激光熔覆Ni基合金复合涂层组织性能的研究进展

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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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h-BN基复合陶瓷涂层防锅炉受热面的硫酸盐腐蚀性能 被引量：3

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作者 马晓波 王进卿 +2 位作者 池作和 张光学 詹明秀 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期960-964,共5页

针对燃煤锅炉受热面存在的硫酸盐腐蚀问题,采用料浆法在20CrMn表面制备h-BN基复合陶瓷涂层,分析了涂层的抗热震性能、孔隙率和耐磨性能,并研究了350～450℃范围内未喷涂和喷涂涂层试样的防硫酸盐腐蚀性能。结果表明,涂层的抗热震性能良... 针对燃煤锅炉受热面存在的硫酸盐腐蚀问题,采用料浆法在20CrMn表面制备h-BN基复合陶瓷涂层,分析了涂层的抗热震性能、孔隙率和耐磨性能,并研究了350～450℃范围内未喷涂和喷涂涂层试样的防硫酸盐腐蚀性能。结果表明,涂层的抗热震性能良好,孔隙率低,耐磨性能与基材相近。结合热分析动力学对腐蚀试验数据进行处理,得出两种试样腐蚀的反应机理均符合二级相界面反应类型。计算得到未喷涂涂层和喷涂涂层试样的反应活化能分别为1 431.172 J·mol^(-1)和2 200.217 J·mol^(-1),可见喷涂涂层试样的腐蚀反应活化能高于未喷涂涂层试样,表明喷涂涂层试样的防腐蚀性能优于未喷涂涂层试样。分析试验后喷涂涂层试样的形貌、成分和物相,发现该试样仅表面出现少量Na_2SO_4晶粒,而内部基本未检测到Na_2SO_4,表明喷涂涂层提升了基材的防腐蚀性能。 展开更多

关键词 燃煤锅炉 料浆法 h-bn基复合陶瓷涂层 硫酸盐腐蚀 热分析动力学

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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

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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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铁基含TiC陶瓷粉电弧喷涂粉芯丝材的研究 被引量：4

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作者 贺定勇 张发云 +3 位作者 蒋建敏 傅斌友 栗卓新 王智慧 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2006年第5期41-44,共4页

采用电弧喷涂含TiC陶瓷粉末的粉芯丝材,在低碳钢基体上制备了铁基复合涂层。用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能。利用光学显微镜、SEM、XRD分析技术对涂层的显微组织结构、磨损表面和相组成进了研究。结果表明... 采用电弧喷涂含TiC陶瓷粉末的粉芯丝材,在低碳钢基体上制备了铁基复合涂层。用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能。利用光学显微镜、SEM、XRD分析技术对涂层的显微组织结构、磨损表面和相组成进了研究。结果表明:采用电弧喷涂工艺可制备含TiC陶瓷硬质相的复合涂层,在铁基体上弥散分布着一定量的TiC硬质颗粒,使整个涂层得到强化,涂层显微硬度平均值约为1137HV0.1,涂层的抗磨粒磨损性能较好,相对Q235钢提高了6倍。涂层磨损机制主要为犁沟切削和脆性断裂。 展开更多

关键词 铁基复合涂层 电弧喷涂 TiC陶瓷 耐磨粒磨损

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高温金属基复合材料的研究进展 被引量：4

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作者 蒲小聪 林金辉 禾苗 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第10期118-121,共4页

讨论了高温金属基复合材料的界面稳定性,列举了几种典型的高温金属基复合材料及其制备,对高温金属基复合材料的美好前景进行了展望。

关键词 高温性能 金属基 陶瓷涂层 铌合金 铁基复合材料

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激光熔覆TiC/Ni-Al基复合涂层的高温稳定性研究 被引量：6

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作者 渠通洋 赵海云 欧阳洁 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 2008年第1期11-15,共5页

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C、B)+TiC粉末制备出TiC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合材料涂层,并将试样在1 000℃高温保温50 h。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)显微硬度计对涂层高温... 在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C、B)+TiC粉末制备出TiC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合材料涂层,并将试样在1 000℃高温保温50 h。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)显微硬度计对涂层高温时效前后的组织、相成分、硬度进行了对比分析和测试。结果显示:实验条件下,激光熔覆涂层与基材之间没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基材之间仍保持着良好的冶金结合。激光熔覆TiC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合材料涂层具有良好的高温稳定性。 展开更多

关键词 激光熔覆 Ni-Al基 TiC陶瓷颗粒 复合材料涂层 高温稳定性

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热喷涂制备铝基复合材料涂层及其热处理工艺 被引量：2

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作者 李德元 赵慧美 +2 位作者 张忠礼 罗超 彭洋 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第6期629-632,659,共5页

为了提高铝基涂层的硬度和耐磨性,研制了两种新型复合材料涂层.采用可控气氛等离子喷涂的方法制备了不同比例的铝氧化铝、铝铝青铜复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料的组织形貌并进行成分分析,测定了其显微硬度.再对制得的复合... 为了提高铝基涂层的硬度和耐磨性,研制了两种新型复合材料涂层.采用可控气氛等离子喷涂的方法制备了不同比例的铝氧化铝、铝铝青铜复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料的组织形貌并进行成分分析,测定了其显微硬度.再对制得的复合材料涂层进行再结晶热处理,再次进行组织形貌观察和相分析,并进行显微硬度测试.结果表明:当铝和氧化铝比例为4∶3,铝和铝青铜比例为1∶3,热处理温度在350℃时,所得到的复合材料涂层的组织分布均匀,晶粒细小. 展开更多

关键词 等离子喷涂 铝基复合材料 再结晶热处理 显微硬度 可控气氛 α-Al2O3陶瓷 涂层 铝青铜

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碳化硅抗氧化涂层的失效分析 被引量：11

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作者 张伟刚 成会明 +1 位作者 沈祖洪 周本濂 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 1998年第2期11-15,共5页

用理论模型计算和实验测定的方法，研究了带有碳化硅涂层的炭纤维和２ＤＣ／Ｃ复合材料的抗氧化性能。结果表明涂层炭纤维的氧化，实验值高于模型计算值，并且纤维越长，差值越大；说明纤维的氧化，不仅发生在暴露的纤维末端，而且因为... 用理论模型计算和实验测定的方法，研究了带有碳化硅涂层的炭纤维和２ＤＣ／Ｃ复合材料的抗氧化性能。结果表明涂层炭纤维的氧化，实验值高于模型计算值，并且纤维越长，差值越大；说明纤维的氧化，不仅发生在暴露的纤维末端，而且因为涂层本身存在着缺陷，不能完全阻挡氧的输运，氧化也在纤维的径向同时发生。ＳＥＭ观察结果也证实了这一结论。对于Ｃ／Ｃ复合材料，实验中观察到了横向、纵向裂纹和孔洞三类不同的缺陷，涂层的失效同样是氧气通过材料表面缺陷的输运而造成的，穿过表面的氧首先使热解炭基体气化，继而引起基体整体的破坏。 展开更多

关键词 炭纤维 复合材料 涂层 氧化 碳化硅 复合材料

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微弧氧化电源占空比对陶瓷基自润滑复合涂层性能的影响 被引量：4

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作者 孙长飞 李更天 马春生 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期75-80,共6页

为提高柴油机铝合金活塞的可靠性和耐用性,在不同电源占空比下通过微弧氧化实验在铝合金基体上制备得到微弧氧化陶瓷层,利用电泳技术将MoS2微纳米粒子引入陶瓷层的孔隙中,制备得到陶瓷基自润滑复合涂层。研究微弧氧化电源占空比对陶瓷... 为提高柴油机铝合金活塞的可靠性和耐用性,在不同电源占空比下通过微弧氧化实验在铝合金基体上制备得到微弧氧化陶瓷层,利用电泳技术将MoS2微纳米粒子引入陶瓷层的孔隙中,制备得到陶瓷基自润滑复合涂层。研究微弧氧化电源占空比对陶瓷层和复合涂层微观形貌、厚度和表面粗糙度的影响,并利用往复式摩擦磨损试验机在干摩擦、油润滑条件下对复合涂层的摩擦学性能进行分析。结果表明:随占空比的提高,微弧氧化陶瓷层的厚度、表面粗糙度呈现先增加后减小的变化趋势;随占空比的提高,制备得到的复合涂层的摩擦因数先减小后增大,占空比为60%~70%得到的复合涂层摩擦因数最低,且复合涂层与基体结合状态好,抗磨自润滑性能显著。 展开更多

关键词 活塞 微弧氧化 陶瓷基自润滑复合涂层 铸造铝合金

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C/C复合材料表面耐高温抗氧化硅基陶瓷涂层研究进展 被引量：8

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作者 付前刚 石慧伦 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1-10,共10页

碳/碳(C/C)复合材料因在高温下能够保持独有的性能优势而在航空、航天等领域具有广阔的应用前景,但高温下的氧化敏感性成为其应用的最大瓶颈。表面涂层技术是国际公认的解决该难题的最有效途径。C/C复合材料表面抗氧化涂层体系中目前研... 碳/碳(C/C)复合材料因在高温下能够保持独有的性能优势而在航空、航天等领域具有广阔的应用前景,但高温下的氧化敏感性成为其应用的最大瓶颈。表面涂层技术是国际公认的解决该难题的最有效途径。C/C复合材料表面抗氧化涂层体系中目前研究最为成熟的是硅基陶瓷涂层,按照SiC涂层、MoSi2基涂层和超高温陶瓷改性硅基陶瓷涂层三种最具代表性体系,分别针对其涂层制备方法、组分设计以及抗氧化机理等国内外研究进展进行综述。讨论了当前C/C复合材料表面硅基陶瓷涂层尚存的问题,对未来该研究方向的发展趋势提出了展望。 展开更多

关键词 C/C复合材料 抗氧化 硅基陶瓷

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温度对高速电弧喷涂FeNiBSi/Cr_3C_2复合涂层热腐蚀性能的影响 被引量：2

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作者 沈伟 吴玉萍 +1 位作者 郭文敏 秦玉娇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期101-104,118,共5页

采用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备出Fe Ni BSi/Cr3C2复合涂层.采用光学显微镜和扫描电镜分析涂层的显微结构,以及X射线衍射分析涂层相组成.试验选用摩尔比为7∶3的Na2SO4+K2SO4饱和水溶液为腐蚀介质涂刷于试样表面,并以20G钢作对... 采用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备出Fe Ni BSi/Cr3C2复合涂层.采用光学显微镜和扫描电镜分析涂层的显微结构,以及X射线衍射分析涂层相组成.试验选用摩尔比为7∶3的Na2SO4+K2SO4饱和水溶液为腐蚀介质涂刷于试样表面,并以20G钢作对比材料,在550~750℃下研究了涂层的抗热腐蚀性能.结果表明,涂层具有典型的层状结构特征,致密且连续.涂层的抗热腐蚀性能明显优于20G钢.在550和650℃下涂层表面形成了致密的氧化膜(Fe2O3,Cr2O3和Fe Cr2O4)阻碍了熔盐的侵入,提高了涂层抗热腐蚀性能.在750℃下涂层氧化膜变得不完整,不能有效地阻隔熔盐,此时涂层的抗热腐蚀性能较差. 展开更多

关键词 高速电弧喷涂 铁基陶瓷涂层 热腐蚀

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陶瓷基高温自润滑复合涂层的制备及摩擦学性能研究进展 被引量：4

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作者 刘庆帅 刘秀波 +3 位作者 刘一帆 张林 孟元 刘怀菲 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期61-74,共14页

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继... 摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继承陶瓷相优异的高温稳定性及强度,另一方面提高在常见摩擦环境下的润滑性能,因此被广泛应用于船舶、航空航天、生物科技、高速列车等领域,受到研究人员的广泛关注与探索。本文以陶瓷基高温自润滑复合涂层为中心,首先阐述复合涂层及固体润滑材料的基本分类;其次综述不同制备方法的最新研究进展,重点关注工艺参数对制备陶瓷基高温自润滑涂层性能的影响及改善方法;然后归纳改善陶瓷基高温自润滑复合涂层表面摩擦学性能的关键因素,探讨了提升减摩耐磨性能的可行性和研究潜力;最后总结目前陶瓷基高温自润滑复合涂层存在的问题,主要有以下2点:(1)对复合涂层的物相分析仍以解释现象为主,没有完整的理论基础;(2)对不同制备工艺下复合涂层结构和摩擦学性能的改善手段较单一。因此提出相应的解决办法以及未来可能的发展方向:(1)研究陶瓷基体和不同润滑相、附加组元、高温环境的协同作用机理,建立系统的理论基础;(2)针对不同制备工艺的成型机理,重点研究工艺参数的协同作用对复合涂层微观结构形成的影响,扩展制备工艺的改善方法。 展开更多

关键词 陶瓷基高温耐磨复合涂层 固体润滑 制备工艺 摩擦学性能

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冷喷涂铜基陶瓷复合涂层沉积机理与结构性能优化研究进展 被引量：1

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作者 王喜茂 赵运才 +3 位作者 郭伟玲 马国政 王慧鹏 王海斗 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第24期117-126,共10页

陶瓷颗粒与铜颗粒的热膨胀系数差异较大,故热喷涂的高温制备易导致涂层分层、开裂和失效。冷喷涂具有热输入低、不易氧化、沉积率高等特点,可以降低甚至避免高温冷却造成的相关缺陷,因此在制备高质量的铜基陶瓷复合涂层时的优势明显。... 陶瓷颗粒与铜颗粒的热膨胀系数差异较大,故热喷涂的高温制备易导致涂层分层、开裂和失效。冷喷涂具有热输入低、不易氧化、沉积率高等特点,可以降低甚至避免高温冷却造成的相关缺陷,因此在制备高质量的铜基陶瓷复合涂层时的优势明显。本文首先对三种经典冷喷涂金属及金属合金涂层界面结合的基本概念和原理进行了概括,在此基础上对金属基陶瓷复合涂层的沉积机理进行了归纳总结;其次,从喷涂粉末制备工艺、喷涂前期基体状态和沉积过程工艺参数三个方面对铜基陶瓷复合涂层的组织结构和性能优化方法进行了梳理;最后,对冷喷涂铜基陶瓷复合涂层沉积技术和机理研究的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 冷喷涂 铜基陶瓷复合涂层 沉积机理 喷涂粉末制备 冷喷涂参数

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激光复合热喷涂技术制备陶瓷基涂层研究现状 被引量：2

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作者 李思源 何鹏飞 +2 位作者 程延海 梁秀兵 孙川 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期23-38,95,共17页

当下我国航空航天、轨道交通、海洋钻探等先进制造业取得了迅猛发展,装备关键零部件面临高温、重载、强蚀等极端复杂的表界面问题,迫切需要开发新型表面涂层技术和先进材料体系解决工业界面临的困境。激光复合热喷涂技术具有热喷涂和激... 当下我国航空航天、轨道交通、海洋钻探等先进制造业取得了迅猛发展,装备关键零部件面临高温、重载、强蚀等极端复杂的表界面问题,迫切需要开发新型表面涂层技术和先进材料体系解决工业界面临的困境。激光复合热喷涂技术具有热喷涂和激光熔覆2种工艺的优点,在制备低缺陷–强结合–高性能陶瓷基复合涂层方面具有独特优势,可以显著提升装备零部件表面的耐磨、耐蚀和抗氧化等性能。首先从涂层的组织形貌、腐蚀、抗氧化及抗热震性能方面阐述了激光重熔对等离子喷涂YSZ陶瓷涂层的影响机制。其次梳理了激光重熔工艺对等离子喷涂Al_(2)O_(3)基陶瓷涂层在显微结构、硬度、耐磨和抗热震性能方面的研究成果;总结了激光重熔对以Co-WC和NiCr-Cr_(3)C_(2)为典型材料体系的陶瓷/金属复合涂层结构和性能的影响;总结了激光重熔/原位辅助冷喷涂陶瓷基涂层(B4C/Ti+Al等)和原位辅助等离子喷涂陶瓷基涂层(WC基等)的组织和性能特点。最后指出,探寻更多涂层材料体系、研发激光复合热喷涂新技术和实现成形工艺自主智能优化等是激光复合热喷涂陶瓷基涂层技术未来的重点发展方向。 展开更多

关键词 热喷涂 激光重熔 激光原位辅助 陶瓷基复合涂层

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激光熔覆原位合成反应机制的研究 被引量：2

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作者 李敏 鲁子铭 +1 位作者 刘川槐 沈利 《热加工工艺》 北大核心 2023年第20期87-90,共4页

通过激光熔覆技术,采用不同粒度BN和Ti粉为原料在Ti-3Al-2V钛合金表面原位合成Ti B/Ti N钛基复合涂层。采用扫描电子显微分析(SEM)、X射线衍射(XRD)和显微元素分布(EPMA)分析强化相的形貌、相组成和元素分布,探讨激光熔覆条件下Ti-BN体... 通过激光熔覆技术,采用不同粒度BN和Ti粉为原料在Ti-3Al-2V钛合金表面原位合成Ti B/Ti N钛基复合涂层。采用扫描电子显微分析(SEM)、X射线衍射(XRD)和显微元素分布(EPMA)分析强化相的形貌、相组成和元素分布,探讨激光熔覆条件下Ti-BN体系原位合成反应机制。结果表明:采用不同粒度BN和Ti粉为原料制备Ti B/Ti N-Ti基复合涂层。粗BN为原料强化相原位反应机制主要由扩散机制和溶解-析出机制共同控制,BN为形核质点,促进Ti N的形核生长;细BN为原料强化相原位反应机制主要由溶解-析出机制控制。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆 原位反应机制 陶瓷-金属基复合强化涂层

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陶瓷增强激光熔覆金属基涂层研究现状

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作者 张好强 杨懿贤 +2 位作者 王莉娜 马占山 侯锁霞 《激光杂志》 2025年第9期1-10,共10页

利用激光熔覆技术制备的金属基复合涂层具有耐磨、自润滑、耐高温氧化以及耐腐蚀等各种优异性能,应用领域非常广泛。研究发现,使用激光熔覆技术制备金属基复合涂层时,添加陶瓷颗粒不同,制备的涂层性能也会有所不同。本研究首先综述了常... 利用激光熔覆技术制备的金属基复合涂层具有耐磨、自润滑、耐高温氧化以及耐腐蚀等各种优异性能,应用领域非常广泛。研究发现,使用激光熔覆技术制备金属基复合涂层时,添加陶瓷颗粒不同,制备的涂层性能也会有所不同。本研究首先综述了常用碳化物、氮化物以及氧化物陶瓷颗粒对复合涂层性能的影响机理,然后总结了优化工艺参数、添加稀土氧化物和外场辅助等优化涂层减少缺陷的方法,最后对激光熔覆制备陶瓷增强金属基复合涂层进行总结与展望。 展开更多

关键词 激光熔覆 陶瓷颗粒 金属基复合涂层 表面缺陷

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