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热障涂层材料制备技术的研究进展及失效分析 被引量：10
1
作者 高元明 马文 +6 位作者 冯雪英 刘炯 白玉 李扬扬 李浙锋 李荣星 余力 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第2期248-268,共21页
热障涂层具有良好的隔热效果和抗高温氧化性能,应用于航空发动机可以显著提高高温部件的使用温度和寿命。先进航空发动机的发展对热障涂层陶瓷面层材料的防护效果和使用寿命提出了更高的要求。综述了先进航空发动机热障涂层体系的研究进... 热障涂层具有良好的隔热效果和抗高温氧化性能,应用于航空发动机可以显著提高高温部件的使用温度和寿命。先进航空发动机的发展对热障涂层陶瓷面层材料的防护效果和使用寿命提出了更高的要求。综述了先进航空发动机热障涂层体系的研究进展,对近年来国内外热障涂层的陶瓷层和粘结层材料体系、制备技术进行了详细介绍,对涂层失效进行了分析,展望了下一代高性能航空发动机热障涂层的研究和应用前景。 展开更多
关键词 航空发动机 热障涂层 制备技术 陶瓷材料 稀土
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氟硒双掺羟基磷灰石涂层体外矿化性能及抗菌性能研究
2
作者 王家琪 白玉 +2 位作者 李婷 高元明 马文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期210-218,共9页
目的制备一种具有抗菌能力和骨骼矿化能力的HA涂层,探究在Se/P(物质的量比)为0.15时,不同掺F量对涂层抗菌能力和矿化能力的影响。方法采用共沉淀法制备F、Se共掺羟基磷灰石悬浮液(Se-F-HA),经洗涤和过滤将其固含量调整至10%,通过悬浮液... 目的制备一种具有抗菌能力和骨骼矿化能力的HA涂层,探究在Se/P(物质的量比)为0.15时,不同掺F量对涂层抗菌能力和矿化能力的影响。方法采用共沉淀法制备F、Se共掺羟基磷灰石悬浮液(Se-F-HA),经洗涤和过滤将其固含量调整至10%,通过悬浮液等离子喷涂技术(SPS),在医用金属钛表面沉积Se-F-HA涂层,通过XRD、XPS、SEM-EDS对涂层进行表征。以体外矿化实验和抗菌实验评价涂层矿化能力和抗菌能力。结果XRD表明3种涂层均为HA相,F、Se并未引起HA相变;EDS和XPS表明F、Se成功进入HA晶格,元素并未发生明显氧化。矿化实验表明,随着掺F量的增加,涂层失重减少,形成矿化层速率加快,磷灰石密度增加。矿化5 d后Se-1.5FHA涂层增重0.013 g/cm^(2),矿化后3种涂层Ca/(Se+P)(物质的量比)值均高于1.67,表明涂层表面吸附Ca^(2+)、PO_(4)^(3-),形成Ca/P(物质的量比)大于1.67的磷灰石层。抗菌实验表明,Se-F-HA涂层对细菌增殖起到明显的抑制作用。结论F、Se可以促进HA涂层的矿化,F可以有效降低SeHA溶解度。Se-FHA涂层对金黄色葡萄球菌的增殖起到明显抑制作用,相较于HA组,Se-1.5FHA组细菌数量下降了近2个数量级,为骨缺损提供了具有良好抗菌能力和骨骼矿化能力的材料。 展开更多
关键词 生物涂层 氟硒双掺羟基磷灰石 矿化性能 矿化过程 抗菌性能 悬浮液等离子喷涂
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悬浮液等离子喷涂制备Y_(2)O_(3)涂层及耐等离子刻蚀性 被引量：4
3
作者 马文 申喆 +3 位作者 刘琪 高元明 白玉 李荣星 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期929-936,共8页
随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相... 随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相组成、力学性能、显微形貌和介电强度等的影响;在CF4/Ar/O_(2)氟等离子体环境中对Y_(2)O_(3)涂层分别刻蚀30、60、120 min后,分析了Y2O3涂层微观孔隙率对刻蚀速率的影响。最优工艺1(喷涂距离80 mm、送液速率35 mL/min、雾化气流速15 L/min、横向移枪速率700 mm/s、纵向移动步进1 mm/step)制备的Y2O3涂层的显微硬度为(3.78±0.36)GPa,孔隙率为(2.35±0.24)%,结合强度为(36.0±3.6)MPa,介电强度为(29.74±2.01)kV/mm。在CF4/Ar/O_(2)组成的混合等离子气体中,Y_(2)O_(3)涂层发生物理和化学反应,Ar+对涂层强烈冲击、轰击诱导,使表面化学键断裂;CF_(2)^(*)和F^(*)使Y_(2)O_(3)不断被刻蚀,生成的YF3附着在涂层表面;同时Ar+不断对涂层表面进行物理冲击,去除YF3层,少量残余在涂层表面的YF3被氧化形成了YOF,最终导致涂层刻蚀率低至(11.48±5.21)nm/min。高致密性、低孔隙率、高均匀性的Y_(2)O_(3)涂层可以有效提高零件的耐等离子刻蚀性能,对半导体工业具有重要意义。 展开更多
关键词 悬浮液等离子喷涂 Y_(2)O_(3)涂层 孔隙率 耐等离子刻蚀性
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高红外辐射材料研究与应用进展 被引量：4
4
作者 李扬扬 马文 +3 位作者 李敏 李浙锋 张相龙 白玉 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第1期17-31,共15页
高红外辐射材料在节能、热防护和散热领域具有重要应用,开展高红外辐射材料研究成为当前学者研究的重要课题。针对高红外辐射材料的性能特点,介绍了其在节能、热防护和散热应用的理论和高红外辐射性能的实现及研究现状。目前,高红外辐... 高红外辐射材料在节能、热防护和散热领域具有重要应用,开展高红外辐射材料研究成为当前学者研究的重要课题。针对高红外辐射材料的性能特点,介绍了其在节能、热防护和散热应用的理论和高红外辐射性能的实现及研究现状。目前,高红外辐射材料在性能、耐久性、经济性和适用性方面仍有待进一步提高。有必要在理论基础、制备工艺、稳定性、制备成本、多功能性与辐射性的统筹协调等方面开展深入研究。 展开更多
关键词 高红外辐射率 节能 热防护 散热 日间被动辐射冷却
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超音速火焰喷涂制备Cr涂层及其高温氧化性能 被引量：3
5
作者 申晓凤 黄娇 +4 位作者 李志康 王全伟 樊立峰 马文 张鹏省 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期412-421,共10页
目的探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1200℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描... 目的探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1200℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究Cr涂层氧化前后的结构和显微组织。采用划痕法测试涂层与基体结合力。采用金相显微镜(OM)观察划痕形貌。结果采用HVOF技术可以在锆合金基体上制备的涂层主要为体心立方结构的金属Cr同时含有约21.9%密排六方结构(HCP)的Cr_(2)O_(3)。抛光可以减少Cr_(2)O_(3)至约10.1%。涂层由层状结构、未熔颗粒和少量孔隙组成。Cr_(2)O_(3)主要分布在层状结构中,未熔颗粒形成的不规则块状结构基本不含氧,主要为金属Cr。涂层与基体的结合力为77~94 N。喷涂工艺参数为煤油流量23 L/h、氧气流量880 L/h、喷涂距离330 mm的涂层样品结合力最高,为94 N。在1200℃空气中氧化30 min后,涂层靠近基体界面处形成11~14μm厚的连续致密层,而靠近界面处的基体衬度变暗,能谱信息显示含有Cr,因此判断该区域为Zr-Cr过渡层,厚度约为5μm,说明存在基体与涂层的互扩散层,且Zr向涂层的扩散速率明显大于Cr向基体的扩散速度。有Cr涂层的Zr基体没有发生氧化,涂层内部也基本没有氧化,而没有涂层覆盖的基体氧化层厚度在120μm以上。结论采用HVOF可以在锆合金表面制备出结构致密、与基体结合紧密且抗高温氧化性能优良的金属Cr涂层。 展开更多
关键词 核电 超音速火焰喷涂 Cr涂层 高温氧化性能
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烧结钕铁硼磁体等离子喷涂-晶界扩散氧化镝研究 被引量：1
6
作者 赵鹏翔 白玉 +4 位作者 马文 尹雪 王誉 娄树普 王强 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期325-331,共7页
目的采用悬浮液等离子喷涂技术,在烧结Nd-Fe-B磁体表面制备结构完整、厚度可控、结合力较强的Dy_(2)O_(3)涂层,并通过晶界扩散提高Nd-Fe-B磁体的矫顽力。方法制备Dy_(2)O_(3)悬浮液,在烧结Nd-Fe-B表面,利用悬浮液等离子喷涂技术制备Dy_(... 目的采用悬浮液等离子喷涂技术,在烧结Nd-Fe-B磁体表面制备结构完整、厚度可控、结合力较强的Dy_(2)O_(3)涂层,并通过晶界扩散提高Nd-Fe-B磁体的矫顽力。方法制备Dy_(2)O_(3)悬浮液,在烧结Nd-Fe-B表面,利用悬浮液等离子喷涂技术制备Dy_(2)O_(3)涂层。利用激光粒度仪测试粉体粒度。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对Dy_(2)O_(3)涂层的显微形貌、组织结构和物相组成进行分析。通过涂层附着力自动划痕仪测试涂层的结合力。利用NIM-2000H自动磁性能测量仪对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能进行测试分析。结果875℃的晶界扩散Dy_(2)O_(3)使磁体的矫顽力从1161.19 kA/m增加到1277.74 kA/m,剩磁下降0.01 T。矫顽力得到较高提升,且剩磁略微下降。SEM和EDS分析结果表明,晶界组织形貌的改善和(Nd,Dy)_(2)Fe_(14)B外延层的形成是矫顽力提升的主要原因。结论证实了悬浮液等离子喷涂-晶界扩散技术能够控制涂层厚度,绿色高效地制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体. 展开更多
关键词 ND-FE-B磁体 悬浮液等离子喷涂 晶界扩散 扩散温度 磁性能
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埃洛石纳米管负载锆氧化物吸附水中砷的研究 被引量：1
7
作者 郭春霞 陈伟东 +3 位作者 闫淑芳 赵学平 杨傲 马文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期529-536,I0008,I0009,共10页
长期饮用砷污染的水会严重危害人类的健康,因此亟待开发一种高效且便于分离的除砷吸附剂。本研究采用水热法构建了一种新型高效的除砷吸附材料——埃洛石纳米管负载锆氧化物材料(ZrO_(2)/HNT)。使用不同手段对制备的复合材料的组成、结... 长期饮用砷污染的水会严重危害人类的健康,因此亟待开发一种高效且便于分离的除砷吸附剂。本研究采用水热法构建了一种新型高效的除砷吸附材料——埃洛石纳米管负载锆氧化物材料(ZrO_(2)/HNT)。使用不同手段对制备的复合材料的组成、结构和形貌进行表征,发现氧化锆纳米颗粒均匀分布在埃洛石纳米管外壁上,晶型为单斜结构。研究表明,ZrO_(2)/HNT可快速、有效地去除溶液中的As(V),吸附反应在30 min内达到平衡。在25℃,As(V)的最高吸附容量为27.46 mg/g,吸附容量随溶液pH升高而降低,共存离子(除PO_(4)^(3–)离子外)对As(V)的吸附性能影响不大。ZrO_(2)/HNT对As(V)的吸附动力学数据符合准二级动力学模型。吉布斯自由能计算结果和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温模型拟合结果表明,As(V)去除过程是吸热、化学吸附反应。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)研究表明,As(V)的去除机制主要是As(V)与ZrO_(2)/HNT吸附材料中ZrO_(2)表面的羟基发生配体交换,最终形成稳定的内层配合物。本研究表明合成的ZrO_(2)/HNT吸附剂可用于去除水溶液中的As(V)。 展开更多
关键词 埃洛石纳米管 氧化锆 吸附 砷
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