大气等离子喷涂

摘要： 首先采用大气等离子喷涂(APS)工艺在N80钢基体上制备Al_(2)O_(3)–13%TiO_(2)(AT13)涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)分析了不同功率下所得涂层的表面和截面形貌。然后在AT13涂层上采用溶胶−凝胶法制备聚四氟乙烯(PTFE)涂层。采用接触角测量仪和电化学工作站分别对涂层的水接触角及耐蚀性进行表征。结果表明,等离子喷涂的AT13涂层具有典型的层状结构,40 kW和44 kW功率下喷涂的AT13涂层的表面粗糙度分别为4.210μm和3.992μm,孔隙率分别为7.673%和4.295%,水接触角分别为30.2°和47.9°,对应的PTFE/AT13复合涂层的水接触角为130.0°和139.1°。与AT13涂层相比,PTFE/AT13复合涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低,表现出更优的耐蚀性。

摘要： 在汽油机铝合金缸体内孔表面,采用大气等离子喷涂(APS)方法制备了1层厚度为150μm左右的铁基涂层来替代传统的铸铁缸套。对缸孔的涂层进行表征,并对缸孔-活塞环摩擦副进行了摩擦试验。试验表明,在铝合金缸孔喷涂等离子铁基涂层,可提高缸孔的硬度,并提高发动机的耐久性和抗拉缸性,使发动机实现轻量化目标。涂层表面精度接近镜面级别,且涂层内含有孔隙,可降低缸孔-活塞组的摩擦系数及摩擦损失,提高发动机燃油经济性。

摘要： 目的基于海工装备与船舶动力装置对高温环境抗氧化涂层的需求,研究FeCoCrNiMo高熵合金(High Entropy Alloy,HEA)涂层制备工艺、微观组织结构与抗高温氧化行为之间的关系,探索其在船舶主机、海洋钻井平台温管等高温部件应用的可行性。方法使用大气等离子喷涂(Atmospheric Plasma Spraying,APS)工艺制备FeCoCrNiMo涂层,设计正交试验来选取不同孔隙率的涂层试样。通过XRD、SEM和EDS分析涂层的物相组成、微观结构和元素组成。对涂层进行氧化试验,分析其氧化行为。结果通过正交试验优化FeCoCrNiMo涂层制备工艺后,涂层孔隙率为2.85%~7.52%。对具有代表性的7.52%孔隙率涂层(记为H1)和2.85%孔隙率涂层(记为H2)进行分析,发现涂层物相结构为简单FCC结构,微观组织为典型的层状结构,氧化物和HEA相在涂层内部分布明显。FeCoCrNiMo涂层的氧化行为遵循抛物线定理,在氧化过程中,化学性质活泼的Cr最易析出并生成氧化物。具有较低孔隙率的H2涂层更快生成致密氧化层,氧化质量增速较低,经15 h氧化后,H1和H2涂层的氧化速率分别约为6.46 mg/cm^(2)和5.16 mg/cm^(2)。结论使用正交试验可以优化FeCoCrNiMo涂层的组织结构,提高涂层的耐氧化性能,使其在海工装备与船舶动力装置中的抗高温氧化应用成为可能。

摘要： 热喷涂技术作为一种新型表面加工技术,在汽车零部件领域的应用逐渐受到人们的重视。文章概述了高速火焰喷涂和等离子喷涂,这两种常见汽车零部件涉及的热喷涂工艺,介绍了相应的工艺原理和特点,并分别对其工艺影响因素进行分析,同时也总结了现有工作的不足,为热喷涂工艺在汽车零部件的工艺优化和日常过程管理提供思路。

摘要： 采用大气等离子喷涂在粒子完全熔化条件下制备的Sr掺杂LaMnO3(LSM)阴极由于三相反应界面和贯通孔隙数量不足,其阴极阻抗较大。针对这一问题,通过在LSM微粉中加入20%(体积分数)亚微米石墨经团聚造粒获得LSM/石墨复合粉末,采用大气等离子喷涂在不同功率下制备了LSM阴极,采用扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)及X射线衍射光谱法(XRD)表征了阴极的组织结构和相结构,研究了电弧功率对LSM阴极结构与性能的影响。大气等离子喷涂制备的阴极在经过800°C热处理去除石墨后呈现稳定的钙钛矿结构,其中均匀分布着直径1~2μm的孔隙,表观孔隙率大于10%,且随电弧功率的增加而减小。28 kW电弧功率下等离子喷涂多孔LSM阴极阻抗在850°C时为1.22Ω·cm^(2)。

摘要： 目的以具有较好低温润滑性能的V_(2)O_(5)和CuO为复合润滑相,设计并制备在宽温域下具有良好摩擦学性能的NiAl基高温润滑耐磨涂层。方法采用大气等离子喷涂技术(APS)制备了不同配比的NiAl-V_(2)O_(5)/CuO复合涂层,并探究其在宽温域内(RT~800°C)的摩擦学性能。利用SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射仪)和Raman(激光拉曼散射仪)等,分析了涂层在宽温域下的摩擦表面结构和物相变化及磨损机理。结果复合涂层为典型的等离子喷涂层状结构,氧化物分布较为均匀,随氧化物含量的增加,涂层孔隙率上升。复合涂层在宽温域内有良好的润滑性能,室温和高温(800°C)下NiAl-10%V_(2)O_(5)/CuO涂层的摩擦因数分别低至0.39和0.21。磨损率随复合氧化物含量的增加而增大,但在室温和高温段均较低,其中10%V_(2)O_(5)/CuO添加的复合涂层在室温和高温下的磨损率分别为4.3×10^(‒5) mm^(3)/(N·m)和5.1×10^(‒5) mm^(3)/(N·m)。高温摩擦促使三元氧化物Ni_(3)V_(2)O_(8)、Cu_(3)V_(2)O_(8)和CuV_(2)O_(6)的生成,这些新生相与CuO、V_(2)O_(5)、NiO等在磨损表面形成润滑层。结论V_(2)O_(5)/CuO的复配明显改善了涂层在室温和高温段的摩擦学性能,但随着氧化物含量的增加,涂层力学性能下降,磨损率随之增大。高温下涂层润滑性能的明显提升归因于磨损表面形成的三元氧化物高温润滑膜。

摘要： 针对大气等离子喷涂制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的研究进展进行了综述,详细总结了合金成分选择、喷涂工艺、涂层组织与性能、后处理工艺等多方面的研究进展;提出了现有喷涂工艺优化不成熟、涂层成分设计不足及组织性能研究欠缺等多个问题,并针对性地提出了研究方向和路线,为后续FeCoNiCr系高熵合金涂层的研究、应用及发展提供参考及指导。

摘要： 本文以Cr_(2)O_(3)、TiO_(2)和NiO为原材料,通过喷雾造粒和烧结获得了由尖晶石结构NiCr_(2)O_(4)和钙钛矿结构TiCrO_(3)组成的Cr_(2)O_(3)-TiO_(2)复合粉末。采用大气等离子喷涂技术在镍基高温合金表面制备Cr_(2)O_(3)-TiO_(2)/nano-YSZ复合涂层,分析测试了复合涂层的微观结构、抗拉结合强度、抗烧蚀性能和高温热辐射性能。结果表明,Cr_(2)O_(3)-TiO_(2)/nano-YSZ复合涂层孔隙率较低,抗拉结合强度达到29.2 MPa;经1.5 MW/m^(2)、600 s氧乙炔火焰烧蚀后,Cr_(2)O_(3)-TiO_(2)/nano-YSZ复合涂层表面有轻微点状剥落,涂层内部结构完整,未发生失效。在烧蚀过程中,Cr_(2)O_(3)-TiO_(2)/nano-YSZ复合涂层隔热能力达到426°C,比单一纳米YSZ涂层隔温能力高146°C,基体温度比纳米YSZ涂层低335°C;Cr_(2)O_(3)-TiO_(2)/nano-YSZ复合涂层在400°C和750°C在2~15μm波段内的法向发射率分别为0.91和0.89。

摘要： 阳极微结构尤其是表面结构的调控对固体氧化物燃料电池(SOFC)的极化与性能具有显著的影响。大气等离子喷涂(APS)和高温烧结是金属支撑SOFC阳极功能层最常用的两种制备方法。本文采用APS和高温烧结两种制备方法,在相同的金属支撑体上沉积阳极功能层以获得具有不同阳极/电解质界面结构的SOFC。对两种阳极功能层的组织结构、表面粗糙度、比表面积和物相构成进行了研究。结果表明,两种方法制备的阳极组织形貌差别较大,高温烧结的阳极功能层表面具有良好的平整度,而APS制备的阳极功能层呈现出典型的层状结构,表面粗糙度和比表面积较大。从断面形貌中可以看出,高温烧结阳极电池的电解质功能层厚度均一,两种电池阳极与电解质功能层之间均结合紧密。两种电池的输出性能结果表明,APS阳极电池具有较高的输出性能和较低的电极极化阻抗。

摘要： Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层与高硬度陶瓷接触时的摩擦磨损行为及磨损机制的影响尚未揭示。采用大气等离子喷涂的方法制备Cr_(2)O_(3)含量不同的Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层以研究Cr_(2)O_(3)的影响机制。试验结果表明:Cr_(2)O_(3)明显减少了涂层的微观孔隙;复合涂层中α-Al_(2)O_(3)/γ-Al_(2)O_(3)的相对含量比明显高于Al_(2)O_(3)涂层中的37%;Al_(2)O_(3)-40%Cr_(2)O_(3)涂层的硬度与Al_(2)O_(3)涂层相比提高了48%,断裂韧性是Al_(2)O_(3)涂层的2倍多;当载荷为5 N、10 N和15 N时,Al_(2)O_(3)-40%Cr_(2)O_(3)复合涂层的摩擦因数最低,磨损率依次降低60%、85%和79%。但是当载荷为20 N时,Al_(2)O_(3)-20%Cr_(2)O_(3)复合涂层的摩擦因数最低,磨损率降低了50%。微观脆性断裂是涂层的主要磨损机制。复合涂层耐滑动磨损性能与Cr_(2)O_(3)含量及磨损条件是密切相关的。微观结构、硬度、断裂韧性、导热系数等是影响Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层耐磨损性能的重要因素。研究结果可为高耐磨性Al_(2)O_(3)基涂层的设计和应用提供指导。

摘要： 采用烧结破碎法制备了Al2O3-TiO2前驱体喷涂粉末,采用大气等离子喷涂技术制备Al2O3-TiO2涂层.运用XRD、OM、SEM分析手段对喷涂用原料和涂层的显微结构、物相组成进行了分析,涂层产品已应用于高压清洗机柱塞等多种轴、轴套密封部位.

摘要： TiB2具有高熔点,高强度,高的导电性及优良的耐磨性.本文通过喷雾造粒制取流动性良好的TiB2-5％SiC复合粉末,再使用大气等离子喷涂制备了TiB2基复合涂层,并采用SEM,XRD及EDS对复合涂层的组织结构进行了分析.结果表明:喷雾造粒制备的TiB2-5％SiC复合粉末球形度好,粒径均匀;经1500°C真空烧结后,粉末结合强度增加;所制备的TiB2基复合涂层成分均匀,与基体结合良好,涂层的电导率为100S/cm。

摘要： 在两种不同环境洁净度下采用大气等离子喷涂技术制备了YSZ热障涂层,涂层的腐蚀性能采用电化学进行评价,运用XRD和SEM分析手段对涂层的显微结构、物相组成进行了分析,探讨了底层状态对热障涂层电化学性能的影响作用.

摘要： 为了提高C/C复合材料高温抗烧蚀性能,本文采用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂技术,在石墨基体上制备出ZrO2/ZrB2-MoSi2/SiC复合涂层和ZrB2-MoSi2/SiC涂层.采用氧乙炔火焰对两种涂层进行烧蚀性能测试,并通过SEM、EDS、XRD分析了烧蚀前后涂层的物相组成、微观形貌和烧蚀机理.结果表明:ZrB2-MoSi2/SiC和ZrO2/ZrB2-MoSi2/SiC涂层经氧乙炔火焰烧蚀180s后,涂层完整无剥落,线烧蚀率分别为0.06×10-3mm·s-1、0.44×10-3mm·s-1;ZrO2/ZrB2-MoSi2/SiC涂层的表层ZrO2可以有效地减少SiO2的损耗,并提供ZrO2骨架,使熔融的SiO2填充骨架形成较厚的保护层;ZrO2涂层与ZrB2-MoSi2/SiC涂层界面处由于氧化产生气体和疏松ZrO2,产生裂纹并扩大.

摘要： 为了解决大气等离子喷涂NiFe2O4耐蚀涂层的过程中,由于NiFe2O4发生的部分分解,以及涂层存在孔隙的原因,导致涂层均匀性、致密性较低的问题.本文采用高温预氧化的方法,对喷涂的NiFe2O4外涂层和Ni-Fe过渡层进行自修复,部分分解的NiO、Fe2O3重新被氧化为NiFe2O4,于此同时,过渡层中的Ni-Fe合金原位再次生成NiFe2O4,填充于外层的NiFe2O4空隙中,使得原本并不致密的涂层变得均匀致密.

摘要： 利用强流脉冲电子束技术(HCPEB)对大气等离子喷涂(APS)CoCrAlY涂层表面进行处理,对HCPEB诱发的微观结构进行详细表征,并考察HCPEB处理前后热障涂层(TBCs)热循环性能.结果表明:HCPEB处理后涂层表面热喷涂结构缺陷消失,表面重熔,形成大量的胞状凸起结构,且表面富集大量的微晶颗粒;200次循环后APS-TBCs失效,HCPEB-TBCs表面仅出现1％的边角剥落,说明HCPEB处理后TBCs具有较强的抗热震性能.

摘要： 采用大气等离子喷涂技术成功在C/C复合材料上面制备了厚度为1.2mm与基体结合良好的较致密的W涂层的试样.氧乙炔焰烧蚀结果表明,试样的质量烧蚀率和线烧蚀率均随时间增加而增加.结果表明,在烧蚀中心区,涂层试样的烧蚀以升华分解为主,同时还伴有氧化烧蚀和微区机械剥蚀;在烧蚀过渡区,涂层的烧蚀机制以热氧化和燃气冲刷为主;而在烧蚀边缘区,涂层的烧蚀则主要表现为弱氧化烧蚀.

摘要： 本文采用大气等离子喷涂方法在AZ91D镁合金基体上制备Al2O3和Al2O3-40％TiO2防腐涂层,然后采取激光重熔对涂层进行封孔.采用第一原理计算表明Al2O3涂层较Al2O3-40％TiO2涂层杨氏模量大、热膨胀系数小,因此激光重熔Al2O3涂层时,由于其杨氏模量高导致涂层内应力较大,Al2O3涂层极易开裂、剥落.

摘要： 由于表面改性的需要,陶瓷基体对热喷涂涂层方案的需求也在日益增加.根据基体结构和性能的不同,需要开发特殊的基体相关的制备概念.本文展示一些在烧结氮化硅和AIN陶瓷上沉积涂层的概念.使用传统的喷砂工艺处理的基体近表面区域粗糙度低并会带来损害.作为替代方法,激光刻蚀被用来改变陶瓷基体的热喷涂表面特性.通过选择适当的激光刻蚀参数和喷涂方法,成功地制备了与陶瓷基体具有良好结合性能的大气等离子喷涂(APS)和悬浮液超音速火焰喷涂(suspension-HVOF Al203)涂层.

摘要： ITER磁体支撑装置内由于导体本身电阻的存在,在导体间将会产生较大感应涡流.且磁体支撑结构件长期在超低温、强磁场、超大载荷环境下运行,从而需要选用适当的绝缘涂层来阻止导体内所产生的感应涡流,且此涂层与基底材料具有良好的黏结性.本文采用大气等离子喷涂方法在316LN不锈钢板上喷涂了AL2O3+3％TiO2绝缘涂层,采用AINi作为黏结层,得到了性能优良的绝缘涂层,在喷涂前后采用XRD分析了粉末及涂层的物相,并对其结合强度、孔隙率、喷涂后涂层的表面形貌等做了相应的表征,同时采用直流法测定了不同厚度涂层的体积电阻,体积电阻均大于109,表明涂层具有较高的绝缘电阻,满足ITER所需工程条件.

摘要： 本发明涉及一种多孔钛涂层大气等离子体喷涂气体保护装置及其喷涂方法。该装置由中心开孔的底座、与底座连接的空心筒体、空心筒体上设计的保护气进气接口管、保护气体分布室、保护气喷气口和输粉接口管等构件组成，其结构简单，使用方便；该装置与常规大气等离子体喷涂设备上的喷嘴连接后用于喷涂钛涂层的方法：以满足生物医用要求的不同粒径钛粉为原料，将钛粉浸泡在酒精中用超声波混合均匀，常温干燥后，在本装置形成的惰性气体保护罩作用下，使用优化喷涂工艺参数制得钛涂层。本发明制备的钛涂层为无氧化发生、无氧化钛生成、孔隙率约20%-60%的理想生物医用多孔钛涂层。

摘要： 本文描述了一种用于在大气压、低温条件下生成等离子体的方法和设备。所述的用于生成等离子体的设备包括：第一电极对，第一电极对的每个被介电层分开并相对于其中气体流动的管状管道定位在外部，以及第二电极对，同样在该情况下，第二电极对的每个被介电层分开并相对于所述管状管道定位在外部，其中，相同气体相对流动的方向相对于第一电极对向下游流动。高频激励被施加到第一电极对而射频激励被施加到第二电极对。以这种方式所生成的等离子体源于传输管道的出口处的气流。高频激励可在脉冲序列中施加并且射频发生器基本上在所述脉冲序列中被激活，以用于限制所处理的基板上的热负荷的目的。可通过与用于气体的管状管道同轴的中央传输管道将化学前体和试剂添加到等离子体作为蒸汽或悬浮气体。

摘要： 本发明公开了一种用于超低压等离子喷涂的反极性等离子喷涂枪，包括枪体部分和外部喷管部分；枪体部分采用前置中心通孔阴极和后置杯状阳极的反极性电极结构设计，使喷枪在较低电流条件下实现更大的功率，降低了电极的烧蚀和涂层的污染；外部喷管部分采用带有直筒状通孔的石墨喷管，通过压缩射流提高了低压下的射流温度，并大幅延长了粉末在高温射流区域的停留时间，使粉末可以在低压环境和较小喷枪功率条件下也能充分的熔融和气化；采用气体冷却来定量地冷却石墨喷管，使喷管内壁处于较高的温度，结合较大的等离子气体流量，有效解决了粉末在管壁内壁沉积堵塞的问题。

摘要： 本发明是以在大气中等离子喷涂和溶线式电弧喷涂中消除氧化物对喷涂表面膜的影响作为课题，涉及对用作原料的合金粉末粒子和线材的改进的发明。发明1的合金粒子和线材的特征是：在吹附所形成的飞翔中，在粒子表面添加有氧化蒸发的元素。

摘要： 本发明涉及一种多孔钛涂层大气等离子体喷涂气体保护装置及其喷涂方法。该装置由中心开孔的底座、与底座连接的空心筒体、空心筒体上设计的保护气进气接口管、保护气体分布室、保护气喷气口和输粉接口管等构件组成，其结构简单，使用方便；该装置与常规大气等离子体喷涂设备上的喷嘴连接后用于喷涂钛涂层的方法：以满足生物医用要求的不同粒径钛粉为原料，将钛粉浸泡在酒精中用超声波混合均匀，常温干燥后，在本装置形成的惰性气体保护罩作用下，使用优化喷涂工艺参数制得钛涂层。本发明制备的钛涂层为无氧化发生、无氧化钛生成、孔隙率约20％－60％的理想生物医用多孔钛涂层。

摘要： 本文描述了一种用于在大气压、低温条件下生成等离子体的方法和设备。所述的用于生成等离子体的设备包括：第一电极对，第一电极对的每个被介电层分开并相对于其中气体流动的管状管道定位在外部，以及第二电极对，同样在该情况下，第二电极对的每个被介电层分开并相对于所述管状管道定位在外部，其中，相同气体相对流动的方向相对于第一电极对向下游流动。高频激励被施加到第一电极对而射频激励被施加到第二电极对。以这种方式所生成的等离子体源于传输管道的出口处的气流。高频激励可在脉冲序列中施加并且射频发生器基本上在所述脉冲序列中被激活，以用于限制所处理的基板上的热负荷的目的。可通过与用于气体的管状管道同轴的中央传输管道将化学前体和试剂添加到等离子体作为蒸汽或悬浮气体。

摘要： 本发明涉及悬浮等离子体热喷涂用浆料组合物、其制备方法及悬浮等离子体热喷涂涂膜，更详细地，涉及一种在制备热喷涂涂膜时，热喷涂涂膜含有的氧成分及氟成分的组分不发生变化，能够稳定地应用于腐蚀性环境，能够形成及控制多样的结晶结构，因而能够应用于多样的耐腐蚀性环境，同时可以抑制以往热喷涂涂膜曾发生的裂隙和气孔的形成，形成比以往热喷涂涂膜更致密的热喷涂涂膜的悬浮等离子体热喷涂用浆料组合物、其制备方法及悬浮等离子体热喷涂涂膜。

摘要： 本发明公开了一种用于超低压等离子喷涂的反极性等离子喷涂枪，包括枪体部分和外部喷管部分；枪体部分采用前置中心通孔阴极和后置杯状阳极的反极性电极结构设计，使喷枪在较低电流条件下实现更大的功率，降低了电极的烧蚀和涂层的污染；外部喷管部分采用带有直筒状通孔的石墨喷管，通过压缩射流提高了低压下的射流温度，并大幅延长了粉末在高温射流区域的停留时间，使粉末可以在低压环境和较小喷枪功率条件下也能充分的熔融和气化；采用气体冷却来定量地冷却石墨喷管，使喷管内壁处于较高的温度，结合较大的等离子气体流量，有效解决了粉末在管壁内壁沉积堵塞的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种等离子喷涂夹具及等离子喷涂设备。本实用新型的等离子喷涂夹具包括紧固螺栓、固定盖板、支撑盘和旋转主轴；所述支撑盘固定在所述旋转主轴的一端；所述紧固螺栓设置为将所述支撑盘和所述固定盖板连接在一起；所述支撑盘和所述固定盖板相配合以在二者的边缘附近形成待喷涂工件容纳腔，该待喷涂工件容纳腔用于夹持待喷涂工件。本实用新型的等离子喷涂夹具能够稳固地夹持小尺寸的待喷涂工件。

摘要： 本发明提供了一种用于大气等离子喷涂形成宽温域自润滑涂层的喷涂材料、制备方法、及其应用，涉及材料保护领域，该方法通过在Ni‑Al基合金粉末中添加一定比例的纳米级金刚石颗粒和微米级金刚石颗粒，采用大气等离子喷涂技术进行喷涂制得以Ni‑Al基合金为基础相，其中分布有金刚石以及部分金刚石石墨化后生成石墨的自润滑涂层。石墨与金刚石分别在不同高温度范围内起到润滑作用，从而使得整个涂层在较宽温域范围内具有连续减摩润滑效果。并且，利用碳源优先氧化挥发的特性，减少涂层中的氧含量，使得涂层组织致密且涂层与基体间结合良好，在室温到888°C温度范围内具有较低的摩擦系数和磨损率，具有重要的应用价值。