层设计中的应用前景。系统总结MAO技术在功能性涂层领域的研究进展,总结了优化MAO功能涂层的多种设计策略,并探讨了其在实际应用中的潜力。为MAO技术在更多功能性领域的应用提供了理论基础,也为未来进一步提高涂层性能、拓宽MAO技术的应用范围提供了新的思路和方向。 展开更多
关键词 微弧氧化 陶瓷涂层 复合涂层 电解液 防腐耐磨性
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3D打印SiC陶瓷表面的高温自润滑耐磨涂层制备与性能
2
作者 马楚楚 张垚 +8 位作者 李天杨 王有缘 曾鲜 龚小龙 曾飞 孙华君 闫春泽 史玉升 刘凯 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期99-108,共10页
3D打印SiC陶瓷因其轻质高强、耐高温及优异的力学性能,在航空航天、能源加工等领域受到广泛关注。为改善3D打印的SiC陶瓷表面摩擦性能,采用溶胶法结合离心雾化干燥制备三种不同成分的YSZ-Al_(2)O_(3)-CaF_(2)-C热喷涂用复合粉体,利用大... 3D打印SiC陶瓷因其轻质高强、耐高温及优异的力学性能,在航空航天、能源加工等领域受到广泛关注。为改善3D打印的SiC陶瓷表面摩擦性能,采用溶胶法结合离心雾化干燥制备三种不同成分的YSZ-Al_(2)O_(3)-CaF_(2)-C热喷涂用复合粉体,利用大气等离子喷涂技术在陶瓷表面沉积对应的复合涂层(Ca0C0、Ca5C10、Ca10C5),并详细研究复合涂层的微观结构及其在室温和600℃下的摩擦性能和磨损机制。结果表明,三种复合涂层呈典型的层状结构,主要由YSZ、Al_(2)O_(3)和m-ZrO_(2)物相组成,其中Ca10C5和Ca5C10涂层中还有CaF_(2)、C相。未加CaF_(2)、C润滑相的Ca0C0涂层在室温和600℃下的磨损率最低,但具有最大的摩擦因数。加入CaF_(2)和C润滑相的Ca5C10和Ca10C5涂层在室温和600℃下的摩擦因数均大幅减小,体现出较好的自润滑性能。但加入润滑相后,涂层的硬度降低且涂层内部的孔隙缺陷增加,从而伴随磨损率升高。综合来看,Ca10C5涂层具有较低的摩擦因数(室温下0.239、600℃下0.175)和较低的磨损率(室温下1.02×10^(-5)mm^(3)/(N·m)、600℃下0.84×10^(-5)mm^(3)/(N·m)),体现了良好的自润滑和耐磨性能,其磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷 耐磨 自润滑 等离子喷涂 复合涂层
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C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展
3
作者 王硕博 刘可立 +6 位作者 宋运泽 王兵 杨超 董健 柳彦博 刘玲 王琴 《推进技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能... 在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能,又不会显著影响基体的高温力学性能,有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发,对现有涂层体系进行了梳理,再结合涂层的化学组成特点,系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展,并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析,最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。 展开更多
关键词 热防护 C/C复合材料 陶瓷涂层 表面涂层技术 抗氧化 耐高温 综述
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激光熔覆Ni基合金复合涂层组织性能的研究进展
4
作者 杨杰 张哲 +5 位作者 魏鑫 吴涛 耿在明 吴一栋 张磊 陈小明 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期507-511,共5页
激光熔覆Ni基合金复合涂层的研究近年来取得显著进展,主要集中在涂层的组织性能及其应用领域。Ni基合金因优异的耐腐蚀性和耐高温性能,广泛应用于航空航天、能源和化工等行业。在激光熔覆过程中,能够通过调节激光功率、扫描速度、送粉... 激光熔覆Ni基合金复合涂层的研究近年来取得显著进展,主要集中在涂层的组织性能及其应用领域。Ni基合金因优异的耐腐蚀性和耐高温性能,广泛应用于航空航天、能源和化工等行业。在激光熔覆过程中,能够通过调节激光功率、扫描速度、送粉速率和搭接率等工艺参数,精确控制涂层的微观组织和宏观性能。其次,合金元素和陶瓷颗粒也直接影响涂层的表面质量。本文综述了微量元素、陶瓷颗粒和激光熔覆的工艺因素对Ni基涂层的影响,还总结了辅助工艺对涂层的作用,并提出今后的发展方向。 展开更多
关键词 激光熔覆 NI基复合涂层 陶瓷颗粒 微量元素 工艺参数
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C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的快速成型及其烧蚀性能
5
作者 陈意高 姚熹 +2 位作者 王凯杰 王坤杰 张光喜 《材料导报》 北大核心 2025年第12期74-78,共5页
为提高C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的制备效率,通过料浆涂刷法和高温预氧化处理在C/C复合材料表面制备了ZrSi_(2)-ZrC-HfC陶瓷涂层,研究了预氧化处理对涂层微观结构、涂层烧蚀性能的影响。结果表明,与未预氧化涂层相比,高温预氧化处... 为提高C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的制备效率,通过料浆涂刷法和高温预氧化处理在C/C复合材料表面制备了ZrSi_(2)-ZrC-HfC陶瓷涂层,研究了预氧化处理对涂层微观结构、涂层烧蚀性能的影响。结果表明,与未预氧化涂层相比,高温预氧化处理生成的液态SiO_(2)相可填充涂层内部孔隙,通过粘合陶瓷颗粒提升涂层致密度,从而提高涂层的抗冲刷烧蚀性能。在热流密度为3 200 kW/m^(2)的氧乙炔火焰中考核30 s、60 s和90 s,氧化层均保持结构完整;在预氧化处理中生成的SiO_(2)相粘合涂层,防止涂层在烧蚀初期因结合不紧密而脱落;同时在烧蚀过程中生成的SiO_(2)相通过吸热挥发,降低表面温度,为涂层提供热防护。烧蚀90 s后的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.837μm/s和0.364 mg/s。该方法操作简便,制备效率高,是一种适用于不同结构尺寸C/C复合材料表面不同类型超高温陶瓷涂层的制备技术。 展开更多
关键词 超高温陶瓷涂层 C/C复合材料 快速制备 预氧化 料浆涂刷法
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微/纳结构Cr_(3)C_(2)-NiCr陶瓷涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀磨损行为
6
作者 南鹏娟 贾均红 +3 位作者 焦小雨 张宗宇 徐艺飞 张庆庆 《表面技术》 北大核心 2025年第1期150-160,共11页
目的设计并制备微/纳结构Cr_(3)C_(2)-NiCr陶瓷涂层,以改善机械部件的耐腐蚀磨损性能。方法采用行星式球磨机结合喷雾造粒仪制备了微/纳结构Cr_(3)C_(2)粉体,造粒得到的Cr_(3)C_(2)粉体与NiCr粉混合均匀后通过等离子喷涂技术,在316L不... 目的设计并制备微/纳结构Cr_(3)C_(2)-NiCr陶瓷涂层,以改善机械部件的耐腐蚀磨损性能。方法采用行星式球磨机结合喷雾造粒仪制备了微/纳结构Cr_(3)C_(2)粉体,造粒得到的Cr_(3)C_(2)粉体与NiCr粉混合均匀后通过等离子喷涂技术,在316L不锈钢基体上制备了微/纳结构Cr_(3)C_(2)-NiCr复合涂层。利用球-盘式往复摩擦磨损试验机结合电化学工作站,研究了3.5%NaCl水溶液中复合涂层的腐蚀磨损性能。利用扫描电镜观察了复合粉体、复合涂层和复合涂层腐蚀磨损后的微观形貌,利用X射线衍射仪分析了复合粉体和复合涂层的相变。结果复合粉体表面大小颗粒随机分布,表面结构致密。4种复合涂层显微结构致密,未见明显孔隙及裂纹生成。WNC3(纳米Cr_(3)C_(2)含量)复合涂层的孔隙率低至0.7%,显微硬度为853.26HV0.3。WNC3涂层所遭受的腐蚀程度最小。复合涂层动态下的自腐蚀电流密度相较于静态下有所升高,磨损和腐蚀的共同作用导致滑动接触下涂层的腐蚀速率大于静态下的涂层腐蚀速率。WNC3复合涂层的平均摩擦因数(约0.20)和磨损率(约9.7×10^(‒7)mm^(3)/(N·m))均最低。在摩擦过程中,磨损痕迹内部的腐蚀电流密度较高,腐蚀溶液通过涂层的缺陷不断向涂层内部扩散,导致局部剥落面积扩大。结论添加50%纳米Cr_(3)C_(2)晶粒使涂层内部更加致密,涂层孔隙率降低,显微硬度增加,在3.5%NaCl水溶液中表现出优异的耐腐蚀磨损性能。复合涂层在3.5%NaCl水溶液中腐蚀磨损时,腐蚀会降低复合涂层的机械性能,增加复合涂层的磨损;而磨损会导致复合涂层暴露出更多的缺陷,进而增加腐蚀发生的可能。 展开更多
关键词 微/纳结构 复合涂层 Cr_(3)C_(2)-NiCr陶瓷涂层 等离子喷涂 腐蚀磨损
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CMC-EBC损伤耦合机理及一体化设计研究进展 被引量：2
7
作者 方光武 谢浩元 +2 位作者 张华军 高希光 宋迎东 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期647-661,共15页
陶瓷基复合材料与环境障碍涂层组合(CMC-EBC)是目前航空航天领域最具应用前景的热结构材料体系。本文对CMC-EBC失效机理与分析模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了CMC-EBC材料体系的发展及主要制备工艺。然后,综述了CMC-EBC在服役... 陶瓷基复合材料与环境障碍涂层组合(CMC-EBC)是目前航空航天领域最具应用前景的热结构材料体系。本文对CMC-EBC失效机理与分析模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了CMC-EBC材料体系的发展及主要制备工艺。然后,综述了CMC-EBC在服役环境下的主要损伤模式与失效机理,总结发现CMC预制体结构、孔洞缺陷和EBC内裂纹等损伤演化相互影响,这种细观损伤模式的耦合是决定其寿命的关键因素之一,但目前的机理研究主要集中于涂层本身性能及其受环境因素的影响,缺乏对涂层和复合材料编制结构在损伤演化过程中协同效应的考虑。接下来,详细分析了CMC-EBC的失效模拟与预测模型研究的历史与现状,指出其中存在的问题,包括环境因素建模方法和损伤耦合演化模拟技术。目前大部分工作致力于分别开发CMC和EBC的失效模型,而对于CMC-EBC构件的失效预测应考虑其损伤演化与微观结构之间的相互耦合影响。最后,对CMC-EBC材料体系研发与服役性能预测方法进行了展望,认为CMC本体和EBC失效模式相互耦合,开展结构功能一体化设计和分析是CMC-EBC构件研究的趋势。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 环境障碍涂层 损伤耦合 失效模型 一体化设计 综述
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航机CMC热端部件用热喷涂涂层的机遇与挑战 被引量：1
8
作者 陶顺衍 杨加胜 +5 位作者 邵芳 吴应辰 赵华玉 董绍明 张翔宇 熊瑛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1077-1083,共7页
随着航空发动机涡轮前燃气入口温度的不断攀升,陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite, CMC)以其轻质、高强、抗氧化、对裂纹不敏感、耐温性能优异等特点,成为新一代航空发动机高温部件的首选基体材料。但CMC存在抗高温水氧侵蚀性能... 随着航空发动机涡轮前燃气入口温度的不断攀升,陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite, CMC)以其轻质、高强、抗氧化、对裂纹不敏感、耐温性能优异等特点,成为新一代航空发动机高温部件的首选基体材料。但CMC存在抗高温水氧侵蚀性能不足等问题,发动机CMC热端部件用热喷涂涂层成为亟待解决的技术瓶颈。本文结合国外航空发动机热端部件选材方案的更迭及工程应用实例,分析了发动机热端部件采用高温合金+气膜冷却+热障涂层方案的技术局限性,明确了CMC+适量气膜冷却+环境障碍涂层方案的技术优势;综述了CMC用热与环境障碍涂层(Thermal and Environmental Barrier Coatings, TEBCs)和环境障碍可磨耗封严涂层(Environmental Barrier Coatings-Abradable Sealing Coatings, EBCs-ASCs)的研究进展、应用情况以及近些年国内外学者的研究成果;辨析了面向更高温燃气来流时热喷涂环境障碍涂层面临的机遇与挑战,为后续TEBCs的组分和结构设计以及制备明确了方向,并对今后研究工作的重点进行了展望。 展开更多
关键词 热喷涂 环境障碍涂层 热与环境障碍涂层 可磨耗封严涂层 陶瓷基复合材料 专题评述
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冷喷涂温度对Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层微观组织及摩擦学性能的影响 被引量：3
9
作者 王慧鹏 李鹏 +3 位作者 王喜茂 郭伟玲 马国政 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期207-215,共9页
为改善铜合金运动部件表面的摩擦学性能,采用冷喷涂技术在铜合金基体上制备了Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层,并探究了喷涂温度对涂层微观组织及性能的影响。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层表面与截面微观组织进行了表征,使用电... 为改善铜合金运动部件表面的摩擦学性能,采用冷喷涂技术在铜合金基体上制备了Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层,并探究了喷涂温度对涂层微观组织及性能的影响。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层表面与截面微观组织进行了表征,使用电子万能试验机、纳米压痕试验仪、往复式摩擦试验机分别测试了涂层的结合强度、显微硬度和摩擦学性能。研究表明,随着喷涂温度从600℃升高至800℃,Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒间结合状态明显改善,结合强度提升约4倍,孔隙率降低23%,硬度增加71%,涂层磨损率降低53%。在800℃制备的Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层表现出最优的摩擦磨损性能,对其磨损机制进行了具体分析。结果表明,适当升高喷涂温度可有效提高涂层的致密度、力学性能和耐磨性能。 展开更多
关键词 冷喷涂 铜基陶瓷复合涂层 微观结构 力学性能 摩擦学性能
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大气等离子喷涂Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)环境障涂层的制备与水氧腐蚀行为
10
作者 崔永静 郭孟秋 +4 位作者 马玉洁 周邦阳 范尚武 焦健 成来飞 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期37-45,共9页
以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层... 以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层的显微组织、相结构和力学性能。结果表明:粉体材料由83%Yb_(2)Si_(2)O_(7)相和17%Yb_(2)SiO_(5)相(质量分数)组成,等离子喷涂获得的Yb_(2)Si_(2)O_(7)层孔隙率为(6.61±0.65)%,涂层结合强度达(22.82±3.55)MPa,涂层断裂韧度达(1.98±0.12)MPa·m1/2。此外,涂层1350℃条件下水氧耦合腐蚀测试结果显示Yb_(2)Si_(2)O_(7)单斜相含量先降低后提高,硅黏结层高温氧化形成的热生长氧化物SiO_(2)与Mullite+BSAS界面相容,未发现Mullite+BSAS与Yb_(2)Si_(2)O_(7)层互扩散现象,硅层的损耗是涂层使用寿命的主要限制环节。 展开更多
关键词 环境障涂层 等离子喷涂 碳化硅陶瓷基复合材料 Yb_(2)Si_(2)O_(7)
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耐高温吸波陶瓷及其涂层的研究进展 被引量：1
11
作者 高基磊 刘俐 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期24-33,共10页
随着近现代科技的发展,高速飞行器对生存能力需求不断提高,其鼻锥、机翼、尾喷管等高温部件极易暴露。传统吸波材料普遍不能应用于高温环境,为了能够隐藏高速飞行器的高温部件,吸波材料的高温应用引起了研究人员的重视,耐高温吸波陶瓷... 随着近现代科技的发展,高速飞行器对生存能力需求不断提高,其鼻锥、机翼、尾喷管等高温部件极易暴露。传统吸波材料普遍不能应用于高温环境,为了能够隐藏高速飞行器的高温部件,吸波材料的高温应用引起了研究人员的重视,耐高温吸波陶瓷材料可以实现上述背景下的应用。为提供分析和改善陶瓷吸波材料高温程度有限和吸收带宽较窄问题的依据,对引入温度影响后,耐高温吸波陶瓷材料的吸波机理进行了阐述。耐高温吸波陶瓷材料与涂层可以分为碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、氧化物陶瓷和聚合物转化陶瓷。本文在此分类的基础上,对陶瓷吸波材料和涂层损耗电磁波机理及其高温条件下的吸波性能进行了归纳总结,并指出未来耐高温吸波陶瓷材料应改善现有材料耐高温程度不足以及有效吸收带宽较窄的问题,进而加强其在高温条件下的服役能力。 展开更多
关键词 陶瓷 复合材料 介电损耗 高温吸波涂层
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C/C复合材料高熵氧化物涂层抗烧蚀性能 被引量：1
12
作者 郭凌翔 唐颖 +3 位作者 黄世伟 肖博澜 夏东浩 孙佳 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期61-70,I0001,I0002,共12页
新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)... 新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)Zr_(0.125)Sm_(0.25)Er_(0.25)Y_(0.25))O_(2-δ)(M1R3O)、(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Sm_(0.2)Er_(0.2)Y_(0.2))O_(2-δ)(M2R3O)、(Hf_(0.25)Zr_(0.25)-Sm_(0.167)Er_(0.167)Y_(0.167))O_(2-δ)(M3R3O)三种高熵氧化物涂层,探究稀土组元含量对高熵氧化物涂层的相结构演变规律、相稳定性以及抗烧蚀性能的影响。M2R3O涂层和M3R3O涂层呈现优异的相稳定性和抗烧蚀性能,涂层经热流密度为2.38~2.40 MW/m^(2)的氧–乙炔焰烧蚀后仍保持物相结构稳定,未发生固溶体分解或析出稀土组元。其中M2R3O涂层循环烧蚀180 s后的质量烧蚀率与线烧蚀率分别为0.01 mg/s和–1.16μm/s,相比M1R3O涂层(0.09 mg/s、–1.34μm/s)以及M3R3O涂层(0.02 mg/s、–4.51μm/s),分别降低了88.9%、13.4%以及50.0%、74.3%,表现出最优异的抗烧蚀性能。M2R3O涂层的抗烧蚀性能优异归因于其兼具较高的熔点(>2200℃)和较低的热导率((1.07±0.09)W/(m•K)),使其有效防护内部的SiC过渡层以及C/C复合材料免受氧化损伤,避免了界面SiO_(2)相形成所导致的界面开裂。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 过渡金属氧化物 热喷涂 热防护涂层 抗烧蚀 C/C复合材料
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氧化防护陶瓷涂层自修复与再制造研究进展
13
作者 王翰辉 林长亮 +2 位作者 李恭楠 王开通 王熊 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第19期125-134,共10页
以碳纤维增强碳基(C/C)复合材料为例的航空航天飞行器热结构部件服役条件恶劣,往往需要在其表面制备氧化防护陶瓷涂层,以抵御热-力-氧耦合环境的侵蚀。然而,自身脆性导致陶瓷涂层极易在外力作用下出现损伤,严重威胁热结构部件的服役安... 以碳纤维增强碳基(C/C)复合材料为例的航空航天飞行器热结构部件服役条件恶劣,往往需要在其表面制备氧化防护陶瓷涂层,以抵御热-力-氧耦合环境的侵蚀。然而,自身脆性导致陶瓷涂层极易在外力作用下出现损伤,严重威胁热结构部件的服役安全性。针对氧化防护陶瓷涂层的损伤修复需求,基于涂层的损伤尺度,分别介绍了面向微观损伤的自修复技术与面向宏观损伤的再制造技术,针对两类技术的具体实施方式、研究现状、修复效果、优缺点及各自的适用场景进行了阐述,最后对氧化防护陶瓷涂层自修复与再制造的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 氧化防护涂层 陶瓷涂层 自修复 再制造 热结构部件 C/C复合材料
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涂层基体协同强化对瓷砖强度的影响
14
作者 母军 吴天野 +2 位作者 潘雪岗 江彬轩 李月明 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期58-63,共6页
采用微观颗粒增强协同预应力涂层复合强化的设计,研究α-Al_(2)O_(3)及莫来石颗粒对建筑瓷砖坯体的相组成、显微结构及抗折强度的影响,在获得最优组成的基础上,进一步研究了原料颗粒度对坯体力学性能的影响。结果表明:当坯体中添加4 wt... 采用微观颗粒增强协同预应力涂层复合强化的设计,研究α-Al_(2)O_(3)及莫来石颗粒对建筑瓷砖坯体的相组成、显微结构及抗折强度的影响,在获得最优组成的基础上,进一步研究了原料颗粒度对坯体力学性能的影响。结果表明:当坯体中添加4 wt%的α-Al_(2)O_(3)和6 wt%的莫来石颗粒,球磨时间1.5 h,烧成温度1150℃,保温时间30 min时,可获得抗折强度达到112.3 MPa瓷砖坯体,相较于未强化样品(66.7 MPa)提高了68.4%。在此基础上,将预应力涂层覆盖增强坯体进行复合增强,发现了在CAS涂层中添加3%ZnO时,可以与强化后的坯体在1150℃下进行共烧结,此时复合瓷砖的抗折强度达到了154.5 MPa,与未强化样品相比提高了131.6%。 展开更多
关键词 建筑陶瓷砖 颗粒增强 预应力涂层 复合强化
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真空熔渗烧结制备耐磨复合涂层组织及性能研究
15
作者 李乐陶 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期51-57,共7页
利用真空熔渗烧结工艺,制备含有Cr_(3)C_(2)与TaC陶瓷颗粒的耐磨复合涂层,分析复合涂层的截面形貌、微观组织和力学性能。结果表明,添加Cr_(3)C_(2)与TaC陶瓷颗粒的复合涂层成型良好,复合涂层主要由γ/γ’、Cr_(23)C_(6)、Cr_(7)C_(3)... 利用真空熔渗烧结工艺,制备含有Cr_(3)C_(2)与TaC陶瓷颗粒的耐磨复合涂层,分析复合涂层的截面形貌、微观组织和力学性能。结果表明,添加Cr_(3)C_(2)与TaC陶瓷颗粒的复合涂层成型良好,复合涂层主要由γ/γ’、Cr_(23)C_(6)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(3)Si、TaC和G相构成,复合涂层中的碳化物通常作为G相的形核质点,G相通常呈现出包覆其他析出相的状态。这些析出相使得复合涂层的力学性能大幅提升。当Cr_(3)C_(2)含量为20%时,复合涂层的力学性能达到最优,随着陶瓷颗粒含量的增加,复合涂层的上半部分区域出现了较多的微观孔洞,涂层硬度逐渐下降。添加TaC复合涂层中TaC颗粒分布在涂层颗粒间隙,当TaC含量为20%时,涂层区域硬度达到了1207HV0.2,与添加Cr_(3)C_(2)陶瓷颗粒的复合涂层相比,添加TaC陶瓷颗粒的复合涂层组织分布更加均匀,力学性能提升更加明显。 展开更多
关键词 耐磨复合涂层 陶瓷颗粒 力学性能
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陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能
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作者 袁世峰 郭婧 +3 位作者 郭孟秋 赵春玲 崔永静 焦健 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-94,共13页
随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用,与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术,制备4层结构的BSAS(Ba_(0.75)Sr_(0.25)Al_2Si_2O_8)-聚酯基可磨耗环境障涂层(A/EBCs),探究工艺参数对可磨耗面层孔隙... 随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用,与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术,制备4层结构的BSAS(Ba_(0.75)Sr_(0.25)Al_2Si_2O_8)-聚酯基可磨耗环境障涂层(A/EBCs),探究工艺参数对可磨耗面层孔隙率的影响规律以及涂层在1300℃下的相结构和组织演变。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)对涂层相结构、微观组织及成分进行分析表征。结果表明:BSAS-聚酯基可磨耗面层的孔隙率为26.4%~36.8%,BSAS-聚酯粒子温度敏感的参量是主气(氩气)流量、辅气(氢气)流量和喷涂距离,速度敏感的参量是主气(氩气)流量;其中主气(氩气)流量同时对BSAS-聚酯的粒子温度和速度具有反向影响作用。该可磨耗面层在1300℃高温氧化300 h保持单斜相结构,组织和成分稳定,局部析出球状非晶氧化硅颗粒。采用高温高速刮削实验对涂层可磨耗性能进行评价,涂层表面发现纳米高温合金微粒黏附,叶片高度磨损比(IDR)为20%,达到可磨耗封严涂层使用要求。 展开更多
关键词 可磨耗环境障涂层 等离子喷涂 碳化硅陶瓷基复合材料 BSAS 高温性能
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Al_2O_3/Ni包裹粉体的制备、烧结行为及其显微结构研究 被引量：22
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作者 卢金山 高濂 +1 位作者 归林华 郭景坤 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期277-282,共6页
利用非均相沉淀包裹技术，在铝无机盐溶液中制备出氧化铝前驱体包裹纳米镍颗 粒的复合粉体，并通过能量发散能谱（ＥＤＳ）以及俄歇电子能谱（ＡＥＳ）研究包裹粉体的成分构 成，发现镍纳米颗粒表面均匀地包裹一层氧化铝的前驱体．煅烧... 利用非均相沉淀包裹技术，在铝无机盐溶液中制备出氧化铝前驱体包裹纳米镍颗 粒的复合粉体，并通过能量发散能谱（ＥＤＳ）以及俄歇电子能谱（ＡＥＳ）研究包裹粉体的成分构 成，发现镍纳米颗粒表面均匀地包裹一层氧化铝的前驱体．煅烧后的包裹粉体在氩气氛中进行 热压烧结．结果表明，与溶胶－凝胶法制备的粉体相比，包裹粉体可以在较低的温度下达到致 密化．烧结后的材料其显微结构明显不同于球磨粉体烧成的材料，不论在氧化铝晶界或晶内， 镍颗粒与氧化铝之间都有孔隙，这是由于镍的热膨胀系数比氧化铝的热膨胀系数大引起的． Ａｌ２Ｏ３／Ｎｉ复合材料的断裂方式以沿晶断裂为主. 展开更多
关键词 包裹粉体 陶瓷-金属复合材料 烧结行为 显微结构 氧化铝 镍纳米颗粒
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C／C复合材料的高温抗氧化防护研究进展 被引量：34
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作者 杨鑫 黄启忠 +1 位作者 苏哲安 常新 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-15,共15页
C/C复合材料在高温有氧环境中易氧化的缺点一定程度上影响了它在航空航天领域的应用与推广,抗氧化涂层技术是提高其高温长时间抗氧化性能最直接有效的方法。本文综述了近年来国内外C/C复合材料高温抗氧化涂层在玻璃、贵金属、陶瓷等涂... C/C复合材料在高温有氧环境中易氧化的缺点一定程度上影响了它在航空航天领域的应用与推广,抗氧化涂层技术是提高其高温长时间抗氧化性能最直接有效的方法。本文综述了近年来国内外C/C复合材料高温抗氧化涂层在玻璃、贵金属、陶瓷等涂层体系方面的最新研究成果;在分析介绍C/C高温抗氧化涂层传统制备工艺优缺点及应用情况的基础上,进一步总结了高温抗氧化涂层制备技术最新研究进展;并对已开发的抗氧化涂层体系适用环境及应用现状进行了深入的评述。最后针对C/C复合材料1 800℃以上的超高温抗氧化防护问题,指出了目前研究中存在的问题及未来应重点努力发展的方向。 展开更多
关键词 C C复合材料 抗氧化涂层 氧化物陶瓷 超高温陶瓷
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超高温抗氧化碳陶复合材料研究进展 被引量：19
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作者 闫联生 崔万继 +2 位作者 崔红 宋麦丽 刘博 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期6-11,共6页
综述了国内外近年来陶瓷涂层抗氧化改性C/C复合材料和陶瓷基体抗氧化C/C复合材料研究与应用的新进展,主要包括1 800℃以下、1 800～2 200℃和2 200℃以上不同使用温度范围的抗氧化陶瓷涂层以及SiC陶瓷和超高温陶瓷基体改性复合材料.指... 综述了国内外近年来陶瓷涂层抗氧化改性C/C复合材料和陶瓷基体抗氧化C/C复合材料研究与应用的新进展,主要包括1 800℃以下、1 800～2 200℃和2 200℃以上不同使用温度范围的抗氧化陶瓷涂层以及SiC陶瓷和超高温陶瓷基体改性复合材料.指出了目前高超声速飞行器2 200℃以上超高温抗氧化热防护材料研究中存在的问题,提出了今后研究的方向. 展开更多
关键词 C C复合材料 抗氧化 基体改性 陶瓷涂层
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金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层的裂纹成因及控制方法 被引量：19
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作者 刘海青 刘秀波 +4 位作者 孟祥军 郑晨 孙承峰 王明娣 齐龙浩 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期60-63,共4页
参考了较多国内外有关文献,较为系统地分析了金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层裂纹的形成机理,总结出降低裂纹倾向的方法:选择合适的激光熔覆参数;激光熔覆时对金属基体进行预热或后热处理;采用添加中间过渡层或梯度涂层的方法;在金属基... 参考了较多国内外有关文献,较为系统地分析了金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层裂纹的形成机理,总结出降低裂纹倾向的方法:选择合适的激光熔覆参数;激光熔覆时对金属基体进行预热或后热处理;采用添加中间过渡层或梯度涂层的方法;在金属基体激光熔覆陶瓷基复合材料中添加增韧、增塑元素。这些方法为控制金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层的裂纹形成提供了有益参考。 展开更多
关键词 激光熔覆 金属基体 陶瓷基复合涂层 裂纹 控制
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