热障陶瓷梯度涂层材料的工艺及组织研究

从材料梯度成分设计、制备工艺及性能检测方面介绍了氧乙炔火焰法制备Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ基热障陶瓷梯度涂层材料。与一般涂层相比，梯度涂层显示出更为优异的弯曲强度、结合强度、抗热冲击性、显微硬度分布及缓和热应力等性能。文中着重分析了成分梯度分布、热膨胀系数的平滑过渡及自发热金属的选用，是梯度涂层材料获得优异性能的主要原因。     

酞菁蓝对红外低发射率涂层色泽的影响

为了增加红外低发射率涂层的色彩、降低涂层明度和光泽度,采用添加纳米颜料的方法制备了一种蓝色系的红外低发射率涂层。研究了颜料添加量对涂层发射率、涂层颜色和光泽度的影响,并测定了涂层的力学性能和耐中性盐雾腐蚀性能。实验结果表明：涂层在8～14μm时红外发射率为0.3左右;涂层的明度和光泽度均随着颜料添加量增大而降低,颜料添加量为25%的涂层相对于0%添加量的涂层,其明度降低28.8%,光泽度（60°）降低54.5%;并且涂层具有较为优异的力学性能和耐腐蚀性能。     

高频感应辅助激光熔覆MCrAlY涂层的微观组织及其抗氧化性能

利用高频感应辅助激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了MCrAlY涂层,与激光直接熔覆制备的MCrAlY涂层进行对比研究。采用扫描显微镜、X射线衍射仪及能谱仪对涂层的微观形貌和组织结构进行了分析。结果表明,在高频感应辅助的作用下,涂层的温度场发生了改变,温度梯度降低,涂层中的Al元素有充分的时间上浮,在涂层表面形成了大量的Al2O3陶瓷相,使得涂层的抗氧化性能明显提高。同时,涂层的横截面呈现网状结构,其主相仍以γ-NiCo相为主,而Y元素在黑色区域为富集形态,可以净化晶界,减少由晶界产生内应力,改善涂层的成型性能。     

低温超音速喷涂Al-Si涂层制备及应用研究

为解决ZM5镁合金机件在修理中易变形的问题,采用低温超音速喷涂技术制备Al-Si涂层,通过胶结对偶试样拉伸试验、金相显微镜及图像分析软件、显微硬度仪,分别评价涂层的结合强度、孔隙率和硬度,并通过扫描电子显微镜(SEM)对涂层形貌进行分析,评价分析结果表明:制备的涂层结合强度为51.3 MPa,孔隙率为0.1%,显微硬度为135.9HV0.1,均优于合格标准。显微结构表明:制备的涂层致密,孔隙及裂纹少,具有优异的性能,可用于ZM5合金机件的修理。根据制定的镁合金机件修理工艺流程将该方法应用于ZM5合金机件修复,修复结果表明:镁合金机件变形量超出规定。通过进一步分析研究机件变形原因,采用优化喷涂参数,改进专用工装,加强时效处理等措施,再次对镁合金机件进行修复,修理后的ZM5合金机件变形量符合技术要求。低温超音速喷涂技术制备的涂层具有结合强度高,孔隙率低,显微硬度好,涂层致密,且机件不易发生变形的优异性能,可以用于ZM5镁合金机件修复,有效地解决了ZM5镁合金机件修理变形的难题。     

DLC涂层硬质合金微钻的制备及其切削性能

在硬质合金微型刀具加工高硅铝合金等难加工材料时,通过采用改进的热丝CVD装置开展了DLC涂层硬质合金微钻制备工艺优化,得到了最优沉积工艺,并配合高速加工高硅铝合金(Si15%)材料微小孔钻削性能对比试验,分析了刀具的磨损机理.结果表明:两步预处理方法适合复杂形状硬质合金衬底的预处理方法.钻削高硅铝合金时,DLC涂层具有低摩擦系数和高耐磨损特性,同等切削条件下,涂层微钻的切削寿命比未涂层硬质合金微钻提高了10倍.     

大豆油基光固化水性聚氨酯/TiO_2杂化涂层制备及性能

以大豆油基光固化水性聚氨酯,钛酸正丁酯,异丙醇等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了大豆油基光固化水性聚氨酯/TiO_2有机无机杂化涂层,并在不同温度下对光固化的杂化涂层进行加热处理。采用XRD表征了所制备涂层的晶体结构,并通过监测"紫外光照-避光"循环中接触角的变化,研究了杂化涂层的光催化活性。结果表明:经120℃加热处理后,杂化涂层具有良好的光催化活性,在"紫外光照-避光"循环中接触角呈现周期性的变化,说明杂化涂层中形成了锐钛型TiO_2结构;无机相的引入提高了涂层的热稳定性,最大残碳量提高到18.8%。     

电子束蒸发镀铝-铬合金涂层研究

本文研究了电子束蒸发镀铝－铬合金涂层的制备工艺,通过讨论不同的电压、束流对膜层外观、结合力、内应力的影响,确定了合适的陈镀工艺,对涂层和膜料的成分者了分析,表明涂层中铬含量与膜料中铬含量的较大差异,最后探讨了不同含铬量的涂层的耐蚀性。     

300M钢表面金属陶瓷涂层的制备工艺及性能研究

为推进金属陶瓷涂层在飞机起落架表面防护技术中更广泛的应用,制备了IPcote 9183和IPcote 9184两种金属陶瓷涂层并进行了微观组织、力学性能和防腐性能的研究,同时与传统电镀镉钛涂层进行了对比分析。结果表明,IPcote 9183和IPcote 9184金属陶瓷涂层的最佳制备工艺分别为三次喷涂三次表干以及一次固化（三喷三表一固）,两次喷涂两次表干以及一次固化（两喷两表一固）;与传统电镀镉钛相比,两种金属陶瓷涂层具有良好的综合力学性能;IPcote 9184涂层硬度最高,是IPcote 9183涂层的7倍,电镀镉钛涂层的4倍;IPcote 9183弹性模量最好,IPcote 9184次之,电镀涂层最差;IPcote 9183的结合强度是电镀层的4倍。电镀镉钛试样和IPcote 9184,9183共同涂覆的试样表面在720 h中性盐雾试验中未出现明显的锈蚀痕迹。     

基于微纳米金刚石过渡层的cBN刀具涂层制备

立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,cBN)是仅次于金刚石的超硬材料,比金刚石具有更高的化学稳定性,可以胜任铁系金属的加工。本文在YG6硬质合金上基于微纳米金刚石过渡层开展cBN涂层的制备研究。本文在热丝化学气相沉积系统中制备微纳米金刚石过渡层(Micro/nanocrystalline diamond,M/NCD),在射频磁控溅射系统中制备cBN涂层,并对M/NCD与cBN涂层进行了成分、微观形貌与结合性能的研究。研究结果发现,在硬质合金基体上,M/NCD过渡层的结合性能明显优于NCD过渡层。磁控溅射制备cBN涂层过程中,存在适合cBN沉积的衬底偏压阈值,过高或过低的衬底偏压均不利于cBN含量的提高。     

钛基合金抗高温氧化搪瓷涂层制备及性能表征

为解决钛及其合金抗高温氧化烧蚀问题,采用两搪两烧方法在TA1与TC4基体表面制备厚90～110 μm的搪瓷涂层.利用X射线衍射仪、光学和扫描电子显微镜表征搪瓷涂层的显微结构、界面形貌,通过EDS线扫描分析界面处主要元素分布,试验结果表明搪瓷涂层结构致密,与基体形成化学结合,抗落球冲击和热震性能优异.最后通过750℃下,100h不连续高温氧化试验表明,搪瓷涂层是一种有效的抗高温氧化涂层.     

钛基材上羟基磷灰石生物活性研究

考察了电沉积时添加双氧水(H2O2)与不添加H2O2对羟基磷灰石涂层在模拟体液(Simulated body fluid,SBF)和柠檬酸修饰的磷酸缓冲液(Citric acid-containing phosphate buffer solutions,CPBS)中浸泡时生物活性的影响。扫描电镜(SEM)观察了涂层的形貌,X射线衍射仪(XRD)与傅里叶变换红外吸收光谱测试仪(FTIR)对涂层的物相组成、结构进行了分析。SBF浸泡试验表明涂层具有良好的生物活性;CPBS浸泡试验表明电沉积时加入H2O2的涂层的溶解性降低。本项工作对研制钛基材上高生物活性、长效性的羟基磷灰石涂层有积极意义。     

TiAl合金表面激光重熔陶瓷涂层组织及耐磨性能

为了提高TiAl合金耐磨性能,采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在TiAl合金表面制备了Al2O2-13% TiO2(质量分数)复合陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,经过激光重熔处理后,陶瓷涂层颗粒细化,片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层.由于陶瓷材料导热系数较低的影响,激光重熔时无法使整个陶瓷层实现重熔,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小的等轴晶重熔区、烧结区以及片层状残余等离子喷涂区.激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其耐磨性能也明显优于原等离子喷涂层.     

聚氨酯涂料人工加速老化行为的研究

通过热氧老化、人工加速气候老化、耐水性能测试等方法,对聚氨酯涂膜人工加速老化性能进行了初步研究。并对其老化前后的力学性能进行了分析与讨论,并通过扫描电子显微镜对其表面形貌的变化做出了理论分析。结果表明,涂膜在水中浸泡2周内不会有明显的力学性能下降,并保持良好的表观装饰性;但经长时间(3周以上)水的作用,涂层力学性能会大幅下降,表面也会产生裂纹和起泡。SEM分析表明老化后涂膜表面产生了许多孔穴,随老化时间增加逐渐向涂膜内部发展,孔隙率逐渐增大,最终贯穿整个涂层。     

NiCrAl/Diatomite可磨耗封严涂层制备及性能

分别利用大气等离子喷涂技术制备了Ni/Al粘结底层、火焰喷涂技术制备了NiCrAl/Diatomite可磨耗封严涂层,研究了喷涂距离、送粉速率、火焰气体总流量、喷涂角度和氧燃比等喷涂参数对生长速率和涂层硬度的影响。结果表明,在较低的氧燃比条件下（O₂∶C₂H₂<1.6）,随着喷涂距离的增大,涂层生长速率逐渐下降,硬度先保持不变后逐渐上升;当O₂∶C₂H₂>1.6时,涂层的生长速率会随着喷涂距离的增大先增大后减小,硬度随之逐渐下降。随着喷枪对基体相对移动速度的增大,涂层生长速率略微下降,硬度略有上升。气体总流量的增大使得涂层的生长速率明显上升,硬度明显下降。随着送粉量的增大,涂层生长速率明显提高,硬度随之先上升后下降。     

机械合金化法制备碳钢管内壁NiCrAlY涂层及激光重熔

利用行星球磨原理,以NiCrAlY粉末为原料,采用机械合金化(MA)工艺在碳钢管状零件内壁制得NiCrAlY合金涂层,并利用CO2激光器对涂层进行激光重熔处理.采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)及维氏硬度试验研究了激光重熔前后涂层的显微组织及性能变化.结果表明,在球磨转速为400 r/min,球磨时间为10h的工艺条件下,在零件内表面形成结合性较好的涂层,其厚度约为40μm;激光重熔后,其组织结构更均匀致密.     

H+辐照前后C-SiC 涂层的红外吸收光谱研究

对在不锈钢基体上用离子束混合技术沉积的C－SiC涂层，进行了二次离子质谱（SIMS）及傅氏变换红外吸收光谱（FI－IR）的分析。研究了不锈钢基体涂覆H＋辐照前后的氢浓度分布以及H^ 辐照前后涂层的红外光谱振动吸收峰的变化，对SiC涂层阻氢的机理进行了探讨。     

卧矩台精密平面磨削纳米结构WC/12Co涂层材料去除机理

纳米结构陶瓷涂层具有优异的性能,但在工业应用中不但其涂层制备技术而且其精密磨削技术对涂层的使用性能均具有重要影响,因此对其磨削时的材料去除机理的研究成为必要。本文就磨削参数对纳米结构W C/12Co(n-W C/12Co)涂层卧矩台精密平面磨削的磨削力分力比、比磨削能和磨削表面粗糙度的影响规律进行了试验研究,结合n-W C/12Co涂层精密平面磨削后的表面/亚表面形貌的SEM观察分析,揭示了n-W C/12Co涂层精密磨削的材料去除机理。研究结果表明,n-W C/12Co磨削的材料去除机理主要是非弹性变形方式,材料脆性去除方式较少。     

H+辐照前后C-SiC涂层的XPS分析

对不锈钢基体上离子束混合沉积的C－SiC涂层进行了H^ 辐照模拟试验，由SIMS测量H^ 辐照前后氢的浓试分布，采用沟电子能谱（XPS）对H^ 辐照前后涂层元素C和Si进行了内层电子结合能的测量分析，研究C及Si的化学键态的变化与H的关系，探讨SiC涂层阻氢机理。     

砂型转移涂层制备工艺研究

本文从涂料配制、砂芯制作到微波加热固化，对涂层转移机理、涂层特性及其影响因素进行了探讨。浇注试验表明，转移涂层砂型浇出的铸件尺寸精度及表面质量与熔模铸造相当。     

平板表面射流摩擦力场液晶涂层法测量与显示

为了研究剪切敏感液晶（Shear Sensitive Liquid Crystal，SSLC）涂层在不同气流速度下用于测量和显示壁面摩擦力场的能力，应用SSLC涂层对不同速度下平板表面亚声速射流的摩擦力矢量场进行了测量，对带有激波单元的超声速射流摩擦力场及其动态特性进行了流动显示。研究结果表明:在定量测量方面，SSLC涂层能够在宽量程范围内快速、高分辨率地测量射流摩擦力矢量场，可用于射流摩擦力场随射流速度的变化特性研究；在流动显示方面，SSLC涂层可用于显示超声速射流的菱形激波单元等流场结构及其动态变化特性。