医用材料聚醚醚酮等离子喷涂表面改性研究进展 被引量：2

1

作者 胡峰帆 范秀娟 +4 位作者 彭峰 邓春明 刘敏 曾德长 宁成云 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期53-62,共10页

聚醚醚酮材料(PEEK)具有良好的生物相容性、化学稳定性、X射线可穿透性及优异的力学性能,广泛用于创伤、脊柱和关节等生物医疗领域。然而,PEEK属于生物惰性材料,其骨整合性不足,这在一定程度上限制了该材料在骨修复与替换等领域的发展... 聚醚醚酮材料(PEEK)具有良好的生物相容性、化学稳定性、X射线可穿透性及优异的力学性能,广泛用于创伤、脊柱和关节等生物医疗领域。然而,PEEK属于生物惰性材料,其骨整合性不足,这在一定程度上限制了该材料在骨修复与替换等领域的发展和应用。等离子喷涂技术由于工艺简单、经济,喷涂涂层的黏结强度高等特点,是解决聚醚醚酮材料骨整合能力不足的重要表面涂层改性技术。首先,简述了等离子喷涂工艺的涂层沉积机理,并分别对等离子喷涂钛以及羟基磷灰石两种常用涂层进行了介绍;其次,从不同喷涂工艺以及喷涂参数对涂层的影响出发,详细介绍了近几年对PEEK基等离子喷涂涂层的结合强度等机械性能的最新研究进展,并对等离子喷涂过程对PEEK基体的机械强度、疲劳强度、热性能和化学降解等初始性能影响进行了总结与评价,详细介绍了PEEK基等离子喷涂涂层体内外生物性能的最新研究进展;最后,展望了等离子喷涂改性PEEK基材料的临床应用前景,以期为未来设计新型PEEK基生物材料提供理论指导。 展开更多

关键词 聚醚醚酮 等离子喷涂 机械性能 生物性能

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气体温度对ZM6基体表面冷喷涂6061铝合金涂层性能影响 被引量：1

2

作者 吴怡 杨元政 +4 位作者 张科杰 樊家麟 褚欣 谢迎春 邓春明 《热加工工艺》 北大核心 2024年第21期120-124,共5页

使用氮气在高压(5 MPa)条件下,通过调节工作气体温度(400、500、600℃)在ZM6基体上制备了大厚度6061铝合金涂层,再选择最佳温度条件下制备的6061铝合金涂层与块体6061铝合金同时进行摩擦磨损实验。利用光学显微镜、扫描电镜、三维轮廓... 使用氮气在高压(5 MPa)条件下,通过调节工作气体温度(400、500、600℃)在ZM6基体上制备了大厚度6061铝合金涂层,再选择最佳温度条件下制备的6061铝合金涂层与块体6061铝合金同时进行摩擦磨损实验。利用光学显微镜、扫描电镜、三维轮廓仪对涂层以及磨损后磨痕形貌进行表征。结果表明:500℃条件下制备的6061铝合金涂层综合性能最佳,孔隙率1.89%,显微硬度78.18 HV0.1,涂层与ZM6基体的结合强度超过62 MPa。在不添加其他硬质相的情况下,单组分6061涂层仍能保持与块体6061铝合金相近的耐磨性能,既有黏着磨损又有磨粒磨损。 展开更多

关键词 高压冷喷涂 6061涂层 气体温度 显微组织 性能

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用于热障涂层的锆酸钆材料研究进展 被引量：7

3

作者 赵泓旭 邓春明 +2 位作者 付朗 邓子谦 陈小龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期116-128,共13页

为了满足新型航空发动机的性能要求,需要开发出能在超高温条件下服役的热障涂层材料。近年来已有多种陶瓷材料被证实在热障涂层领域具有发展前景,在这之中,稀土锆酸盐材料有着高温下热导率较低与稳定性良好的特点,其中又以锆酸钆材料的... 为了满足新型航空发动机的性能要求,需要开发出能在超高温条件下服役的热障涂层材料。近年来已有多种陶瓷材料被证实在热障涂层领域具有发展前景,在这之中,稀土锆酸盐材料有着高温下热导率较低与稳定性良好的特点,其中又以锆酸钆材料的热导率最低,热膨胀系数最高。概述了锆酸钆材料的结构特点,对其在高温下发生的有序无序转变进行了介绍,总结了原因及变化规律。简要分析了与其他材料相比,锆酸钆材料具有良好热性能的原因;归纳了粉末制备过程中常用的两种方法:固相法与液相法,在此基础上,总结了近年来不同制备方法与粉末团聚过程中工艺与参数的研究现状;最后,提出了锆酸钆材料在实际应用到热障涂层时存在的缺陷:断裂韧性与热膨胀系数较低,这就导致了单层锆酸钆涂层成形难度大,热循环寿命低。针对这一问题,重点综述了国内外对锆酸钆材料及热障涂层的改性方法,主要有掺杂改性、材料复合、涂层结构设计以及涂层制备技术,同时展望了新型热障涂层材料结合先进制备技术的发展趋势。 展开更多

关键词 热障涂层 锆酸钆 粉末制造 材料改性 涂层结构 等离子喷涂-物理气相沉积

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冷喷涂CoNiCrAlY涂层的高温硬度及摩擦磨损性能研究

4

作者 孙训东 孙文 +5 位作者 黄继波 黄仁忠 郑志刚 江柱中 云海涛 汪云程 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期22-27,共6页

研究冷喷涂制备的CoNiCrAlY涂层的显微组织以及高温条件下涂层的硬度和摩檫学性能。采用高压冷喷涂技术,使用氦气制备了CoNiCrAlY涂层,并在1080℃真空环境下热处理4 h。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对真空热处理前后涂层组织结构及... 研究冷喷涂制备的CoNiCrAlY涂层的显微组织以及高温条件下涂层的硬度和摩檫学性能。采用高压冷喷涂技术,使用氦气制备了CoNiCrAlY涂层,并在1080℃真空环境下热处理4 h。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对真空热处理前后涂层组织结构及孔隙率进行了表征。分析了热处理后涂层的高温硬度和高温摩檫学性能。结果表明:冷喷涂可制备界面结合良好、组织致密的CoNiCrAlY涂层,涂层孔隙率约为0.3%,硬度约为600 HV0.3;真空扩散热处理可以有效降低涂层的孔隙率和显微硬度;随着测试温度的升高(800、900和1000℃),涂层的显微硬度逐渐降低;随着测试温度的升高,涂层的摩擦系数与磨损率也逐渐降低。因此,该涂层具有良好的高温耐磨性。 展开更多

关键词 高压冷喷涂 CoNiCrAlY涂层 显微组织 高温硬度 高温摩擦磨损

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热/冷喷涂典型抗空蚀涂层结构与性能研究 被引量：3

5

作者 刘伟杰 武三栓 +4 位作者 何春艳 褚欣 刘敏 张楠楠 谢迎春 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期281-289,300,共10页

冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜... 冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜/扫描电镜、显微硬度计、超声波空蚀试验机、三维轮廓仪等设备,表征了涂层的微观结构、力学性能及抗空蚀性能,分析了涂层的空蚀破坏形貌及机理,并与超音速火焰(high-velocity oxygen-fuel,HVOF)喷涂制备的WC类典型抗空蚀涂层(WC-Co-Cr和WC-Cr_(2)C_(3)-Ni)进行了对比。结果表明,冷喷涂CuAl9Fe1涂层的平均孔隙率为1.4%,平均显微硬度为3126 MPa,平均结合强度为32.3 MPa,空蚀6 h的空蚀深度为4.988μm;与之相比,HVOF喷涂的WC-Co-Cr和WC-Cr_(2)C_(3)-Ni涂层的平均孔隙率分别为0.7%和1.6%,平均显微硬度分别为10 065和10 094 MPa,平均结合强度分别为84.2和73.5 MPa,空蚀6 h的空蚀深度分别为11.901和10.645μm。冷喷涂CuAl9Fe1涂层虽硬度较低,但塑韧性较好,可有效抑制空蚀过程中颗粒结合界面的裂纹萌生、扩展导致的颗粒脱落,因此相比HVOF制备的WC类涂层具有更高的抗空蚀性能。 展开更多

关键词 冷喷涂 铝青铜涂层 超音速火焰喷涂 WC基涂层 抗空蚀性能

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渗铬温度对304不锈钢渗铬层组织结构与性能的影响

6

作者 袁梦雨 韦春贝 +3 位作者 代明江 陈玲 林松盛 石倩 《表面技术》 北大核心 2025年第17期202-211,共10页

目的通过渗铬处理改善不锈钢表面的耐磨性能和耐腐蚀性能,重点研究不同渗铬温度对渗铬层结构和性能的影响。方法采用固体包埋粉末渗铬法,在850、900、950、1000℃渗铬温度下进行渗铬处理。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对渗铬层的... 目的通过渗铬处理改善不锈钢表面的耐磨性能和耐腐蚀性能,重点研究不同渗铬温度对渗铬层结构和性能的影响。方法采用固体包埋粉末渗铬法,在850、900、950、1000℃渗铬温度下进行渗铬处理。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对渗铬层的化学成分、组织结构进行分析,利用显微硬度计、洛氏压痕仪、摩擦磨损试验机和盐雾腐蚀试验机对渗铬层的力学性能和耐腐蚀性能进行表征。结果渗铬层表面分布着不连续的氮化铬凸起晶粒以及在凸起晶粒周围存在大量的孔隙,随着渗铬温度增加凸起晶粒逐渐长大,渗铬层的主要物相为Cr_(23)C_(6)、Cr_(2)C、Cr_(2)N。渗铬层厚度、表面硬度随着渗铬温度的增加逐渐提高,渗铬层厚度在1.77~6.52μm之间,渗铬层表面硬度受载荷和渗铬层厚度影响较大。900℃以下渗铬处理的渗铬层耐磨性能较差;当渗铬温度达到950℃以上时,渗铬层的耐磨性能明显提高,在1000℃渗铬层的磨损率降低至3.85×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。900℃和950℃渗铬层由于适当的渗铬层厚度和良好的渗层致密性,盐雾腐蚀2016 h后渗铬层仍未发生腐蚀,大幅度提高了不锈钢的耐腐蚀性能。结论950℃渗铬温度下渗铬层具有合适的厚度、良好的渗层致密性和力学性能,大幅度提高了不锈钢表面的耐磨性能和耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 渗铬温度 硬度 摩擦磨损 盐雾腐蚀

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磁控溅射NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜结构与性能研究 被引量：4

7

作者 卢金德 韦春贝 +7 位作者 林松盛 张佳平 李浩宇 李助军 刘怡飞 代明江 李风 刘敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期198-207,共10页

目的通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜。方法采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS_2复合薄膜,研究不同MoS_(2)掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能... 目的通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜。方法采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS_2复合薄膜,研究不同MoS_(2)掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能的影响。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜元素含量、组织结构和相结构进行分析。通过显微硬度计、洛氏硬度计、球-盘式摩擦磨损试验机、3D轮廓仪及高温氧化试验,对复合薄膜硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗氧化性能进行分析。结果 NiCrAlY及Ni CrAlY/MoS_(2)复合薄膜以柱状晶结构生长,物相结构主要由Ni_(3)Al、Ni-Cr和MoS_(2)组成。随着MoS_(2)含量的增加,薄膜柱状晶尺寸增加,致密度下降,薄膜硬度从503HV逐渐降到336HV。复合膜具有良好的膜/基结合力,结合力达到HF1级水平。掺杂MoS_(2)可以明显提高复合薄膜的摩擦学性能,当MoS_(2)掺杂量达到48.1%~69.8%时,NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜在室温下具有良好的耐磨减摩性能,其摩擦因数降低至0.038~0.09,磨损率比NiCrAlY薄膜降低1个数量级以上,达到2.14×10^(–6) mm^(3)/(N·m)。对NiCrAlY和NiCrAlY-48.1%MoS_(2)复合薄膜进行400℃和500℃高温氧化试验,复合薄膜氧化形成NiO、Al_(2)O_(3)、MoO_(3)相,经过氧化后复合薄膜仍具有良好的耐磨性能,400℃氧化后复合薄膜磨损率降至1.41×10^(–6) mm^(3)/(N·m)。结论 MoS_(2)掺杂量对NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜结构和性能有重要影响,当MoS_(2)原子数分数为48.1%时,复合薄膜在常温以及高温氧化后均具有良好的耐磨减摩性能。 展开更多

关键词 磁控溅射 NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜 摩擦学性能 高温氧化

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物理气相沉积中等离子体参数表征的研究进展 被引量：7

8

作者 曲帅杰 郭朝乾 +5 位作者 代明江 杨昭 林松盛 王迪 田甜 石倩 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期140-146,185,共8页

物理气相沉积作为制备表面防护薄膜的重要方法,一直是表面薄膜领域研究重点,而物理气相沉积中等离子体作为直接影响薄膜性能的关键因素,其参数的表征对优化沉积工艺和提高薄膜性能具有重要指导意义。概述了常用物理气相沉积方法及其发展... 物理气相沉积作为制备表面防护薄膜的重要方法,一直是表面薄膜领域研究重点,而物理气相沉积中等离子体作为直接影响薄膜性能的关键因素,其参数的表征对优化沉积工艺和提高薄膜性能具有重要指导意义。概述了常用物理气相沉积方法及其发展,包括电弧离子镀、磁控溅射和电弧磁控复合技术的原理及发展历程。归纳了目前生产中常用的等离子体参数表征方法——Langmuir探针法、汤姆逊散射法、微波干涉法和发射光谱法,阐明了这些表征方法诊断等离子体参数的原理,分析了不同表征方法的优缺点和存在的主要问题,并对常用物理气相沉积中等离子体参数表征相关研究的发展和现状作了综合论述和总结,分别整理了电弧离子镀和磁控溅射中等离子体参数诊断的发展历程和近期研究。两种物理气相沉积方法最常用的等离子体参数表征方法都是Langmuir探针法和发射光谱法,早期的研究侧重于探索等离子体瞬态参数和薄膜结构性能的关系。随着现代技术的进步,早期诊断方法不断与新技术融合,研究方向也逐渐偏向于研究等离子体参数的时间变化和优化薄膜工艺、性能评价方法。最后分析了当前物理气相沉积中等离子体参数表征存在的问题和不足,展望了等离子体参数未来的研究趋势。 展开更多

关键词 物理气相沉积 薄膜 等离子体参数 电弧离子镀 磁控溅射 发射光谱法 LANGMUIR探针

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PS-PVD制备锆酸钆热障涂层及其性能研究 被引量：5

9

作者 付朗 毛杰 +3 位作者 邓子谦 邓春明 刘敏 曾德长 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期293-300,共8页

目的采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)工艺制备出柱状结构完整、力学性能优异的锆酸钆热障涂层。方法以纳米团聚的8YSZ、Gd_(2)Zr_(2)O_(7)(GZO)及(Gd_(0.9)Yb_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)(GYbZ)粉末为原料,采用PS-PVD工艺在镍基高温合... 目的采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)工艺制备出柱状结构完整、力学性能优异的锆酸钆热障涂层。方法以纳米团聚的8YSZ、Gd_(2)Zr_(2)O_(7)(GZO)及(Gd_(0.9)Yb_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)(GYbZ)粉末为原料,采用PS-PVD工艺在镍基高温合金表面分别制备单层GZO涂层、GZO/YSZ双层结构涂层及GYbZ/YSZ双层结构涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析等检测手段,表征了热障涂层的相组成、微观结构及化学成分变化。采用纳米压痕试验仪测试了涂层的力学性能。采用电子万能试验机测试涂层的结合强度。结果GZO涂层与GYbZ涂层均为缺陷萤石相,涂层均呈现典型的羽毛柱状结构,且柱晶间隙存在大量的未熔粒子。在制备过程中,单层GZO涂层便出现了剥落,双陶瓷层结构中的GZO涂层未剥落但内部存在大量微裂纹,而Yb掺杂的GZO涂层((Gd_(0.9)Yb_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7),GYbZ)内无裂纹存在;和GZO涂层相比,GYbZ涂层具有更高的硬度(5.4 GPa)、杨氏模量(111.6 GPa)和结合强度(41.3 MPa)。结论采用现有的PS-PVD工艺参数,成功制备出柱状结构的单层GZO涂层、GZO/YSZ及GYbZ/YSZ双陶瓷层热障涂层,YSZ作为中间过渡层能改善GZO涂层与粘结层的热膨胀不匹配,而Yb元素的加入,可以有效提高GZO涂层的硬度和结合强度,但同时也会造成涂层的杨氏模量升高。 展开更多

关键词 热障涂层 双陶瓷层体系 锆酸钆 等离子喷涂-物理气相沉积 杨氏模量

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H_(2)对等离子喷涂–物理气相沉积射流及涂层结构性能影响研究进展 被引量：2

10

作者 徐静 毛杰 +4 位作者 梁兴华 邓子谦 邓春明 邓畅光 刘敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期63-76,共14页

首先介绍了目前现有的等离子射流检测方法,着重综述了PS-PVD等离子射流非接触式检测手段—光谱诊断(OES)技术及其计算方法,以及通过此手段检测H_(2)对射流特性的影响。其次,从H_(2)对涂层物相、组织结构相和热导率的影响出发,介绍了现... 首先介绍了目前现有的等离子射流检测方法,着重综述了PS-PVD等离子射流非接触式检测手段—光谱诊断(OES)技术及其计算方法,以及通过此手段检测H_(2)对射流特性的影响。其次,从H_(2)对涂层物相、组织结构相和热导率的影响出发,介绍了现阶段国内外H_(2)工艺参数对于涂层微观形貌结构影响的研究现状。基于此,通过涂层抗粒子冲蚀能力和抗钙镁铝硅酸盐(CMAS)腐蚀能力对涂层的力学性能和热防护性能差异进行了总结与评价。最后展望了今后PS-PVD制备热障涂层技术兼顾力学性能与热防护性能的发展可能性。 展开更多

关键词 热障涂层 PS-PVD技术 光谱诊断 微观结构 粒子冲蚀 抗熔盐腐蚀

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激光熔覆Hastelloy C276涂层组织及抗热震性能研究 被引量：1

11

作者 马旭峰 孙耀宁 +5 位作者 马文有 王岳亮 卢冰文 种振曾 李福海 陈兴驰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期457-465,共9页

目的 针对微晶玻璃压延辊在服役过程中因表面频繁承受较大的温度梯度而开裂的问题,研究一种抗冷热疲劳性能突出的高性能防护涂层来延长压延辊服役寿命。方法 采用激光熔覆技术,以扫描速度为800 mm/min、送粉量为26 g/min、光斑直径为4 m... 目的 针对微晶玻璃压延辊在服役过程中因表面频繁承受较大的温度梯度而开裂的问题,研究一种抗冷热疲劳性能突出的高性能防护涂层来延长压延辊服役寿命。方法 采用激光熔覆技术,以扫描速度为800 mm/min、送粉量为26 g/min、光斑直径为4 mm、搭接率为50%、激光功率为2 200 W的工艺参数,在2Cr13基体上熔覆Hastelloy C276镍基合金涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究熔覆涂层的微观组织和热震失效裂纹微观形貌、元素分布以及涂层相组成。利用箱式电阻炉对Hastelloy C276熔覆涂层与2Cr13基体进行热震试验。结果 Hastelloy C276熔覆涂层表面无裂纹、成形良好,涂层与基体之间为冶金结合。涂层由γ-Ni、M_(6)C和M_(23)C_(6)相组成。熔覆涂层从基体结合处至表面依次形成了平面晶、胞状组织、柱状树枝晶以及等轴树枝晶,碳化物相均在树枝晶间析出。Hastelloy C276熔覆涂层抗热震失效次数约为2Cr13基体的3倍,最高抗热震次数可达到202,Hastelloy C276熔覆涂层具有良好的抗热震性能。结论 由于HastelloyC276涂层与2Cr13基体结合紧密且存在热膨胀系数差异,热震时在熔覆结合界面产生了较大热应力,因此裂纹最先在熔覆结合界面处萌生,然后逐渐扩展至涂层表面最终失效。Hastelloy C276涂层的裂纹萌生扩展机制使裂纹在涂层表面出现较晚,有效延长了2Cr13微晶玻璃压延辊抗冷热疲劳寿命。 展开更多

关键词 压延辊 Hastelloy C276合金 激光熔覆 热应力 抗热震性能 热震失效

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调制比对Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜结构及性能的影响 被引量：6

12

作者 田甜 林松盛 +4 位作者 王迪 柏松 曲帅杰 郭朝乾 代明江 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期320-328,共9页

目的探究Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜的最佳调制比。方法利用电弧离子镀技术,在TC4钛合金上制备了不同调制比的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜。利用扫描电子显微镜观察膜层表面和截面形貌;用Image-Pro分析软件对表面的大颗粒进行定量分析;利用X射线... 目的探究Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜的最佳调制比。方法利用电弧离子镀技术,在TC4钛合金上制备了不同调制比的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜。利用扫描电子显微镜观察膜层表面和截面形貌;用Image-Pro分析软件对表面的大颗粒进行定量分析;利用X射线衍射法表征膜层的晶体结构;采用维氏硬度计测量膜层的显微硬度;采用划痕试验仪测量膜层与基体之间的结合力(临界载荷);通过基片弯曲法测量并计算得到膜层的残余应力;利用根据ASTM G76-05标准特制的AS600-喷砂试验机进行了抗冲蚀性能测试;采用三维表面轮廓仪测量冲蚀坑深度。结果膜层表面质量和生长取向与L_(Cr/CrN):L_(Cr/CrAlN)调制比密切相关,随着Cr/CrN比例的增加,膜层表面质量越来越好,择优取向由(111)晶面转为(200)晶面。多层膜的硬度随Cr/CrN比例的增加,呈下降趋势,结合力、残余应力和韧性则随之呈先升后降的趋势,并在L_(Cr/CrN)∶LCr/Cr Al N为1∶2时,达到最佳。多层膜的抗砂粒冲蚀性能变化与力学性能变化一致,在L_(Cr/CrN)∶L_(Cr/CrAlN)为1∶2时达到最佳,其抗冲蚀能力是TC4基材的3倍以上,多层膜呈典型的脆性断裂失效形式。结论在调制比L_(Cr/CrN)∶L_(Cr/CrAlN)=1∶2时,膜层获得最佳的抗冲蚀性能。 展开更多

关键词 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜 钛合金 电弧离子镀技术 调制比 抗冲蚀

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PS-PVD用CeO_(2)掺杂8YSZ团聚粉末及其涂层 被引量：1

13

作者 牛少鹏 李昕 +8 位作者 邓春明 孙耀宁 宋进兵 王超 黄益聪 曾威 戴红亮 黄科 刘敏 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期50-58,共9页

在纳米ZrO_(2)-8%Y_(2)O_(3)(摩尔分数)(8YSZ)粉末中掺杂20%(质量分数)微米级CeO_(2)粉末,并通过喷雾干燥合成CeO_(2)-8YSZ(CYSZ)复合团聚粉体。借助激光粒度仪和扫描电镜(SEM)及附带能谱仪(EDS)考察羧甲基纤维素黏结剂(carboxymethyl c... 在纳米ZrO_(2)-8%Y_(2)O_(3)(摩尔分数)(8YSZ)粉末中掺杂20%(质量分数)微米级CeO_(2)粉末,并通过喷雾干燥合成CeO_(2)-8YSZ(CYSZ)复合团聚粉体。借助激光粒度仪和扫描电镜(SEM)及附带能谱仪(EDS)考察羧甲基纤维素黏结剂(carboxymethyl cellulose,CMC)质量分数对复合团聚粉体性能影响。采用PS-PVD制备具有柱状结构的CYSZ热障涂层,对涂层截面和表面进行EDS分析。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析涂层物相。结果表明:黏结剂质量分数达到2%时可获得球形度高、粒度分布均匀的团聚粉体;制备的涂层中Ce元素呈均匀分布;涂层物相基本为t-相结构,其中Ce^(4+)取代Zr^(4+)进入ZrO_(2)晶格形成类质同象的固溶体结构,显示出CeO_(2)掺杂对t-相向m-相转变的抑制作用;所制备CYSZ涂层在1100℃,水冷循环100次后仍保持完整,展现出较高的抗热冲击性能。 展开更多

关键词 CeO_(2)掺杂 喷雾干燥 团聚粉末 PS-PVD

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热处理对激光选区熔化成型高速钢组织和力学性能的影响 被引量：3

14

作者 杨智凯 柏鉴玲 张欣悦 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期135-142,共8页

基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SL... 基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SLM极高的熔融/冷却速率产生了细晶奥氏体组织,解决了高速钢中常见的粗大莱氏体组织和网状碳化物问题。固溶淬火处理后高速钢组织由马氏体和残余奥氏体组成。随后在数次高温回火过程中,高速钢逐渐向回火马氏体转变,并析出大量微米级和纳米级MC型碳化物。在马氏体相变强化和MC型碳化物沉淀强化作用下,固溶淬火+3次回火的Tempered-Ⅲ样品硬度60HRC,抗弯强度3621 MPa,弯曲断裂应变为10.1%,获得硬度、强度和韧性匹配较佳的综合性能。继续增加回火次数则导致部分碳化物长大,使得高速钢弯曲断裂应变有所降低。通过SLM技术结合固溶淬火+高温回火,能够充分发挥细晶强化、相变强化和沉淀强化效果,为高强高韧复杂形状高速钢零件的快速制备提供了新途径。 展开更多

关键词 高速钢 热处理 激光选区熔化 析出强化 力学性能

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超音速火焰喷涂碳化钨与磁控溅射掺钨类金刚石膜复合涂层结构及性能 被引量：3

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作者 杨焜 宋进兵 +1 位作者 林松盛 曾威 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期399-406,415,共9页

目的改善唇形油封与对磨旋转轴的密封效果,提高旋转轴的耐磨减摩性能,并延长唇形油封的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂方法在TC4钛合金试样上制备碳化钨涂层并进行磨削及抛光加工以获得光滑的表面,再利用离子源辅助磁控溅射方法制备... 目的改善唇形油封与对磨旋转轴的密封效果,提高旋转轴的耐磨减摩性能,并延长唇形油封的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂方法在TC4钛合金试样上制备碳化钨涂层并进行磨削及抛光加工以获得光滑的表面,再利用离子源辅助磁控溅射方法制备掺钨类金刚石膜。采用扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机和油封模拟试验台等手段对复合涂层的显微结构、摩擦磨损和密封性能进行系统表征。结果复合涂层中的超音速火焰喷涂碳化钨涂层显微结构均匀,碳化钨含量梯度变化的掺钨类金刚石膜厚度约为2.1~2.3μm。与超音速火焰喷涂碳化钨涂层相比,复合涂层与F223–15橡胶和石墨的摩擦因数及磨损量均有一定程度的降低,油封模拟试验中润滑油泄漏量显著减少,唇形油封唇口的磨损量更低,但密封试验后旋转轴表面磨痕中部DLC出现局部脱落迹象。结论超音速火焰喷涂碳化钨与磁控溅射掺钨类金刚石膜复合涂层具有优异的耐磨减摩作用,唇形油封的密封效果得到显著加强,具有作为唇形油封对磨转动部件表面强化涂层的潜力。 展开更多

关键词 碳化钨涂层 掺钨类金刚石膜 显微结构 摩擦磨损 密封

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氧化对含氟化物共晶耐磨自润滑涂层机械和摩擦学性能影响 被引量：1

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作者 邝子奇 牛少鹏 +7 位作者 宋佳 李明康 苏威铭 王超 黄益聪 曾威 戴红亮 黄科 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期235-243,共9页

目的考察NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层在高温氧化环境下成分与结构变化,着重研究氧化对涂层机械和摩擦学性能影响。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备出NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层,对涂层进行700、800、850℃氧化处... 目的考察NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层在高温氧化环境下成分与结构变化,着重研究氧化对涂层机械和摩擦学性能影响。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备出NiCr/Cr_(3)C_(2)−BaF_(2)/CaF_(2)涂层,对涂层进行700、800、850℃氧化处理,借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、力学性能试验机和高温摩擦磨损试验机等设备,比较了喷涂态涂层与氧化处理后涂层的微观结构、物相成分及机械和摩擦学性能。结果涂层在700℃以上氧化环境中,会发生氧化诱导下以氟化物润滑相表面迁移和表面Cr选择性氧化等行为构成的铬酸盐反应。该反应在850℃时会使涂层性能形成“嬗变”,在该温度下氧化处理后涂层的结合强度由喷涂态的75 MPa急剧下降至20 MPa,涂层近表显微硬度由735HV下降至190HV;此外,涂层在300℃时体积磨损率由喷涂态的2.19×105 mm^(3)/N·m剧增至16.3×105 mm^(3)/N·m。结论高温氧化诱导下的铬酸盐反应,不仅会破坏涂层中粘结相、耐磨相和润滑相的分布均匀性,而且会使涂层孔洞、裂纹等缺陷显著增加,由此导致涂层的机械和摩擦磨损性能大幅下降。对于工作时摩擦闪温超过800℃的含氟化物刷式封严涂层而言,涂层在经历闪点后所发生的性能“嬗变”是其短期失效的重要因素。提高涂层的抗氧化性能、降低高温下铬酸盐反应烈度将会是改善涂层失效的有效方法。 展开更多

关键词 刷式封严 超音速火焰喷涂 耐磨自润滑 氟化物

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