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热喷涂技术

热喷涂技术

Thermal Spray Technology
办刊宗旨为：宣传国家关于热喷涂及相关领域的政策，交流热喷涂技术的科研成果、技术信息，为热喷涂技术的推广、科研、生产实践及提高热喷涂行业从业人员素质服务，促进我国热喷涂技术行业发展。读者对象：国内外从事热喷涂材料、设备、技术应用及相关领域的企事业单位，公司，研究院所，大学，图书馆等。
  • 发文量：624
  • 被引量：218
  • H指数：0
  • 开始收录时间：2009(1)
  • CNKI综合因子：0.515
  • 维普期刊影响因子： 0.74
  • 万方期刊影响因子：0.53
  • 创刊时间：2009
  • 国内刊号/CN：11-5828/TF
    国际刊号/ISSN：1674-7127
  • 发行周期：季刊
    邮发代号：-
  • 主管单位：中国有色金属工业协会
    主办单位：北京矿冶研究总院
热喷涂技术-联系信息
  • 主编：沈婕
  • 电话：010-80723077
  • 邮箱：ts_technology@163.com
  • 地址：北京市昌平区沙河富生路5号
  • 邮编：102206
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热喷涂技术 >2023年第2期

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  • 摘要：介绍了热喷涂可磨耗封严涂层的特点,阐述了可磨耗性、热稳定性、结合性能等评价技术的国内外研究现状与发展趋势,提出了我国在可磨耗封严涂层性能评价技术领域今后需要重点开展的研究方向.
  • 摘要：本文采用等离子喷涂方法制备了氧化铝-氧化钇复合陶瓷涂层,研究涂层的制备工艺.通过SEM对涂层的微观组织进行分析研究.通过对涂层结合强度、孔隙率、沉积率和表面粗糙度的测试,研究涂层的综合性能.对单层氧化钇涂层和双层结构复合涂层进行性能对比,研究表明双层结构复合涂层具有更好的力学性能,在满足使用性能的同时,具有易清除再加工、易修复的特点.
  • 摘要：论述了热喷涂中表面预处理方法的国内外研究现状及其进展,分析了这些方法的基本原理、工艺特点以及各自存在的问题,并展望了预处理技术的发展趋势.
  • 摘要：本文选取NiCr-Cr3C2和WC-12Co喷涂材料,采用HVOF方法、相同工艺在45#钢基材上制备涂层,并在自制圆盘式磨蚀试验台上进行磨蚀破坏试验,将涂层的抗磨蚀性能进行了比较分析.
  • 摘要：采用固相法合成了三种稀土六铝酸盐陶瓷粉末即NdMgAl11O19(NMA),SmMgAl11O19(SMA)和GdMgAl11O19(GMA).采用大气等离子喷涂方法制备了这三种陶瓷涂层.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和维氏硬度计对涂层进行了表征.结果表明,采用等离子喷涂方法制备的涂层具有典型的多孔结构,陶瓷的熔化状态良好,涂层与金属粘结层之间结合致密.MgO掺杂的稀土六铝酸盐在等离子喷涂过程中发生部分分解,涂层结晶不完全.此外,随着稀土离子半径的减小,喷涂后涂层硬度逐步增加.
  • 摘要：本文概述了水热氢还原制备金属粉末和复合粉末的方法,包括其基本原理、影响因素和技术特点,并介绍了该技术在热喷涂领域的应用.
  • 摘要：介绍了电子束物理气相沉积设备的原理、结构及其工艺特点,并在此基础上综述了EB-PVD热障涂层近年来的研究进展.
  • 摘要：选用碱金属硅酸盐做基料,耐高温纳米粉以及屏蔽作用的云母作为封孔材料,研制了一种耐高温腐蚀的封孔剂.通过扫描电镜观察涂层表面,发现该封孔剂可以显著降低涂层的孔隙率,明显提高涂层的耐酸、碱、盐腐蚀性能,特别是耐高温腐蚀性能得到较大改善,延长涂层的使用寿命,且该封孔剂价格便宜、无污染,满足工业应用需求.
  • 摘要：本文采用超音速火焰喷涂技术,以含有亚微米级WC颗粒的WC-12Co热喷涂粉末为原料,制备高硬度、高耐磨性的WC-12Co金属陶瓷涂层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损实验机等对涂层的微观组织结构及其耐磨性能进行了研究.研究结果表明:在喷涂过程中,所选用的各组工艺参数所制备的涂层中WC颗粒都发生了少量的脱碳分解;丙烷燃气流量越低、氧气流量越低、喷涂距离越长,WC的脱碳分解程度越低.在干磨擦、负载15kg、对磨环转速200r/min的条件下,涂层的磨损机制为:初期为对软相金属Co的犁沟切削,然后以硬质的WC作为磨粒的磨粒磨损为主,磨损后期还出现了一定程度的粘着磨损.在磨损过程中发生了少量物相转移,在涂层表面可以检测到Fe元素.
  • 摘要：介绍了电弧喷涂纳米封闭复合涂层体系和纳米改性环氧封闭漆的主要性能特点,纳米改性环氧封闭漆对电弧喷涂锌/铝涂层具有双重封闭作用,复合涂层体系在浙江舟山连岛工程西堠门大桥等钢结构防腐蚀工程中现场应用,具有良好的推广应用前景.
  • 摘要：总结了近年来以材料的纳米化技术与非晶化技术相结合为手段,通过表面涂层的功能导向设计,在非晶纳米复合涂层材料体系的选择方法和优化设计原则、非晶纳米复合结构形成和使用过程中的热稳定性和耐蚀/耐磨综合性能优异的非晶纳米复合涂层制备技术等方面取得的研究成果,以及在实际装备上获得的示范性应用成果.
  • 摘要：Fe基非晶涂层具有优异的耐磨、耐蚀性能,以及较高的性价比,适合在表面防护涂层领域广泛应用.本文通过正交试验研究了煤油流量、氧气流量、送粉速率、喷涂距离对超音速火焰喷涂制备的Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能的影响.采用图像法、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能进行了表征.采用X射线衍射仪和扫描电镜分别对涂层的相组成和显微结构进行了表征.通过极差分析法分析得出以涂层孔隙率最低为目标的优化制备工艺,最佳喷涂工艺参数为:煤油流量0.41 L/min,氧气流量830 L/min,喷涂距离430 mm,送粉速率40 g/min.结果表明:送粉速率和氧气流量对涂层孔隙率影响较大,进而影响涂层的硬度及耐磨性能.孔隙率随着氧气流量和送粉速率的增加而增加,随着煤油流量和喷涂距离的增加而降低.制备的Fe基非晶涂层硬度达到1158.9HV0.2,孔隙率为1.22％,磨损实验的质量损失量只有316L不锈钢的一半.
  • 摘要：《热喷涂技术》是经国家新闻出版总署批准,由中国有色金属工业协会主管,北京矿冶科技集团有限公司主办公开发行的科技类学术刊物(国内统一刊号:CN11-5828/TF;国际标准刊号:ISSN 1674-7127)。《热喷涂技术》办刊宗旨及业务范围为:宣传国家关于热喷涂及相关领域的政策,交流热喷涂技术的科研成果、技术信息,为热喷涂技术的推广、科研、生产实践及提高热喷涂行业从业人员素质服务,促进我国热喷涂技术行业发展。
  • 摘要：热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)已广泛应用于航空、航天和地面燃机等发动机热端部件和武器装备的防护.TBCs应用的基底材料种类繁多,常见的是镍基高温合金,还有碳钢、铜合金、铝合金、镁合金、复合材料等.氧化钇稳定化的氧化锆(Yttria Stabilized Zirconia,YSZ)涂层的常见颜色是白色和灰色,颜色决定于氧空位含量.TBCs产品的表面可能出现腐蚀斑点现象,特别是在高温潮湿环境下,腐蚀斑点出现机会多、现象更明显.腐蚀斑点的颜色取决于基底或粘结层材料,碳钢和铜合金产生棕色腐蚀斑点,镍基高温合金产生绿色腐蚀斑点,钴基高温合金产生浅红色腐蚀斑点,铝合金、镁合金、树脂则不会出现彩色腐蚀斑点.在镍基高温合金基底表面,依次用大气等离子喷涂(Atmospheric Plasma Spraying,APS)方法制备钴基高温合金粘结层(Bond Coat,BC)和纳米YSZ(n-YSZ)涂层,在自然环境下贮存一段时间后,部分产品的表面出现了大量腐蚀斑点.采用体式显微镜、扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)和激光烧蚀-耦合等离子-质谱(Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy,LA-ICP-MS)方法证明,腐蚀斑点来源于BC的腐蚀产物.BC的主要成分是Ni、Co和Cr,在涂层制备过程中分别被氧化生成氧化物NiO、CoO和Cr2O3.YSZ粉末中含有大量残余的原料ZrOCl2和YCl3,在潮湿空气中水解产生HCl,将BC的氧化物溶解,便出现了Ni2+(翠绿色)、Co2+(浅红色)和Cr3+(墨绿色)特有的颜色.
  • 摘要：陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composites CMCs)被视为新一代航空发动机热端部件的主要候选材料.然而,陶瓷基复合材料在服役过程中会受到高温水蒸气腐蚀,从而导致材料性能急剧下降.在CMCs表面制备环境障碍涂层(Environmental barrier coating,EBC)可有效解决这一难题.稀土硅酸盐具有高熔点、与CMCs匹配的热膨胀系数和良好的耐蚀性能等特点,是最具应用潜力的环境障碍涂层材料.大气等离子体喷涂技术是制备稀土硅酸盐环境障碍涂层的常见方法.本文通过固相反应法制备了不同物相组成的硅酸镱粉体,并采用大气等离子体喷涂方法制备了富Yb2O3(YS0.75)和富Yb2Si2O7(YS1.25)两种涂层,比较研究了涂层的相组成、微观结构和耐高温水蒸气腐蚀性能.研究发现,YS0.75涂层主要由Yb2O3和Yb2SiO5相组成,结晶度较高,层状结构明显,涂层内有较多裂纹.YS1.25涂层主要由Yb2SiO5和Yb2Si2O7相组成,结晶度较低,片层间结合紧密,涂层含有较多球型气孔.不同物相组成的硅酸镱涂层经1400oC高温水蒸气腐蚀后表面均生成Yb2SiO5层.富Yb2O3涂层具有更好的耐水蒸气耐蚀性能.
  • 摘要：纳米二氧化钛(TiO2)因稳定、廉价、无毒等优势,成为研究与应用最广泛的光催化剂.为了解决颗粒状催化剂难以回收、易于造成二次污染等缺点,制备TiO2涂层是较为理想的选择.热喷涂技术具有成本低、效率高、容易实现大面积制备等优势,在TiO2涂层制备研究中得到广泛关注.基于此,本文综述了等离子喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂技术在制备纳米TiO2涂层方面的研究现状,并分析了影响TiO2涂层光催化性能的关键制备因素,讨论了多种热喷涂技术在涂层微观结构控制与性能调控方面的研究现状,并对未来发展做了展望.
  • 摘要：高温下,MCrAlY涂层与高温合金单晶基材之间会发生元素互扩散,引起显微组织结构变化,往往造成单晶中具有析出强化作用的 γ'相的消耗和对力学性能有害的拓扑密堆(Topological closed packed,TCP)相的生成.本研究采用扩散模拟计算的方法,设计了6种MCrAlY模型涂层,分析Co、Cr、Al主元素对DD6单晶基材显微组织的影响规律.研究结果表明,基材中 γ'相消耗区在靠近涂层-基材界面处形成,该区的形成主要与Co、Cr元素内扩散相关.基材中TCP相则在更深位置的 γ'相富集区内生成,γ'相富集区与Al元素内扩散有关.另外,本文着重分析了涂层成分对 γ'相消耗区深度及TCP相生成含量与深度的影响.
  • 摘要：ZrB2/SiC复合粉体熔点高,在等离子喷涂过程中难以获得良好的熔融状态,变形颗粒间存在大量缺陷,导致涂层抗氧化性能急剧下降.为此,本文设计了氧化物包覆ZrB2/SiC复合粉末,并探索采用氧乙炔火焰热处理方法进行核壳结构粉末的制备.采用扫描电镜对不同试验阶段粉体表面及截面进行观察,发现氧化热处理后的粉体可以得到明显核壳结构的团聚粉,粉体的致密性也得到了明显的提高.采用EDS对三种粉体的成分分布进行了观察,探究了原位氧化法制备得到的核壳结构的粉体中Zr、Si、O主要元素的分布情况,结合XRD进行的物相分析,进一步证实了扫描电镜观察的结果,并对结果形成原因进行了分析.
  • 摘要：真空冷喷涂是一种基于室温及真空条件下超细陶瓷粉末粒子的撞击破碎实现涂层沉积的方法.目前,真空冷喷涂技术已经在微电子器件,金属防护以及新能源领域展现了良好的应用前景.本研究将目光转向锂离子电池,基于真空冷喷涂技术,在氧化铝基体上制备了锂离子电池LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2(NMC)三元材料正极涂层,使用扫面电子显微镜(SEM)观察了NMC涂层的表面及截面微观形貌,使用X射线衍射(XRD)对涂层的相结构进行了测试,使用3D激光显微镜表征了涂层的表面粗糙度,系统研究了载气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件对NMC涂层微观形貌及粒子沉积行为的影响.结果表明,在真空冷喷涂NMC涂层中可以观察到明显颗粒破碎沉积现象,涂层结构致密.NMC粉末颗粒沉积方式受气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件的影响,载气流量的提高会提高粒子撞击速度,从而提高涂层沉积速率,但过高的气流量会导致粒子发生冲蚀,在涂层表面留下凹坑,致使涂层粗糙度增大.喷涂距离过大会导致NMC颗粒撞击速度减小,粒子破碎不充分,涂层呈现出类似团聚粉末堆积的疏松结构.喷涂次数影响涂层厚度,在合适的沉积参数条件下,可以通过调整喷涂次数实现涂层厚度的线性调控.
  • 摘要：采用等离子喷涂方法在AZ31B镁合金表面制备Al2O3、Al2O3-13％TiO2(AT13)和Al2O3-20％TiO2(AT20)三种陶瓷涂层;对比研究陶瓷层的微观组织结构、孔隙率、结合强度及电化学腐蚀性能.结果表明:等离子喷涂的陶瓷涂层具有典型的层状结构,涂层具有良好的结合强度和较低的孔隙率.随着TiO2加入量的增多,陶瓷涂层的结合强度升高,孔隙率降低,耐蚀性提高;AT20涂层与镁合金基体相比自腐蚀电位升高了701mV,自腐蚀电流密度降低了两个数量级,阻抗是基体的6倍,AT20涂层的耐蚀性最优.陶瓷涂层的电化学腐蚀过程表现为膜层局部腐蚀和基体腐蚀并造成涂层层状剥离.
  • 摘要：为提高航空发动机推重比、效率以及有效载荷,钛合金工程应用技术在发动机多部件的设计与研制中得到重视.针对钛合金极易发生的"钛火"问题及承受高温特性不能满足特殊零部件设计要求,开展具兼具阻燃与隔热性能的复合功能涂层十分必要,德国MTU航空发动机公司(MTU Aero Engines GmbH)开发出具有阻燃、封严性能的复合功能涂层,已经应用于航空发动机的压气机叶片和机匣,并取得了良好的效果.本文采用微弧脉冲离子表面改性技术与高能等离子喷涂工艺制备了具有阻燃特性的Ti40Zr25Ni3非晶材料层和具有隔热特性的YSZ隔热一体化复合功能涂层,重点研究了该复合功能涂层的隔热能力、阻燃特性以及结合强度等关键性能.试验表明,采用微弧脉冲离子表面改性技术与高能等离子喷涂工艺制备的Ti40Zr25Ni3非晶材料阻燃层与YSZ隔热复合功能涂层具有较高的结合强度,平均结合强度达到36.3MPa;阻燃改性层与基体间的界面存在微冶金结合的特征大大提高了涂层使用的可靠性;当正面火焰温度为达到600℃时,制备有复合功能涂层试样平均隔热温度达到了70℃;无复合功能涂层的试样在350℃条件下即发生燃烧现象,而制备有阻燃、隔热复合功能涂层试样在750℃条件下仍然具有良好的阻燃能力.
  • 摘要：采用5052半硬铝带分别包覆Al2O3、SiC、B4C、TiC陶瓷颗粒制备的粉芯丝材进行电弧喷涂试验,制备了含陶瓷颗粒的铝基复合涂层.利用光学显微镜、XRD分析了涂层的微观组织和相结构,测试了复合涂层的显微硬度、耐磨性及耐腐蚀性.研究结果表明,制备的铝基复合涂层中含有一定数量的未熔陶瓷颗粒,涂层较为致密,无明显缺陷.含陶瓷铝基涂层的物相主要由Al和所添加的陶瓷相构成,其中在含B4C陶瓷涂层中还存在Al3BC、Al4C3和AlB2等新相.陶瓷颗粒的加入有利于提高铝基复合涂层的显微硬度,其中B4C的加入使涂层中基体相显微硬度提高了1.5倍,这是由于B4C陶瓷和Al反应生成Al3BC、Al4C3和AlB2硬质相.复合涂层的耐磨性均优于纯铝涂层,摩擦磨损的形式主要为粘着磨损.动电位极化腐蚀试验表明,含SiC和TiC陶瓷涂层具有较低的腐蚀电流,耐蚀性较好,含SiC陶瓷的复合涂层出现了明显的钝化现象.
  • 摘要：主要介绍了航空发动机和燃气轮机压气机叶片和涡轮叶片涉及涂层的分类、制备技术及主要性能指标;阐述了相关涂层的研究现状、发展趋势及存在问题,指明了后续这些涂层的重点攻关方向.
  • 摘要：为改善磁悬浮列车闸片的制动性能,延长使用寿命同时降低生产成本.采用超音速喷涂工艺,在磁浮列车制动用闸片基体表面分别制备了WC-12Co和Cr3C2-25NiCr两种硬质涂层.硬质涂层的性能不仅与硬质相晶粒的大小有关,而且还与相组成及相转变密切相关.本研究利用扫描电子显微镜(SEM)、氧氮分析仪、万能试验机和显微硬度计等测试表征方法,分别对涂层的显微组织、氧化物含量、结合强度和显微硬度等结构和力学性能进行分析探究.从热力学的角度出发,对涂层中碳化物的生长条件及相变过程进行了讨论.结果显示,在本工艺参数条件下,超音速喷涂制备的WC-12Co和Cr3C2--25NiCr硬质涂层显微组织致密,孔隙率小于1％,涂层中的氧含量分别为0.78％和1.25％,平均结合强度分别为75.2 MPa和73.8 MPa,平均显微硬度分别为1355.8HV1和1160.5HV1.因此,通过材料设计的热力学分析,优化喷涂工艺,有利于高性能硬质陶瓷涂层的研制.
  • 摘要：超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术发展的重要方向之一.通过简化模型计算,比较了常见热喷涂技术的粒子飞行时间、等离子喷嘴喉口的能量密度,探讨了高效能超音速等离子喷涂典型陶瓷、易氧化纯金属、金属陶瓷复合材料、非晶材料等粒子飞行特征和涂层主要性能.结果表明:高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)所具有的高温、高速双高特点,使其能够对各种熔点、易氧化、易失碳材料实现低成本、高效率、高质量的涂层制备,是一种非常具有应用潜力的热喷涂技术.
  • 摘要：根据耐硫酸腐蚀阀门的性能要求,研发出了符合性能并适合激光熔覆的合金粉末.使用半导体激光在304不锈钢基体上熔覆耐高温浓硫酸腐蚀熔覆层.使用扫描电镜、EDS、XRD对熔覆层的组织结构进行分析,熔覆层内主要由Ni2.9Cr0.7Fe0.36、FeNi3、Fe0.64Ni0.36、γ-(Fe,Ni)等物相组成.对熔覆层的显微硬度和洛氏硬度进行测定,熔覆层的显微硬度范围在HV0.2600～HV0.21000内,洛氏硬度约为HRC63;熔覆层在120℃,98％浓硫酸中的腐蚀速率为0.0205mm?a-1,耐腐腐蚀等级为4级,对熔覆层的耐腐蚀机理进行了分析.硬度及耐腐蚀性均达到硫酸生产企业对耐硫酸腐蚀阀门的性能要求.在此基础上,在阀门样品上制备了耐腐蚀激光熔覆层样件,为工程应用奠定了基础.
  • 摘要：《热喷涂技术》是经国家新闻出版总署批准,由中国有色金属工业协会主管,北京矿冶科技集团有限公司主办公开发行的科技类学术刊物(国内统一刊号:CN11-5828/TF;国际标准刊号:ISSN 1674-7127)。《热喷涂技术》办刊宗旨及业务范围为:宣传国家关于热喷涂及相关领域的政策,交流热喷涂技术的科研成果、技术信息,为热喷涂技术的推广、科研、生产实践及提高热喷涂行业从业人员素质服务,促进我国热喷涂技术行业发展。本刊将本着为我国热喷涂行业及从业人员服务的原则,充分发挥政策、工作、技术和市场的导向性作用。它将成为在反映中国热喷涂技术进步、行业发展信息等方面具有影响力的期刊。
  • 摘要：选取了四种脆性断裂机制镍基封严涂层,采用高温高速可磨耗试验机测试了涂层与高温合金和钛合金模拟叶片对磨的可磨耗性,分析研究了涂层可磨耗相尺寸、涂层硬度、可磨耗性及测试参数的关系.结果表明,对于可磨耗相尺寸不同的脆性断裂机制封严涂层,其可磨耗性均随进给速率的增大而降低;可磨耗相尺寸不同的脆性断裂机制封严涂层,其可磨耗性与涂层硬度有较好对应关系,硬度越低可磨耗性越好;小尺寸可磨耗相涂层在中低进给速率下可磨耗性表现较好,而大尺寸可磨耗相涂层在高进给速率下具有较好的可磨耗性.
  • 摘要：采用不同粒径的碳化硼作为硼源,以氧化铈作为催渗剂,在非惰性气氛保护下对TC4钛合金表面进行固体渗硼.利用场发射扫描电镜(FESEM)、背散射电子成像(EBSD)、X射线衍射(XRD)、UMT摩擦磨损试验机对渗硼层的微观组织结构和摩擦学性能进行研究.结果表明,TC4钛合金表面渗硼层为双相硼化物;随着碳化硼粒径的增加,TiB层厚度与渗层总厚度减少,渗层硬度约为60(HR30N),硼化物层摩擦系数约为0.2,碳化硼的杂质组成对渗层有较大影响.

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    • 创刊时间：2009
    • 地区：CN
    • 语言：中文
    • 热门主题：北京矿冶科技集团有限公司
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