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铝掺杂锰酸锂正极材料制备及第一性原理研究 被引量：2
1
作者 王镇江 盖琪欣 +2 位作者 王云婷 吴希 梁兴华 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2021年第3期129-135,共7页
采用固相法制备出高纯度纳米LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)并用此制备成半电池,对其进行充放电循环测试和阻抗测试,并与原始LiMn2O4的测试结果相比较.另采用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了掺铝锰酸锂LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)的... 采用固相法制备出高纯度纳米LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)并用此制备成半电池,对其进行充放电循环测试和阻抗测试,并与原始LiMn2O4的测试结果相比较.另采用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了掺铝锰酸锂LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)的能带结构、态密度和原子布居,实验与计算分析结果表明LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)在室温下0.01C放电时首次放电容量为124.8 mAh/h,室温0.2C下50个循环周期后放电比容量保持率可达到83.6%;LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)的能带带隙为0.21 eV,分态密度中Al-s轨道与O-s轨道在-20 eV左右的明显杂化均表明LiAl_(0.25)Mn_(1.75)O_(4)材料具有高导电率、高结构稳定性、高比容量保持率,这为推动锂离子电池锰酸锂正极材料的发展提供理论依据. 展开更多
关键词 锰酸锂 正极材料 第一性原理 掺铝 电化学性能
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C/C复合材料高温抗烧蚀涂层的研究进展 被引量：3
2
作者 韩伟 刘敏 +2 位作者 邓春明 毛杰 曾德长 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2017年第3期163-167,175,共6页
C/C复合材料在高温燃气高速冲刷环境中的严重氧化烧蚀限制了其在航空航天等领域的广泛应用,采用抗烧蚀涂层技术是目前提高该材料高温抗烧蚀性能的有效方法。综述了近年来国内外C/C复合材料高温抗烧蚀涂层在玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂... C/C复合材料在高温燃气高速冲刷环境中的严重氧化烧蚀限制了其在航空航天等领域的广泛应用,采用抗烧蚀涂层技术是目前提高该材料高温抗烧蚀性能的有效方法。综述了近年来国内外C/C复合材料高温抗烧蚀涂层在玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂层等体系方面的研究进展,总结并评价了C/C复合材料抗烧蚀涂层的抗烧蚀性能测试技术及其研究成果,提出了C/C复合材料高温抗烧蚀涂层在未来研究中潜在的重点发展方向。 展开更多
关键词 C/C复合材料 抗烧蚀性能 涂层
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锰基锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的制备与电化学特性研究 被引量：6
3
作者 吴汉杰 梁兴华 毛杰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期139-141,共3页
对掺杂镍(Ni)和钴(Co)固体物质锰基锂正极材料进行研究,采用高温固相合成法制得锰基锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2,采用X射线衍射仪分析该合成材料在不同恒定温度煅烧下的晶体结构和材料表征,采用高精度电池测试仪... 对掺杂镍(Ni)和钴(Co)固体物质锰基锂正极材料进行研究,采用高温固相合成法制得锰基锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2,采用X射线衍射仪分析该合成材料在不同恒定温度煅烧下的晶体结构和材料表征,采用高精度电池测试仪测试电池的电化学特性。测试结果表明,锰基锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2为六方晶系,α-NaFeO2结构,R3m空间群,结晶程度极高,结构稳定性很好。锰基锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的充电平台和放电平台分别为4.2V和3.2V,在0.1C倍率下,充电比容量高达约370mAh/g,放电比容量高达约325mAh/g,在不同倍率下经过10次循环后其比容量保持稳定。 展开更多
关键词 锰基锂 Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2 电化学特性
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陶瓷基复合材料及其环境障涂层发展现状研究 被引量：18
4
作者 江舟 倪建洋 +6 位作者 张小锋 何兵 王超 董琳 邓春明 邓畅光 刘敏 《航空制造技术》 2020年第14期48-64,共17页
陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,CMC)具有耐高温、低密度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等一系列优越性能,被视为新一代高推重比航空发动机高温部件的首选材料。但CMC在应用环境中存在抗水汽氧化性能不足等问题,需要在环境障涂层(... 陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,CMC)具有耐高温、低密度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等一系列优越性能,被视为新一代高推重比航空发动机高温部件的首选材料。但CMC在应用环境中存在抗水汽氧化性能不足等问题,需要在环境障涂层(Environmental Barrier Coatings,EBCs)的保护下长期服役。首先介绍了陶瓷基复合材料和环境障涂层的整体发展现状,其次分别对陶瓷基复合材料和环境障涂层进行详细论述;综述了陶瓷基体、纤维、界面层和陶瓷基复合材料的研究进展、应用情况以及近些年国内外学者新的研究成果;同时介绍了环境障涂层的研究进展、制备方法,并综述了其失效机理的研究进展;总结了陶瓷基复合材料和环境障涂层当前存在的问题,并对今后研究工作的重点作出了展望。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料(CMC) 环境障涂层(EBCs) 水氧腐蚀 热端部件
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锂离子电池正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2掺杂Cu^(2+)改性研究 被引量：4
5
作者 吴汉杰 梁兴华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期482-484,519,共4页
采用碳酸盐共沉淀法制备了层状结构的富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2和Li_(1.2)Ni_(0.11)Co_(0.11)Mn_(0.53)Cu_(0.05)O_2,通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱分析、充放电测试分... 采用碳酸盐共沉淀法制备了层状结构的富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2和Li_(1.2)Ni_(0.11)Co_(0.11)Mn_(0.53)Cu_(0.05)O_2,通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱分析、充放电测试分析该合成材料的晶体结构、形貌特征、元素组成、能谱分析和电化学性能。经过Cu2+掺杂改性后的富锂锰基正极材料晶体结构更稳定、材料表面更光滑、颗粒分布更均匀、电化学性能更好,并且提高了材料的首周期充放电效率和倍率性能,在0.1 C下循环50次后的容量保持率为95.2%,具有良好的循环寿命。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 掺杂Cu2+
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锌掺杂固态电解质材料磷酸钛铝锂的制备及第一性原理研究 被引量：1
6
作者 姜兴涛 王镇江 +2 位作者 盖琪欣 徐静 梁兴华 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第2期133-140,共8页
高安全性的固体锂离子电池是目前研究的热点之一,固态电解质是研究全固态电池的关键.磷酸钛铝锂固体电解质(LATP)具有良好的发展空间,因此采用高温固相法,制备锌掺杂LATP(LAZTP)固体电解质,通过XRD、SEM分析对比其物象和形貌特征,并对... 高安全性的固体锂离子电池是目前研究的热点之一,固态电解质是研究全固态电池的关键.磷酸钛铝锂固体电解质(LATP)具有良好的发展空间,因此采用高温固相法,制备锌掺杂LATP(LAZTP)固体电解质,通过XRD、SEM分析对比其物象和形貌特征,并对这两种材料压片进行阻抗分析,研究材料的电化学性能.基于密度泛函理论的第一性原理,研究LAZTP的能带结构和态密度与材料电化学性能的关系.结果表明:所掺杂锌的LATP材料,在球磨工艺下,与LATP相比衍射峰尖锐,材料结晶度良好,都为R-3C结构,LAZTP微观尺度下材料颗粒清晰,呈块状,孔隙均匀致密度较好,离子电导率相比较高,为1.9×10^(-3)S/cm,而制作的LATP的电导率为4.02×10^(-4)S/cm,掺杂后的电导率明显高出一个数量级.计算得出的LATP能带带隙为0.163 eV和LAZTP能带带隙为0.05 eV,分态密度中Ti-s、Li-s、Al-s峰值尖锐,变化明显,表明掺杂锌后,材料明显提高了导电率和结构稳定性. 展开更多
关键词 高温固相法 第一性原理 能带结构 态密度
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LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4-Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合正极材料的制备及性能研究
7
作者 韩迪 梁兴华 +2 位作者 常清泉 王云婷 吴秋满 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期198-202,共5页
采用溶胶-凝胶法制备尖晶石型高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(LNMO),并利用高速球磨和高温煅烧的方法制备复合材料LiNi0.5Mn1.5O4-Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3。分别采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对其物相、形貌进行表征... 采用溶胶-凝胶法制备尖晶石型高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(LNMO),并利用高速球磨和高温煅烧的方法制备复合材料LiNi0.5Mn1.5O4-Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3。分别采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对其物相、形貌进行表征,采用循环伏安(CV)、交流阻抗和充放电测试对电化学性能测试分析。结果表明:LNMO-LATP复合材料具有比LNMO更稳定的循环性能和更好的倍率性能,室温下在0.05C放电时,LNMO包覆20%(wt,质量分数,下同)LATP、LNMO包覆40%LATP和LNMO的首次放电容量分别为120mAh/g、78mAh/g和100mAh/g。LNMO包覆20%LATP显示出更好的倍率性能。 展开更多
关键词 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 LINI0.5MN1.5O4 电化学 倍率性能
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不同温度下柔性刷丝HVOF涂层摩擦磨损及氧化行为研究
8
作者 周琰 李志鹏 +4 位作者 梁忠伟 牛少鹏 邓畅光 周亮 朱旻昊 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期59-66,共8页
目的研究不同温度下柔性刷丝HVOF涂层接触界面的摩擦磨损行为。方法在销盘摩擦磨损试验机上采用法向载荷2 N,转速900 r/min,对L605刷丝材料与HVOF涂层配副进行不同温度下的摩擦磨损试验,分别利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线光电... 目的研究不同温度下柔性刷丝HVOF涂层接触界面的摩擦磨损行为。方法在销盘摩擦磨损试验机上采用法向载荷2 N,转速900 r/min,对L605刷丝材料与HVOF涂层配副进行不同温度下的摩擦磨损试验,分别利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线光电子能谱仪(XPS)对摩擦试验后不同温度(200~600℃)下的刷丝端面进行观察,并对其表面化学成分的价态进行分析。结果柔性刷丝界面的摩擦因数在0.5~0.9之间,且摩擦因数随着温度的升高而降低,摩擦因数曲线的波动程度则随温度的升高而加剧。随温度的升高,柔性刷丝界面的摩擦磨损状态由三体磨损逐渐转向二体磨损。摩擦界面EDX分析表明,接触界面的氧含量分布存在差异,随温度升高,刷丝表面氧含量增加,且XPS结果表明,不同温度工况下摩擦磨损界面氧元素的结合能并不相同。结论柔性刷丝接触界面的磨损机制以氧化磨损为主,在400℃以下,柔性刷丝界面的磨损机制主要表现为氧化磨损和磨粒磨损,再转变为氧化磨损与黏着磨损共同作用。此外,柔性刷丝界面形成不同的磨损氧化产物,当温度高于400℃时,氧元素的结合能呈现双峰。 展开更多
关键词 刷式密封 刷丝 摩擦氧化 磨损 摩擦
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Mg2+掺杂锰酸锂的第一性原理研究 被引量：3
9
作者 王云婷 梁兴华 +3 位作者 吴秋满 梁伦 王玉江 蓝凌霄 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2019年第6期1019-1024,共6页
利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法对Mg^2+掺杂锰酸锂的晶格常数与能带结构、态密度、键布居进行计算和分析,计算结果表明:掺杂Mg^2+后将会促使Mn、O原子的电荷重新分布且其相互作用加强,能带带隙减小,费米能级附近的... 利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法对Mg^2+掺杂锰酸锂的晶格常数与能带结构、态密度、键布居进行计算和分析,计算结果表明:掺杂Mg^2+后将会促使Mn、O原子的电荷重新分布且其相互作用加强,能带带隙减小,费米能级附近的带数增加,费米能由-1.29 eV增加到-1.02 eV,Mn、O、Mg在总态密度中贡献比较大,锂离子贡献比较小且峰型尖锐局域化严重,提高了Li^+的扩散效率,Mn—O键变短,共价性增强,形成的共价键较稳定,其相互作用形成的骨架较稳定不易坍塌.从而提高了材料的循环充放电性能和电池使用寿命. 展开更多
关键词 第一性原理 锂离子电池 尖晶石LIMN2O4 能带结构
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溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的性能研究 被引量：3
10
作者 赵玉超 梁兴华 +2 位作者 黄美红 吴汉杰 毛杰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期151-154,共4页
采用不同组分锂盐和均匀性较好的溶胶-凝胶-自蔓延燃烧合成法,制备5V级高电位的镍锰酸锂正极材料,以期满足新能源汽车高能量、高功率动力电池的需求。利用X射线衍射仪对该材料的晶体结构进行测定以及物相分析,采用扫描电子显微镜分析样... 采用不同组分锂盐和均匀性较好的溶胶-凝胶-自蔓延燃烧合成法,制备5V级高电位的镍锰酸锂正极材料,以期满足新能源汽车高能量、高功率动力电池的需求。利用X射线衍射仪对该材料的晶体结构进行测定以及物相分析,采用扫描电子显微镜分析样品的显微形貌和微观形态结构,通过能谱仪测定材料的成分,高精度电测仪测试半电池充放电及循环性能,循环伏安法测试材料的电化学性能。结果表明:LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料是尖晶石结构,衍射峰尖锐,结晶程度较好。微观分析表明,产物的微观形态为八面体结构,粒径分布均匀。在室温下首次充放电(0.2C),1.4mol LiOH·H_2O的容量达到127mA·h/g左右,20次循环容量保持率为98%。循环伏安法测试表明样品放电平台在4.6和3.9V。 展开更多
关键词 镍锰酸锂 溶胶-凝胶-自蔓延法 尖晶石 电化学性能
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固态电解质锂镧锆氧(Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12))制备及第一性原理研究 被引量：1
11
作者 王镇江 盖琪欣 +2 位作者 王云婷 姜兴涛 梁兴华 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2021年第4期143-149,共7页
固态电解质(SSE)是锂离子电池(LIB)的关键材料.Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)固体电解质是全固态锂离子电池开发中的关键部分.采用高温固相法制备了不同烧结温度后的四方Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(t-LLZO)和立方Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(... 固态电解质(SSE)是锂离子电池(LIB)的关键材料.Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)固体电解质是全固态锂离子电池开发中的关键部分.采用高温固相法制备了不同烧结温度后的四方Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(t-LLZO)和立方Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(c-LLZO),分析了两种样品的结构性能.800℃下烧结12小时的t-LLZO呈四方相,晶格尺寸为a=b=13.13064,c=12.66024,离子电导率为3.42×10^(-8) S·cm^(-1);1000℃下烧结12小时的c-LLZO呈立方相,晶格尺寸为a=b=c=13.03544,离子电导率为8.48×10^(-5) S·cm^(-1).另基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了四方相和立方相的LLZO固体电解质材料的能带结构、晶格参数、态密度和键布居.通过理论计算解释了四方相LLZO离子电导率低于立方相LLZO的原因. 展开更多
关键词 Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12) 第一性原理 电导率 固态电解质 电子结构
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LiMn_2O_4/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合正极材料的制备及性能
12
作者 王镇江 常清泉 +2 位作者 韩迪 梁兴华 赵玉超 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第2期188-190,共3页
采用高温固相法分别制备Li Mn_2O_4和Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(P O_4)_3材料,分别以质量比8∶2和6∶4不同比例复合做正极材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征测试,恒流充放电、循环伏安法和电化学工作站研究其电... 采用高温固相法分别制备Li Mn_2O_4和Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(P O_4)_3材料,分别以质量比8∶2和6∶4不同比例复合做正极材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征测试,恒流充放电、循环伏安法和电化学工作站研究其电化学性能,综合研究材料的性能。结果表明:质量比8∶2的样品颗粒分布比较均匀,边界清晰。通过电化学性能测试得出8∶2的样品首次冲放电效率可达到93.58%,纯的Li Mn_2O_4电极中样品的氧化还原峰更尖锐,电极反应速率快,氧化还原性能更好,纯的Li Mn_2O_4在0.1 C下循环50次后比容量保持率为90.3%。 展开更多
关键词 LIMN2O4 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 复合电极 电化学性能
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等离子喷涂-物理气相沉积高温防护涂层研究进展 被引量：18
13
作者 张啸 刘敏 +4 位作者 张小锋 毛杰 邓春明 李润霞 周克崧 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期39-53,共15页
等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)是基于低压等离子喷涂发展起来的一种新型多功能薄膜及涂层制备技术。由于其独特的等离子射流特征,可实现气液固多相涂层沉积,获得非视线沉积。文中首先介绍了国内外PS-PVD技术等离子体数值模拟和在线... 等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)是基于低压等离子喷涂发展起来的一种新型多功能薄膜及涂层制备技术。由于其独特的等离子射流特征,可实现气液固多相涂层沉积,获得非视线沉积。文中首先介绍了国内外PS-PVD技术等离子体数值模拟和在线检测技术的研究现状,其次讨论了PS-PVD羽-柱状结构热障涂层的形成机制及与传统热障涂层在热导率、抗冲蚀等性能方面的差异,阐述了PS-PVD技术制备环境障涂层的研究进展,最后对PS-PVD技术沉积高温防护涂层的优势和存在的问题进行了总结。 展开更多
关键词 等离子喷涂-物理气相沉积 等离子射流模拟 热障涂层 非视线沉积 环境障涂层
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等离子喷涂超高温热障涂层用纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料的研究 被引量：8
14
作者 周飞飞 刘敏 +2 位作者 邓春明 张小锋 王铀 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期98-103,112,共7页
目的通过纳米粉体造粒技术制备出适合热喷涂超高温用纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料,进而采用热喷涂方法制备出纳米结构的热障涂层,以满足下一代热障涂层服役温度需求。方法以化学共沉淀法合成的纳米La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O... 目的通过纳米粉体造粒技术制备出适合热喷涂超高温用纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料,进而采用热喷涂方法制备出纳米结构的热障涂层,以满足下一代热障涂层服役温度需求。方法以化学共沉淀法合成的纳米La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7粉末为原料,通过球磨、喷雾干燥及热处理工艺制备出纳米结构的La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7喂料,进而采用大气等离子喷涂方法制备出纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7热障涂层。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对原始纳米粉体、纳米喂料及喷涂态涂层进行显微形貌和组织结构分析。此外,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对制备的纳米喂料进行成分分析。结果制备出的纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7喂料表面光滑、呈球形,成分与化学计量比基本一致。相对于原始纳米粉末,喂料晶粒长大并不显著。喷涂态涂层部分晶粒长大,但仍保留纳米结构。结论成功制备出纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料及纳米结构热障涂层,有望作为下一代超高温热障涂层材料。 展开更多
关键词 等离子喷涂 超高温 热障涂层 纳米结构 La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7 球形喂料 造粒
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等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的表征技术研究进展 被引量：13
15
作者 李荣久 邓畅光 +2 位作者 胡永俊 邓子谦 毛杰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期124-140,共17页
等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)是一门新型的热障涂层制备技术。概述了PS-PVD的技术优势,包括高的沉积效率、制备不同结构涂层的灵活性和优良的复杂结构工件适用性等。基于此,简单介绍了不同表征手段的测试原理与过程,重点总结了... 等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)是一门新型的热障涂层制备技术。概述了PS-PVD的技术优势,包括高的沉积效率、制备不同结构涂层的灵活性和优良的复杂结构工件适用性等。基于此,简单介绍了不同表征手段的测试原理与过程,重点总结了近年来应用于PS-PVD涂层表征手段的研究进展。包括组织结构相的表征手段:X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、工业用计算机断层成像技术等;热防护性能的表征手段:隔热性能、静态/循环氧化、抗热震性能、热腐蚀性能测试等;力学性能的表征手段:拉伸性能实验、三点/四点弯曲实验、粒子冲蚀性实验以及纳米压痕实验等;并详细介绍了交流阻抗谱这一电化学无损检测手段。最后,对不同表征手段的准确性、便捷性、客观性等特性进行了总结,根据不同技术的优缺点提出了相应的评价与建议。展望了未来PS-PVD表征手段的三个需要发展的方向:便捷的非接触式诊断方法、高精度的涂层微区结构与性能表征和高效的仿真模拟技术应用。 展开更多
关键词 热障涂层 等离子喷涂-物理气相沉积 表征手段 交流阻抗谱
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PS-PVD等离子射流特性的光谱诊断研究进展 被引量：5
16
作者 张岩 邓畅光 +2 位作者 毛杰 邓子谦 罗志伟 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期55-68,共14页
等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)作为一种新型喷涂技术融合了气相沉积与喷涂工艺两者的优点,其射流特性决定了涂层的结构与性能。光学发射光谱法(OES)作为一种等离子射流特性诊断技术,能实现射流特性原位检测,是判断射流内气化现象的... 等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)作为一种新型喷涂技术融合了气相沉积与喷涂工艺两者的优点,其射流特性决定了涂层的结构与性能。光学发射光谱法(OES)作为一种等离子射流特性诊断技术,能实现射流特性原位检测,是判断射流内气化现象的有力手段。文中介绍了粉末送入前后及射流接触基体后射流特性的变化,展示了局部热力学平衡(LTE)假设及展宽理论下射流中各粒子状态的计算,探索了射流不同区域的传质传热等活动。Ar/He具有最高的温度,Ar具有高焓值对粉末的加热起主要作用,He凝聚射流能量对粉末的加热气化起关键作用,H2会扩展射流宽度降低射流温度易形成带有致密层的柱状结构。结合射流数值模拟和射流光谱图可知,喷枪内复杂的热交互作用是粉末加热的主要原因,喷嘴处膨胀/压缩区发生热能与动能的交替转换,而射流中后段由于低压与高温继续发生气化现象,达到峰值后射流处于冷凝降温阶段,部分气相原子凝聚成团簇状粒子。文中还总结了功率、电流和送粉率等对等离子射流特性的影响等。 展开更多
关键词 等离子喷涂-物理气相沉积 等离子射流特性 光学发射光谱 热障涂层 局部热力学平衡
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铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究 被引量：1
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作者 李东洋 陶平均 +3 位作者 杨元政 黄正华 李福海 黄文豪 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期59-65,共7页
采用铜模吸铸法制备出直径3mm的Zr46Cu46Al8块体非晶合金,利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体,通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法,研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果... 采用铜模吸铸法制备出直径3mm的Zr46Cu46Al8块体非晶合金,利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体,通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法,研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明,块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构;块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应;单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为:转速300 r·min^-1,球料比30:1,球磨时间15 h;相同条件下,除过冷液相区外,块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体,且晶化放热更剧烈;随着加热速率增大,二者热力学参数均向高温区移动,过冷液相区的宽度也逐渐增加;块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近,块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高,热稳定性更优。 展开更多
关键词 非晶合金 铜模吸铸 球磨 组织结构 晶化动力学
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聚四氟乙烯/Al_3O_2-TiO_2复合涂层的制备及其疏水性能研究 被引量：3
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作者 庞晓军 邓畅光 +2 位作者 徐丽萍 邓春明 张小锋 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期143-150,共8页
目的在铝合金表面制备耐磨、耐蚀、高结合强度的疏水涂层。方法采用大气等离子喷涂(APS)在铝合金基体上制备AT(Al3O2-Ti O2)涂层,在AT涂层上采用溶胶-凝胶法制备聚四氟乙烯(PTFE)面层,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、3D形貌仪、接触... 目的在铝合金表面制备耐磨、耐蚀、高结合强度的疏水涂层。方法采用大气等离子喷涂(APS)在铝合金基体上制备AT(Al3O2-Ti O2)涂层,在AT涂层上采用溶胶-凝胶法制备聚四氟乙烯(PTFE)面层,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、3D形貌仪、接触角测试仪等仪器对涂层的显微结构、成分、粗糙度、接触角进行表征。结果喷距为120 mm、电流为680 A、送粉量为18 g/min的条件下,实心AT涂层和空心AT涂层表面粗糙度为6.99μm、6.13μm,孔隙率为5.88%、15.18%,硬度为945.82HV0.3、768.1HV0.3,与基体的结合强度为32 MPa、28 MPa,实心AT涂层与PTFE涂层的结合强度为19 MPa。实心PTFE/AT复合涂层与水的静态接触角最大可达130.9°,PTFE涂层表面含有氟化物和硅化物。结论实心粉末AT涂层表面粗糙度较大,综合性能优于空心粉末AT涂层,因此,将实心AT涂层作为复合涂层的底层。实心PTFE/AT复合涂层具有与荷叶表面相仿的微纳米二元粗糙结构,具有良好的疏水性能,疏水性能与表面含氟物质的疏水基团以及低表面能的二元粗糙结构相关。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 溶胶-凝胶 复合涂层 粗糙度 结合力 疏水性能 二元粗糙结构
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基于热喷涂界面微纳结构设计的涂层力学性能研究进展 被引量：1
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作者 李乔磊 宋鹏 +2 位作者 黄太红 邓春明 孙晓峰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期79-90,100,共13页
热喷涂陶瓷涂层在航空航天、交通运输等众多领域具有广阔的应用前景,常见的热喷涂陶瓷涂层体系包括陶瓷层、金属/合金粘结层和金属基体。由于陶瓷层与粘结层具有较大的物化性能差异,使界面成为热喷涂陶瓷涂层易发生失效的区域,极大降低... 热喷涂陶瓷涂层在航空航天、交通运输等众多领域具有广阔的应用前景,常见的热喷涂陶瓷涂层体系包括陶瓷层、金属/合金粘结层和金属基体。由于陶瓷层与粘结层具有较大的物化性能差异,使界面成为热喷涂陶瓷涂层易发生失效的区域,极大降低了涂层的服役寿命,遏制了热喷涂陶瓷涂层更为广泛的应用。以热喷涂界面的微观和宏观结构设计为出发点,综述了微观界面和扩散对界面力学性能的影响,总结了微米-纳米颗粒的界面结构、成分连续梯度变化的涂层结构和涂层缺陷对性能的影响。同时总结了三点弯曲、显微硬度和纳米压痕对界面力学性能的系统表征方法,并结合不同测试方法的特性,给出了对应的多尺度界面力学性能的计算公式。上述结果对设计和制备高性能复合涂层具有重要的理论意义,对延长涂层服役寿命具有实际的应用价值。 展开更多
关键词 热喷涂 涂层 结构设计 微观结构 多尺度力学性能 界面调控
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新型陶瓷基复合超疏水涂层的制备及其性能 被引量：2
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作者 高硕洪 刘敏 +1 位作者 张小锋 邓春明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第20期3510-3516,3523,共8页
为了研究开发新型超疏水涂层的制备方法,改善涂层的结构与性能,以Al_2O_3-40%TiO_2(AT40)、PFA(全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)粉末为原始材料,采用大气等离子喷涂(APS)技术,并调整电流、氩气流量等喷涂参数,在铝合金基体表面制备了两种不同... 为了研究开发新型超疏水涂层的制备方法,改善涂层的结构与性能,以Al_2O_3-40%TiO_2(AT40)、PFA(全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)粉末为原始材料,采用大气等离子喷涂(APS)技术,并调整电流、氩气流量等喷涂参数,在铝合金基体表面制备了两种不同的AT40/PFA复合超疏水涂层。利用相对应的测试仪器及分析手段对喷涂态涂层的相组成、显微结构、摩擦系数及基本性能等进行了表征分析。结果表明,两种涂层的相组成均为C_(20)F_(42)、Al_2TiO_5及少量的γ-Al_2O_3、α-Al_2O_3相;涂层表面均为圆形和椭圆形的粒状突起结构,其中突起结构的表面均存在类似荷叶表面结构的二元微纳米乳突结构,其表面粗糙度为9.3μm和12.41μm;所得涂层具有良好的综合性能,与水的静态接触角均达到了150°以上,滚动角为4～5°;在其他参数不变的情况下,随着电流的增大及氩气流量的减小,涂层中的陶瓷相含量增加,涂层的粗糙度、摩擦系数、显微硬度及结合强度均增大。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 超疏水涂层 大气等离子喷涂 疏水性能 微纳米乳突结构
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