真空热处理对热障涂层寿命及静态氧化行为的影响

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作者 王攀 苏庆 +3 位作者 王喆锦 段士昌 毛高翔 霍达 《热加工工艺》 北大核心 2025年第5期147-153,共7页

分别采用大气等离子喷涂技术和超音速火焰喷涂技术在GH2747合金表面制备粘结层,采用大气等离子喷涂技术制备陶瓷层。通过等温热循环和高温静态氧化试验研究了不同工艺粘结层的热循环寿命及热生长氧化物层的生长情况。结果表明:使用超音... 分别采用大气等离子喷涂技术和超音速火焰喷涂技术在GH2747合金表面制备粘结层,采用大气等离子喷涂技术制备陶瓷层。通过等温热循环和高温静态氧化试验研究了不同工艺粘结层的热循环寿命及热生长氧化物层的生长情况。结果表明:使用超音速火焰喷涂制备的粘结层致密度大于大气等离子喷涂技术制备的粘结层,经过1050℃×2 h真空热处理后,粘结层表面形成了0.3~0.4μm厚的Al_(2)O_(3)膜。对比高温静态氧化后的粘结层组织成分和热生长氧化物层厚度得出,粘结层表面预先形成连续致密的α-Al_(2)O_(3),可以有效减缓氧气的流入,降低热生长氧化物层的生长速率,抑制混合氧化物过早的生成。致密结构的粘结层内部的氧化速率更慢,超音速火焰喷涂制备的粘结层抗氧化性强于大气等离子喷涂技术制备的粘结层。在热循环过程中,热生长氧化物层增厚和混合氧化物生成是导致涂层失效的主要因素,粘结层抗氧化性能越好,涂层的热循环寿命越大。 展开更多

关键词 热障涂层 真空热处理 高温氧化 等离子喷涂 超音速火焰喷涂

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基于ID-APS技术TYHO/8YSZ耐烧蚀涂层的制备与性能研究

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作者 詹春晖 陈烙印 +3 位作者 王攀 段士昌 徐剑盛 柴雍 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第2期319-328,共10页

高温防护涂层能为高温下使用的金属材料提供有效的抗氧化腐蚀防护,已被广泛应用于航空航天、能源、石油化工等领域。其中,具有代表性的应用是在飞机、舰船、航天发动机和地面发电用的各种燃气涡轮发动机上。为了提高某火箭分离发动机壳... 高温防护涂层能为高温下使用的金属材料提供有效的抗氧化腐蚀防护,已被广泛应用于航空航天、能源、石油化工等领域。其中,具有代表性的应用是在飞机、舰船、航天发动机和地面发电用的各种燃气涡轮发动机上。为了提高某火箭分离发动机壳体、喷管等零件耐高温高速燃气烧蚀能力,就喷涂技术制备陶瓷基热防护涂层进行了制备工艺和性能研究。采用内孔大气等离子喷涂技术(ID-APS)在GH2747基材表面分别制备了不同厚度的8YSZ和Ta_(2)O_(5)-Y_(2)O_(3)-HfO_(2)(TYHO)/8YSZ复合耐烧蚀涂层,并对比研究了不同厚度涂层在不同时间下耐等离子火焰烧蚀情况,同时测试了涂层的拉伸结合强度、抗水冷热震性能、导热系数和隔热性能。结果表明:通过ID-APS技术在GH2747表面制备的TYHO/8YSZ耐烧蚀复合涂层结合强度可达到20.67 MPa以上,1100℃水冷热震10次后涂层完好。等离子火焰烧蚀后TYHO/8YSZ涂层面层主要由m-YTaO_(4)和少量的单斜相HfO_(2)组成,3种厚度TYHO/8YSZ复合涂层经等离子火焰烧蚀5 s后,宏观形貌均未有涂层熔融或脱落现象,复合涂层耐等离子烧蚀性能明显优于传统8YSZ涂层,1100℃下隔热温度较8YSZ涂层提高91℃。采用ID-APS技术在火箭分离发动机壳体、喷管内壁进行TYHO/8YSZ复合涂层制备的工艺可行,涂层可靠性、耐烧蚀和隔热性能满足某航天火箭发动机零件应用需求。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂 氧化锆涂层 热障涂层 结合强度

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同位靶磁控溅射法制备Al掺杂CdSe薄膜 被引量：1

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作者 何惠江 宣乐 +2 位作者 毛高翔 刘辉 王春海 《热加工工艺》 北大核心 2024年第16期159-162,共4页

为增加掺杂薄膜的元素均匀性,基于磁控溅射技术,设计了靶材同位共溅射制备掺杂薄膜的方法,并用于制备Al掺杂CdSe薄膜,获得了Al均匀掺杂的CdSe薄膜。结果表明:制备的薄膜为富Se状态,呈现明显的(111)择优取向。Al掺杂后的CdSe薄膜方块电阻... 为增加掺杂薄膜的元素均匀性,基于磁控溅射技术,设计了靶材同位共溅射制备掺杂薄膜的方法,并用于制备Al掺杂CdSe薄膜,获得了Al均匀掺杂的CdSe薄膜。结果表明:制备的薄膜为富Se状态,呈现明显的(111)择优取向。Al掺杂后的CdSe薄膜方块电阻由5.2 kΩ/□升高至544.5 kΩ/□。随着Al掺杂量的增加,薄膜的方块电阻下降。当共溅射Al片为6片时,薄膜方块电阻为7.7 kΩ/□,薄膜半导体类型由p型转变为n型。掺杂薄膜体电导率分别为192.4(未掺杂)、2.01×10^(4)(Al片数1)、506.9(Al片数2)、384.8(Al片数4)、284.9 mΩ·cm(Al片数6)。掺杂薄膜样品的禁带宽度Eg分别为1.82(未掺杂)、1.97(Al片数1)、1.75(Al片数2)、1.78(Al片数4)、1.82 eV(Al片数6)。 展开更多

关键词 同位靶磁控溅射 Al掺杂CdSe薄膜 电学行为

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2种陶瓷阵列超结构表面的定向红外辐射

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作者 姜葳 王志宏 +2 位作者 胡佚嵩 徐剑盛 罗发 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期891-894,共4页

设计了2种陶瓷阵列超结构表面(A,B),并研究了该超结构表面的11μm红外辐射空间特征。二者均具有明显的定向辐射特征,对于阵列A,圆柱芯半径R_(1)与阵列厚度t_(1)对红外辐射定向特性影响明显,最优的定向结构参数:圆柱芯半径R_(1)=1.0μm,... 设计了2种陶瓷阵列超结构表面(A,B),并研究了该超结构表面的11μm红外辐射空间特征。二者均具有明显的定向辐射特征,对于阵列A,圆柱芯半径R_(1)与阵列厚度t_(1)对红外辐射定向特性影响明显,最优的定向结构参数:圆柱芯半径R_(1)=1.0μm,阵列层厚度t_(1)≥1.2μm,可实现辐射角度0°~50°,发射率ε≥0.7的有效定向红外辐射调控。对于阵列B,当R_(c)=1.05μm,R_(1)=0.1μm,t_(1)=0.85μm时,体系辐射集中在法向角θ>10°区域,并在θ>40°后呈现出明显的φ角度依赖性,当φ=45°或135°(±45°)时,体系红外辐射明显增强,θ=65°,φ=45°时,ε在0.4量级。阵列层厚度t_(1)对体系定向红外辐射有明显影响,在R_(c)=1.0μm,R_(1)=0.3μm,φ=0°时,高效定向辐射的有效阵列层厚度为0.3μm≤t_(1)≤1.7μm,其最优值为t_(1)=1.2μm,φ=0°时的特征辐射法向角为40°,发射率为0.7。 展开更多

关键词 超结构表面 定向红外辐射 红外发射率

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周期性铁薄膜-羰基铁@环氧树脂涂层的制备及其雷达红外兼容隐身性能优化

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作者 江帆 毛高翔 +4 位作者 柴霞 杨艺 李鹏 米百庆 张瑞端 《热加工工艺》 北大核心 2024年第14期155-160,167,共7页

随着侦查技术的快速发展,亟需兼具雷达/红外隐身性能的兼容隐身材料。以羰基铁为吸收剂,环氧树脂为粘结剂,采用刮涂法制备了羰基铁@环氧树脂吸波涂层,随后采用磁控溅射及激光雕刻技术在吸波涂层表面制备了具有周期性结构的铁薄膜,得到... 随着侦查技术的快速发展,亟需兼具雷达/红外隐身性能的兼容隐身材料。以羰基铁为吸收剂,环氧树脂为粘结剂,采用刮涂法制备了羰基铁@环氧树脂吸波涂层,随后采用磁控溅射及激光雕刻技术在吸波涂层表面制备了具有周期性结构的铁薄膜,得到了兼具雷达/红外隐身性能的兼容隐身涂层,探究了铁薄膜厚度及面积占比及羰基铁含量对兼容涂层吸波/红外发射率的影响规律。研究表明:当片状羰基铁粉含量为75wt%、铁薄膜厚度为100 nm、铁薄膜面积分数为80%时,兼容隐身涂层性能最好,在8.2~12.4 GHz频段内,反射率小于-8.75 dB,中、远红外两个波段红外发射率分别为0.279和0.338。 展开更多

关键词 羰基铁 周期性铁膜 磁控溅射 吸波性能 红外发射率

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钛元素含量对CoCrFeNiTi高熵合金涂层硬度及耐磨性能的影响 被引量：11

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作者 王昕阳 刘谦 +4 位作者 任海滔 李湛 许诠 黄燕滨 郭一鸣 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期47-55,共9页

目的系统研究钛元素含量对CoCrFeNiTi系高熵合金涂层成形过程、组织性能、力学性能和耐磨性能的影响,设计并制备工业应用价值较高的合金涂层。方法采用激光熔覆技术在Q235钢上制备了CoCrFeNiTi高熵合金涂层,基于第一性原理预测了不同Ti... 目的系统研究钛元素含量对CoCrFeNiTi系高熵合金涂层成形过程、组织性能、力学性能和耐磨性能的影响,设计并制备工业应用价值较高的合金涂层。方法采用激光熔覆技术在Q235钢上制备了CoCrFeNiTi高熵合金涂层,基于第一性原理预测了不同Ti元素涂层力学、形成特性,研究表征了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性能,结合试验和计算阐明了耐磨性能强化机制。结果CoCrFeNiTi高熵合金固溶体相剪切模量较高,形成能较低,并且随着Ti元素含量的提升,两者逐渐升高。试验结果证明,CoCrFeNiTi涂层整体为FCC固溶体相,高钛元素组会出现Fe Cr相、NiTi相和CoTi相组成。组织呈典型树枝晶状,枝晶区域富含Fe和Cr元素,枝晶间区域富含Ni和Ti元素。随着Ti元素含量的提高,CoCrFeNiTi涂层的显微硬度逐渐增加,摩擦因数、磨损率和磨损质量不断降低,耐磨损能力明显增强,试验与计算结果一致。其磨损机制主要为磨粒磨损,Ti元素含量较低组还伴随着黏着磨损。Ti元素含量提高会加剧合金内晶格畸变效应,促进σ相等硬质相析出,产生固溶强化与析出强化作用,阻碍裂纹发展,磨损面积较小,提高耐磨性能。结论随着钛元素含量的增加,CoCrFeNiTi高熵合金涂层的硬度和耐磨性能有了明显的提升。CoCrFeNiTi_(0.7)激光熔覆涂层具有更高的工业应用价值。 展开更多

关键词 激光熔覆 高熵合金涂层 第一性原理 显微硬度 耐磨性能

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Al填料改性PIP-2D SiC_(f)/SiC复合材料力学性能和电磁屏蔽性能

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作者 雷强 段士昌 +3 位作者 豆永青 李倩 李候俊 田佳豪 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期76-83,共8页

以Al粉为活性填料,采用先驱体浸渍裂解法(PIP法)制备二维连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D SiC_(f)/SiC复合材料),采用XRD、SEM和热失重仪分析不同Al粉含量对聚碳硅烷裂解产物的组织成分演变行为,采用力学试验机和矢量网络分析仪研... 以Al粉为活性填料,采用先驱体浸渍裂解法(PIP法)制备二维连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D SiC_(f)/SiC复合材料),采用XRD、SEM和热失重仪分析不同Al粉含量对聚碳硅烷裂解产物的组织成分演变行为,采用力学试验机和矢量网络分析仪研究不同Al粉含量对复合材料的力学及电磁屏蔽性能影响。结果表明:随着Al填料质量分数从0%增加至40%,复合材料弯曲强度先升高后下降,最高可达383 MPa;Al填料的引入使得复合材料复介电常数逐渐升高,电磁屏蔽效能逐渐增加至26 dB,得到了显著的提升,电磁屏蔽效能大幅度提升主要原因是Al填料含量增加引起复合材料复介电常数虚部显著增加。 展开更多

关键词 活性填料Al 先驱体浸渍裂解 SiC_(f)/SiC复合材料 电磁屏蔽性能

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含NiCrAlY抗氧化层K465合金的耐酸性盐雾性能提升

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作者 李博海 宣乐 +2 位作者 毛高翔 姜丹 段士昌 《热加工工艺》 北大核心 2023年第11期94-98,共5页

研究了含NiCrAlY层的K465合金、含SiO_(2)/NiCrAlY复合涂层的K465合金及含Au/SiO_(2)/NiCrAlY复合涂层的K465合金在酸性盐雾环境下的腐蚀行为。采用SEM、EDS分别观察了三种状态下试样在酸性盐雾测试前后的表面及截面微观形貌和组织成分... 研究了含NiCrAlY层的K465合金、含SiO_(2)/NiCrAlY复合涂层的K465合金及含Au/SiO_(2)/NiCrAlY复合涂层的K465合金在酸性盐雾环境下的腐蚀行为。采用SEM、EDS分别观察了三种状态下试样在酸性盐雾测试前后的表面及截面微观形貌和组织成分的变化情况,分析了不同防护层状态下含NiCrAlY层的K465合金的耐酸性盐雾腐蚀性能行为。结果表明,含NiCrAlY层的K465合金发生轻微腐蚀,主要是由于涂层内包括很多腐蚀电位较低的活性金属元素(如Al、Cr等);含SiO_(2)/NiCrAlY复合涂层的K465合金基本无腐蚀,主要是由于SiO_(2)涂层涂覆在NiCrAlY层表面可大幅度减少腐蚀介质与NiCrAlY层的接触面积,减少腐蚀通道;含Au/SiO_(2)/NiCrAlY复合涂层的K465合金腐蚀最为严重,这是由于Au层与NiCrAlY层在腐蚀介质的连通下形成了原电池结构,从而加剧了NiCrAlY层腐蚀。 展开更多

关键词 抗氧化层 酸性盐雾腐蚀 腐蚀通道 原电池

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热压成型羰基铁粉/聚醚醚酮耐温复合材料及其吸波性能研究

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作者 张钊 齐珺 +1 位作者 石轩 李梦威 《热加工工艺》 北大核心 2023年第12期114-119,125,共7页

采用热压成型工艺制备羰基铁粉/聚醚醚酮耐温吸波复合材料,研究了复合材料结构、电磁参数、吸波性能和耐热性能。结果表明:随着复合材料中羰基铁粉含量从30%增加到50%,其致密程度均较高,复合材料的介电常数和磁导率虚部逐渐升高;当羰基... 采用热压成型工艺制备羰基铁粉/聚醚醚酮耐温吸波复合材料,研究了复合材料结构、电磁参数、吸波性能和耐热性能。结果表明:随着复合材料中羰基铁粉含量从30%增加到50%,其致密程度均较高,复合材料的介电常数和磁导率虚部逐渐升高;当羰基铁粉含量增加至60wt%时,复合材料气孔增多导致致密度下降,磁导率大幅下降;模拟反射率结果显示,羰基铁粉含量为40wt%、复合材料厚度仅1.4 mm时,在X频段内反射率都低于-5 dB;对复合材料进行热压致密化处理,致密度可提升至99.8%,介电常数下降,磁导率上升,经300℃热处理50 h后,电磁参数变化幅度较小。当羰基铁粉含量为40wt%,羰基铁粉/聚醚醚酮耐温吸波复合材料吸波性能优异;热压致密化处理可有效改善复合材料在300℃下的热稳定性。 展开更多

关键词 羰基铁粉 吸波材料 电磁性能 热稳定性

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火炮弹道隐身用FeSiAl吸收剂径厚比对其低频吸波性能的影响

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作者 张钊 齐珺 +1 位作者 石轩 李梦威 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2023年第3期42-46,共5页

实现新型火炮对炮位侦察雷达的隐身,对于保护火炮阵地十分重要。采用球磨工艺对FeSiAl合金微粉进行扁平化处理,研究片状FeSiAl粉末样品的径厚比对电磁参数、吸波性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、矢量网络分析仪对球磨改性前后的Fe... 实现新型火炮对炮位侦察雷达的隐身,对于保护火炮阵地十分重要。采用球磨工艺对FeSiAl合金微粉进行扁平化处理,研究片状FeSiAl粉末样品的径厚比对电磁参数、吸波性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、矢量网络分析仪对球磨改性前后的FeSiAl粉末进行表征分析。结果表明,FeSiAl粉末样品的径厚比随球磨时间的延长逐渐增大,在保持片状颗粒完整度的前提下,其电磁参数随径厚比的增大逐渐增加,并且样品反射系数的最大吸收峰随径厚比的增大逐渐向低频方向移动。径厚比为33.5的片状FeSiAl在1.8 GHz频率的Rc值为-32.6 dB,1~6 GHz的Rc值小于-5 dB低频吸波性能提升显著。 展开更多

关键词 FeSiAl合金 吸波性能 低频 球磨

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Pt界面层对SiC_(f)/SiC复合材料力学和电磁屏蔽性能的影响

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作者 姜葳 郁荣 +3 位作者 潘海军 邓沛琳 段士昌 杨博 《陶瓷学报》 2025年第4期796-804,共9页

SiC_(f)/SiC复合材料因具有电磁参数连续可调的特点,适用于电磁屏蔽领域。贵金属铂具有优异的导电性能,能有效反射电磁波,引入复合材料内部能够调控其电磁参数从而影响电磁屏蔽效果。采用磁控溅射工艺可实现Pt界面层均匀沉积在纤维束表... SiC_(f)/SiC复合材料因具有电磁参数连续可调的特点,适用于电磁屏蔽领域。贵金属铂具有优异的导电性能,能有效反射电磁波,引入复合材料内部能够调控其电磁参数从而影响电磁屏蔽效果。采用磁控溅射工艺可实现Pt界面层均匀沉积在纤维束表面,厚度均匀可控。随着界面层厚度的增加,复合材料的弯曲强度和电磁屏蔽性能均呈现出先增加后降低的变化趋势,在界面层厚度为150 nm时,复合材料的弯曲强度均值达到425 MPa,相较无界面层复合材料提升了32%,在10 GHz的电磁屏蔽性能从16 dB提升至32 dB,增加了一倍,主要原因是Pt界面层的引入显著提高了复合材料的强度和介电常数虚部,使得其弯曲性能和电磁屏蔽性能均得到显著提升。 展开更多

关键词 Pt界面层 SiCf/SiC复合材料 电磁屏蔽性能 磁控溅射法

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