等离子喷涂层的力学性能研究

采用等离子喷涂的方法制备了纯陶瓷（８％Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２）,陶瓷与金属（ＮｉＣｒＡｌ）的质量分数为９０％、８０％及镍氧化锆（氧化锆含量８０％）的涂层样品,测定了涂层的力学性能,包括抗弯强度及断裂韧性,并探讨了喷涂粉末对涂层力学性能的影响,为等离子喷涂法制备隔热型梯度功能材料奠定了基础,测试结果表明：涂层的抗弯强度及断裂韧性随金属相含量的增加而增加,当金属相以包覆氧化锆的形式存在时,涂层的抗弯强度及断裂韧性有大幅度提高,说明金属相的存在方式对涂层性能有重要的影响。     

等离子喷涂隔热涂层

氧化、热腐蚀和热疲劳是航空发动机的燃烧室与涡轮部件失效的主要原因。为了延长部件的使用寿命,通常采用涂层的方法来提高材料的高温性能。涂层用于高温合金已有三十多年的历史,开始主要为扩散型涂层(例如包渗法、真空包渗法、料浆包渗法以及镀铬随后热浸涂所制备的涂层),近年来,随着等离子喷涂、爆炸喷涂及蒸镀薄膜技术的发展,高温涂层的制备方法,已由扩散法向覆盖法转移。使涂层的高温特性不断提高,从而使涡轮的进口温度     

等离子喷涂碳化钨涂层

阐述了等离子喷涂Ｄ９（包覆型）、Ｓ７（烧结型）以及Ｓｔｅｌｌｕｎｄｕｎ５２Ｆ三种ＷＣ－Ｃｏ粉末的涂层组织结构／性能与喷涂工艺参数的关系。采用金相检验和Ｘ射线衍射分析等方法评定涂层的组织结构，同时测定了涂层的显微硬度和结合强度等性能。文章还讨论了喷涂时ＷＣ－Ｃｏ粉末脱碳的变化规律，以及提高等离子喷涂ＷＣ－Ｃｏ涂层质量的途径。     

等离子物理气相沉积热障涂层研究

TBCs在发动机叶片上的使用,可显著提高发动机的工作温度,从而提高发动机的工作效率和推力,同时可降低涡轮叶片合金工作温度,从而大幅度提高发动机寿命和可靠性。     

等离子喷涂压电陶瓷涂层的基础研究

介绍了用等离子喷涂技术制备压电陶瓷涂层的工艺过程;用扫描电镜和Ｘ射线衍射仪分析了涂层的显微结构和相结构,测试了该涂层的压电应变常数;探讨了电弧电流对涂层成分、结构和电性能的影响。     

热喷涂层的加工技术

热喷涂层由于其优异的高硬、耐磨、防腐等特性得到了广泛的应用,但如何优质、高效、低损耗地对其加工一直是困扰人们的难题。本文较为详细介绍了国内、外目前在热喷涂层加工方面的研究进展,存在的问题,各种加工方法的优缺点及适用范围。     

等离子喷涂纳米氧化锆涂层性能的试验研究

对纳米氧化锆涂层的力学性能进行了研究,分别测量了纳米氧化锆和微米氧化锆涂层的抗弯强度和断裂韧性,并对两者的性能进行了比较,分析了两者性能差异的原因.     

等离子热障涂层失效机理的数值分析研究

针对带等离子喷涂热障陶瓷涂层的圆筒金属基体结构在典型热循环载荷作用条件下的力学响应进行了数值计算,基于陶瓷层中的应力结果对陶瓷层剥落失效机理展开了分析.计算时对陶瓷层材料分别按理想线弹性本构和黏塑性本构模型开展了模拟.分析发现,陶瓷层的界面(横向)开裂存在两种模式:在降温过程中,陶瓷层容易出现界面波峰处的Ⅰ型开裂与腰部位置处的Ⅱ型开裂;在升温过程中,陶瓷层容易发生垂直开裂使结构中出现陶瓷层/基体的界面端,界面端部严重的应力集中效应使陶瓷层容易在该处横向开裂形成界面处的边裂纹.      

高能等离子涂层——俄罗斯在涂层上的创新

传统铝化合物扩散涂层的应用范围有限,要求采用多组元的涂层。鉴于电子束蒸发沉积以及低能等离子喷涂的缺点,全俄航材院开发了高能等离子技术,它具有一系列优于传统技术的特点。本文就此进行了综述。     

等离子涂层在电气中的应用

本文指出等离子涂层在微波领域中尚可用作介电涂层,再涂上有机涂料其性能更加理想,其喷涂件装机外场试验满足使用要求,为等离子涂层的应用开辟了新的领域。本文还指出实际的介电常数比理论计算值低。     

反应等离子喷涂Fe-Ti-C复合粉末制备金属陶瓷涂层的组织形成机理

以蔗糖为碳的前驱体、TiFe粉为原料制备Fe-Ti-C系反应热喷涂复合粉末,通过等离子喷涂沉积TiC/Fe金属陶瓷涂层,利用"淬熄试验"研究涂层组织形成机理.采用XRD和SEM分析喷涂粉末、涂层以及淬熄粒子的组织结构.结果表明:每个复合粉末团粒构成独立的反应单元,在喷涂飞行过程中首先出现Ti-Fe液相,然后整个团粒发生球化;熔化的团粒内部生成大量细小TiC颗粒,表层有少量TiC聚集,与基板碰撞后形成复合强化片层与TiC聚集片层交替叠加的涂层结构;随飞行距离增大,团粒外部TiC聚集层增厚,内部TiC颗粒减少,碰撞扁平化程度降低;最终涂层由TiC和Fe两相组成,大量亚微米级TiC颗粒呈内晶型均匀分布于Fe基体中.     

局部干法水下等离子喷涂

在水下等离子弧特性及其稳定性研究的基础上,本文提出一种新的喷涂料－局部干法水下等离子喷涂。文中给出了该方法的原理并进行了工艺性试验和涂层性能分析。研究结果表明,本方法工艺上可行,克服了现有湿法水下等离子喷涂的不足,而且在某些方面优于大气中的等离子喷涂,是一种有发展前途的喷涂新方法。     

等离子喷涂熔滴扁平过程数值模拟

采用 Ｐ Ｈ Ｏ Ｅ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ 流体动力学计算软件,结合 Ｍａｒｋｅｒ＿ Ａｎｄ＿ Ｃｅｌｌ 技术,模拟研究了等离子喷涂熔滴碰撞基体后的扁平过程。结果表明,熔滴沿基体表面的最大铺展速度主要和碰撞速度有关;初始碰撞压力与熔滴的密度及碰撞速度的平方成正比;熔滴的扁平率随熔滴的密度和碰撞速度的增大而增大。     

高速电弧喷涂FeCAl涂层组织结构及抗高温氧化性能研究

用高速电弧喷涂技术(HVAS)制备FeCrAl涂层,测试涂层在800℃的氧化性能,研究涂层在喷涂态和氧化后的组织结构.结果表明,由于冷却速率极快,FeCrAl涂层中形成比较多的Fe-Cr非晶态相,还有少量的Cr1.3Fe0.7O3和体心立方晶格的Fe-Cr固溶体,喷涂过程中Al的氧化比较严重.FeCrAl涂层的抗高温氧化性明显高于12Cr1MoV钢,接近于T91钢,涂层具有优异的抗氧化性一方面是由于层片间形成保护性的Cr氧化膜,阻止进一步氧化,也与含有较多抗氧化性好的非晶态相有关.高温氧化后,涂层中部分非晶态相晶化,转变为Fe-Cr晶体相.     

Al2O3／3wt％TiO2爆炸喷涂层的纳米压痕力学特性

研究了Al2O3/3wt%TiO2爆炸喷涂层的微观结构特征和纳米压痕力学特性.涂层的纳米压痕力学性能具有明显的各向异性行为和离散性.涂层表面比断面具有更为优良的抵抗外加负载和卸载后良好的弹性恢复的能力.表面和断面平均硬度分别为10.3GPa和2.9GPa,而表面和断面平均弹性模量分别为170.7GPa和234.5GPa.涂层各向异性的力学性能是由于爆炸喷涂的投影本质导致涂层断面的片层结构和平行于基体界面的裂纹形成.涂层断面比表面存在着尺度分布较宽的孔洞、裂纹等缺陷.     

新型多组元复合粉末等离子喷涂工艺研究

多组元复合粉末制备的可磨耗封严涂层在先进航空发动机中已经广泛应用。本文对新型多组元粉末制备可磨耗封严涂层的工艺进行了实验设计(DOE),结果表明等离子喷涂时的氩气流量和氢气流量对封严涂层硬度值影响最大,经过优化后涂层的硬度可达到5.4～5.5mm的压痕直径,满足先进航空发动机封严涂层维修要求。     

封严环配合止口等离子喷涂再制造工艺

针对航空发动机大修过程中发现的封严环与低压涡轮第1级盘配合止口严重磨损问题,对封严环基体GH38合金等离子喷涂镍铬铁钼涂层后进行外观检查,开展弯曲性能检查、金相组织检查和拉伸结合强度检查试验,并对封严环基体最大去除量进行强度分析、封严环再制造工艺方法分析和封严环再制造零件几何参数对比分析,对修复合格的封严环进行长试试车考核验证。结果表明：修复后的封严环配合止口直径、跳动、粗糙度、同心度符合设计要求,不平衡量符合设计要求,试车后在封严环配合止口处镍铬铁钼涂层无脱落、无掉块,涂层状态及检查结果均完好;封严环采用等离子喷涂镍铬铁钼涂层修复配合止口喷涂工艺稳定;封严环配合止口车削加工参数选择正确;加工工艺方法稳定。     

等离子喷涂LaTi2Al9O19热障涂层的微观组织结构及热物理性能

 第一代热障涂层(TBCs)由氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)陶瓷隔热层和金属粘结层组成,该涂层长期使用温度低于1 200℃。随着先进航空发动机向着高推重比发展,迫切要求发展新一代超高温、高隔热热障涂层材料。LaTi₂Al₉O₁₉(LTA)在1 500℃长期保持相稳定,是一种非常有前景的超高温热障涂层候选材料。本文采用大气等离子喷涂(APS)制备了LTA涂层,研究了喷涂工艺对涂层微观组织结构和热物理性能的影响。结果表明沉积态涂层中含少量的非晶态,在860℃和1 130℃出现晶化峰。等离子喷涂过程中La₂O₃挥发量较多,导致沉积态涂层中La元素与原始粉末相比含量偏低,而其他组分的化学成分随喷涂功率变化不大。LTA涂层的热扩散系数在1 400℃下为0.3~0.4 mm²·s^-1,热导率为1.1~1.6 W·m^-1·K^-1。1 050℃经过20小时热处理后,得到晶化的涂层在晶化温度范围内的热扩散系数和热导率值均增大。随着喷涂功率减小,涂层孔隙率增加,热导率减小。