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电参数调控TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的研究
1
作者 王晟 张亚利 +4 位作者 刘昊明 刘昱畅 王浩旭 马颖 李元东 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期184-192,共9页
采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影... 采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影响机制并建立回归方程,以此来实现通过电参数对微弧氧化膜层耐蚀性的调控。结果表明:占空比对膜层电化学耐蚀性影响的显著性最高,其次是脉冲频率和电压,处理时间对其影响较小。占空比和脉冲频率通过改变燃弧放电时间和熄弧冷却时间来影响膜层结构和性能,增加电压、占空比、处理时间或降低脉冲频率可使电源输出功率增加,导致膜层厚度增加、微孔孔径增大、致密度降低,膜层中Al2TiO5的生成效率更高,电化学耐蚀性能随之降低。通过相关系数法检验可知:所建立回归方程的因变量与自变量之间具有高度相关性,可以为钛合金微弧氧化膜的性能调控提供理论支持和预测方法。 展开更多
关键词 TC4钛合金 微弧氧化 电参数 耐蚀性 回归分析
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等离子喷涂Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)强化聚四氟乙烯不粘涂层的制备及其性能研究
2
作者 曹达华 高岩 +4 位作者 雒晓涛 申继豪 程志喜 万鹏 李洪伟 《表面技术》 北大核心 2026年第3期252-261,共10页
目的针对传统不粘涂层耐磨性差、表面磨损后疏水性快速衰减等问题,提出一种离散Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷凸起结构强化的聚四氟乙烯(PTFE)耐磨不粘涂层结构设计,在摩擦磨损中,通过高硬度的陶瓷凸起对摩擦副的支撑作用,避免PTFE... 目的针对传统不粘涂层耐磨性差、表面磨损后疏水性快速衰减等问题,提出一种离散Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷凸起结构强化的聚四氟乙烯(PTFE)耐磨不粘涂层结构设计,在摩擦磨损中,通过高硬度的陶瓷凸起对摩擦副的支撑作用,避免PTFE被快速磨除,以提高不粘涂层的耐磨性。方法首先,采用等离子喷涂半熔化粒子沉积具有高表面粗糙度的AT40陶瓷涂层;其次,采用PTFE填充AT40陶瓷涂层表面半熔化粒子凸起间的空隙,获得复合涂层。研究喷涂距离对AT40涂层表面结构的影响,揭示AT40涂层表面粗糙度对复合涂层耐磨性能及持久不粘性能的影响规律。结果当喷涂距离从40mm分别提高到80、120、150mm时,等离子喷涂AT40陶瓷涂层的表面粗糙度先减小后增加,在喷涂距离为40mm时,粗糙度Ra最高,为19.3μm,R_(z)为220.4μm。将该条件下制备的AT40陶瓷涂层表面涂覆PTFE面层后,在摩擦磨损25000周后依然能够保持不粘性能,相较于传统的PTFE不粘涂层提升了约4倍。结论大气等离子喷涂的高粗糙度AT40陶瓷底层与PTFE面层的复合耐磨不粘涂层具有优异的耐磨性能和持久的不粘性能,可大幅提升不粘烹饪器皿的使用寿命。 展开更多
关键词 等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)/PTFE复合涂层 表面微凸结构 耐磨性 疏水性
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热障涂层高灵敏YAG:xCe荧光应力响应单元的构筑及其应力响应机理
3
作者 成波 丁呈云 +7 位作者 白易博 楚倩倩 任鲲鹏 郑光彬 侯东 张辛健 安国升 李文生 《表面技术》 北大核心 2026年第3期52-60,95,共10页
目的热障涂层高温服役过程中产生的残余应力是导致其失效的关键因素,开发高灵敏度的无损检测技术对于评估涂层可靠性至关重要。本研究通过构筑不同体系耐高温YAG:x Ce荧光应力响应单元提高热障涂层残余应力检测灵敏度。方法采用真空烧... 目的热障涂层高温服役过程中产生的残余应力是导致其失效的关键因素,开发高灵敏度的无损检测技术对于评估涂层可靠性至关重要。本研究通过构筑不同体系耐高温YAG:x Ce荧光应力响应单元提高热障涂层残余应力检测灵敏度。方法采用真空烧结法构筑了不同浓度Ce^(3+)掺杂的Y_(3)Al_(5)O_(12)(YAG:x Ce,x=0.03、0.06、0.08、0.12)荧光应力响应单元复合粉末。利用大气等离子喷涂将所获得的复合粉末制备成系列YAG:x Ce热障涂层陶瓷层。研究Ce^(3+)掺杂浓度对复合粉末及涂层荧光性能的影响,通过密度泛函理论计算研究了不同Ce^(3+)掺杂浓度与荧光应力之间的关系。结果所制备的系列YAG:x Ce涂层具有良好的高温稳定性,涂层荧光强度随Ce^(3+)掺杂浓度呈先增大后减小趋势,浓度为0.08%时,对应最大荧光峰位移。结论成功构筑了系列YAG:x Ce荧光应力响应单元,并明确了其发光效率与应力响应特性可通过掺杂浓度进行有效调控;阐明了掺杂浓度-晶格微变-荧光压谱效应之间的构效关系,为实现热障涂层内部应力状态的高灵敏、无损原位监测提供了重要的材料体系与理论依据,对新一代航空发动机热障涂层的健康监测与寿命预测具有积极的支撑作用。 展开更多
关键词 热障涂层 荧光 应力 YAG:Ce
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冷喷涂工艺参数对CuNiIn涂层显微组织及微动磨损性能的影响
4
作者 刘妍汝 范吉林 +6 位作者 张远应 徐濯清 马鑫 刘若愚 黄春杰 徐雅欣 李文亚 《材料工程》 北大核心 2026年第2期277-284,共8页
采用冷喷涂技术在TC4钛合金表面制备CuNiIn涂层,研究气体种类(氦气、氮气)及气体预热温度(500、700℃)对涂层显微组织、显微硬度、结合强度及微动磨损性能的影响。结果表明:在相同气体预热温度下,氦气喷涂涂层的孔隙率低于氮气喷涂,显... 采用冷喷涂技术在TC4钛合金表面制备CuNiIn涂层,研究气体种类(氦气、氮气)及气体预热温度(500、700℃)对涂层显微组织、显微硬度、结合强度及微动磨损性能的影响。结果表明:在相同气体预热温度下,氦气喷涂涂层的孔隙率低于氮气喷涂,显微硬度、结合强度及耐磨性均优于氮气喷涂。气体预热温度由500℃升高至700℃,两种气体喷涂涂层的孔隙率均显著降低(氦气:1.4%降至0.05%,氮气:1.7%降至0.5%);氦气喷涂涂层硬度由213HV增至292HV,而氮气喷涂涂层硬度由275HV降至237HV;气体预热温度升高对涂层结合强度的影响并不显著,但气体种类对涂层结合强度有显著影响,氦气喷涂涂层的平均结合强度(70 MPa)较氮气喷涂涂层(40 MPa)提高30 MPa;磨损率随气体预热温度升高而降低(氦气:1.8%降至1.41%,氮气:2.21%降至1.51%)。随微动位移幅值的增加,优化参数下的涂层磨损形式由黏着磨损过渡为磨粒磨损。 展开更多
关键词 冷喷涂 CuNiIn涂层 工艺参数 微观组织 显微硬度 结合强度 微动磨损
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内燃机用热障涂层研究进展
5
作者 李政道 申晨 +5 位作者 郭磊 王福德 梁立康 李冬青 程玉贤 何箐 《表面技术》 北大核心 2026年第3期1-18,共18页
内燃机作为传统动力系统的核心装置,其效率提升与排放控制已成为学术界和工业界共同关注的焦点。热障涂层作为一种先进的高温防护技术,能显著降低内燃机活塞、气缸盖、排气系统等关键部件的温度,减少冷却剂造成的热损失,进而提升内燃机... 内燃机作为传统动力系统的核心装置,其效率提升与排放控制已成为学术界和工业界共同关注的焦点。热障涂层作为一种先进的高温防护技术,能显著降低内燃机活塞、气缸盖、排气系统等关键部件的温度,减少冷却剂造成的热损失,进而提升内燃机热效率和延长热端部件寿命。为了使热障涂层具有更好的温度调节能力,能够快速响应工作气体温度变化,低体积热容低热导率成为内燃机用热障涂层材料选择的重要指标。本文针对内燃机用热障涂层的应用背景、发展概况、涂层材料、涂层结构、涂层制备等进行系统综述,发现复合金属氧化物陶瓷具有低体积热容低热导率特性,可以作为内燃机用热障涂层材料的未来研究重点;在结构上,复合结构+功能层的设计有利于实现热浮动层的概念并满足工程应用;制备方法上,悬浮液等离子喷涂结合了等离子喷涂和电子束物理气相沉积的优点,是较优的内燃机用热障涂层制备方法。最后展望了内燃机用热障涂层的研究和发展方向以及低体积热容高隔热长寿命涂层的研究方法,为发展适用于内燃机的高效热障涂层提供指导。 展开更多
关键词 内燃机 热障涂层 低体积热容 涂层结构 制备方法
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内孔热喷涂技术的研究进展
6
作者 周昱名 胡涵 +2 位作者 苏鸿源 肖金坤 张超 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期1-10,共10页
在高速、高温、高压、强氧化等极端工况下,机械零部件的内表面常面临着磨损和腐蚀的严峻挑战。为了有效应对这一挑战,内孔热喷涂技术被广泛研究和应用。该技术专门针对工件内表面,通过喷涂耐磨或防腐等涂层以增强工件的使用寿命。综述... 在高速、高温、高压、强氧化等极端工况下,机械零部件的内表面常面临着磨损和腐蚀的严峻挑战。为了有效应对这一挑战,内孔热喷涂技术被广泛研究和应用。该技术专门针对工件内表面,通过喷涂耐磨或防腐等涂层以增强工件的使用寿命。综述了内孔等离子粉末喷涂、内孔等离子转移弧喷涂、内孔超音速火焰喷涂和内孔电弧喷涂等4种主要内孔热喷涂技术,从技术原理、操作方式、发展历程和其在工业领域的应用等多个维度,全面分析了这些技术的特性及其优缺点。并进一步探讨了内孔热喷涂技术在工程应用中遇到的挑战及其解决策略,并指出未来的研究重点是开发新型喷涂技术和材料,以及利用数值模拟技术对涂层性能进行预测和优化。 展开更多
关键词 内孔热喷涂 涂层 表面强化 表面修复
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冷喷涂AlSi7MgA涂层组织和力学性能研究
7
作者 成佳 张科杰 +4 位作者 黎海凡 兰海明 董晓英 刘源 黄仁忠 《表面技术》 北大核心 2026年第3期273-281,共9页
目的以AlSi7Mg系合金(AlSi7Mg、AlSi7MgA、AlSi7Mg1A)为代表的Al-Si系铸造铝合金广泛应用于航空器壳体零部件的制造,这类零部件在铸造成型及服役过程中容易因砂眼、磨损、腐蚀等缺陷而报废,传统热修复技术(如焊接、激光沉积等)对薄壁件... 目的以AlSi7Mg系合金(AlSi7Mg、AlSi7MgA、AlSi7Mg1A)为代表的Al-Si系铸造铝合金广泛应用于航空器壳体零部件的制造,这类零部件在铸造成型及服役过程中容易因砂眼、磨损、腐蚀等缺陷而报废,传统热修复技术(如焊接、激光沉积等)对薄壁件的修复能力有限,探索冷喷涂修复技术的可行性。方法采用高压冷喷涂设备,以氮气为工作气体,在AlSi7Mg1A基体上沉积AlSi7MgA涂层。通过正交试验设计,考察主要喷涂参数气体压力(3、4、5MPa)、温度(400、500、600℃)对涂层显微组织、孔隙率、显微硬度,以及结合强度、抗拉强度等性能的影响规律。综合采用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、万能试验机系统表征涂层的显微组织、孔隙率、显微硬度、结合强度、抗拉强度。结果气体压力5MPa、温度600℃为较佳的喷涂工艺参数,在此条件下,粉末粒子变形更充分,涂层更均匀致密,孔隙率小于0.1%,平均显微硬度为(116.8±6.1)HV0.1。此外,涂层的结合强度超过(79.8±2.2)MPa(胶断),自身抗拉强度高达321MPa,与国标规定的T6热处理状态下AlSi7Mg1A(ZL114A)基体材料的强度相当。结论证实仅采用较高的冷喷涂工艺参数,未使用昂贵氦气或增加其他前处理、后处理工艺,就可将普通商用粉末在AlSi7Mg1A基体上制备出兼具高致密性、高结合强度、高抗拉强度的AlSi7MgA修复涂层,这为Al-Si铸造铝合金壳体实现低成本、高性能修复提供了有效的技术方案。 展开更多
关键词 ALSI7MG 冷喷涂 显微组织 结合强度 抗拉强度
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超音速火焰喷涂碳化钨涂层检测方法研究
8
作者 胡嘉蓉 南健 +2 位作者 艾佳明 汪荣华 汪亦凡 《四川有色金属》 2026年第1期36-38,共3页
超音速火焰喷涂涂层由于耐磨、抗氧化、耐蚀等优异性能越来越多的应用各类领域。涂层在使用过程中缺陷检测与评价是保证其寿命周期内正常使用的关键。本文介绍了超音速火焰喷涂碳化钨涂层制作过程及磨削后的渗透检测过程控制,保证了渗... 超音速火焰喷涂涂层由于耐磨、抗氧化、耐蚀等优异性能越来越多的应用各类领域。涂层在使用过程中缺陷检测与评价是保证其寿命周期内正常使用的关键。本文介绍了超音速火焰喷涂碳化钨涂层制作过程及磨削后的渗透检测过程控制,保证了渗透过程的准确性,提高了缺陷检出率。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 渗透检测 质量控制 荧光显示
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防锈油致金属表面油斑的形成机理与防控方式研究
9
作者 程荡 李奕悟 《材料保护》 2026年第2期177-186,共10页
为了进一步了解防锈油诱导金属表面油斑的影响因素及其综合防控方式,通过防锈油油斑试验,系统地评价了不同类型防锈油添加剂在碳钢表面的油斑倾向。结果表明:含不饱和脂肪酸类防锈剂的配方易产生油斑,而磺酸钙/钡盐、饱和脂肪酸衍生物... 为了进一步了解防锈油诱导金属表面油斑的影响因素及其综合防控方式,通过防锈油油斑试验,系统地评价了不同类型防锈油添加剂在碳钢表面的油斑倾向。结果表明:含不饱和脂肪酸类防锈剂的配方易产生油斑,而磺酸钙/钡盐、饱和脂肪酸衍生物及稳定性良好的成膜剂则油斑风险较低。研究进一步揭示,油斑的形成机理是局部微电池效应与氧化副反应协同作用的结果;水分含量升高会加剧油斑严重程度,金属前处理残留物也可能通过破坏油膜完整性间接诱发油斑。基于机理分析,提出通过优化防锈剂选择、减少不饱和组分添加、引入抗氧剂及控制环境湿度等综合方式,可有效降低防锈油应用过程中的油斑风险。 展开更多
关键词 防锈油 油斑 防锈添加剂 局部腐蚀
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冷喷涂Cr涂层的组织性能与沉积机制
10
作者 万文鹏 黄春杰 +5 位作者 许爱军 罗杰 王罗 傅硕 徐雅欣 李文亚 《材料工程》 北大核心 2026年第3期229-235,共7页
在304不锈钢基体上使用冷喷涂法和电镀法制备Cr涂层,通过分析冷喷涂Cr涂层表面微观形貌、截面显微组织及纳米力学性能,阐明Cr粉末颗粒的碰撞沉积行为及Cr涂层沉积机制。结果表明:电镀Cr涂层存在大量纵向裂纹,冷喷涂Cr涂层与基体之间的... 在304不锈钢基体上使用冷喷涂法和电镀法制备Cr涂层,通过分析冷喷涂Cr涂层表面微观形貌、截面显微组织及纳米力学性能,阐明Cr粉末颗粒的碰撞沉积行为及Cr涂层沉积机制。结果表明:电镀Cr涂层存在大量纵向裂纹,冷喷涂Cr涂层与基体之间的结合界面呈现不规则形态,但界面结合紧密且无明显缺陷。同时,Cr涂层表面存在大量凹坑,且近表面区域表现为细小的等轴晶。该区域的纳米硬度较未变形Cr粉末颗粒提升了41.37%~62.17%,表明后续粉末颗粒在已沉积Cr涂层上产生由喷丸作用引起的加工硬化效应,使后续粉末颗粒与已沉积涂层之间难以发生协同塑性变形,从而降低了进一步沉积的可行性。基于Cr涂层微观形貌及梯度纳米硬度分布特征,提出Cr涂层在304不锈钢上的沉积机制为基体氧化膜的破碎、首层涂层的形成及其在喷丸强化作用下表面微观形貌的演变过程。 展开更多
关键词 冷喷涂 Cr涂层 涂层成形机制 微观组织 纳米硬度
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DD91基体/NiCrAlY涂层界面元素互扩散行为研究
11
作者 章孝琴 王卫泽 +1 位作者 刘帅男 刘朋朋 《中国材料进展》 北大核心 2026年第1期22-29,共8页
为研究NiCrAlY涂层与DD91镍基单晶合金的互扩散行为,采用大气等离子喷涂技术在镍基单晶合金DD91基体表面沉积NiCrAlY涂层,在1150℃下对试样进行不同时间的热暴露处理,通过SEM、EDS、XRD等方法研究了基体与涂层界面元素互扩散行为和显微... 为研究NiCrAlY涂层与DD91镍基单晶合金的互扩散行为,采用大气等离子喷涂技术在镍基单晶合金DD91基体表面沉积NiCrAlY涂层,在1150℃下对试样进行不同时间的热暴露处理,通过SEM、EDS、XRD等方法研究了基体与涂层界面元素互扩散行为和显微组织变化。研究结果表明:在1150℃热暴露下,NiCrAIY涂层中的Ni和Cr元素由涂层向基体扩散;Co,Al,Ta,Re,Ru,W和Mo元素则是由基体向涂层扩散。在涂层和基体界面处形成了互扩散区,互扩散区厚度随着热暴露时间的延长而增加并逐渐稳定;在热暴露50 h时互扩散区下方析出大量拓扑密堆相,随着热暴露时间延长,拓扑密堆相又溶解于基体中。 展开更多
关键词 NICRALY涂层 DD91镍基单晶合金 大气等离子喷涂 互扩散 热暴露
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冷喷涂温度对Ni-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层摩擦学性能的影响 被引量：1
12
作者 韩珩 李洪峤 +3 位作者 李鹏 马国政 郭伟玲 刘明 《材料研究学报》 北大核心 2025年第1期44-54,共11页
采用高压冷喷涂技术在ADC12铝合金表面沉积Ni-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层,研究了喷涂温度对涂层显微组织、力学性能以及摩擦学性能的影响。结果表明,在喷涂压力不变的条件下随着喷涂温度从500℃提高到700℃,Ni-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层内颗粒... 采用高压冷喷涂技术在ADC12铝合金表面沉积Ni-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层,研究了喷涂温度对涂层显微组织、力学性能以及摩擦学性能的影响。结果表明,在喷涂压力不变的条件下随着喷涂温度从500℃提高到700℃,Ni-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层内颗粒的塑性变形程度提高,颗粒间的结合状态改善,涂层的结合强度提高了30%,孔隙率降低了60%,硬度提高了14%,磨损率降低了41.7%。喷涂温度为700℃的Ni-Ti_(3)AlC_(2)-700℃涂层,其微观组织最致密,没有明显的孔隙和裂纹,力学性能最佳,摩擦磨损性能最优。其主要原因是,喷涂温度的提高使复合颗粒的撞击速度提高、Ni颗粒的变形能力增大,从而增大了Ni颗粒与Ti_(3)AlC_(2)陶瓷颗粒的协同作用能力,显著提高了涂层内和涂层与基体之间的结合强度。 展开更多
关键词 材料表面与界面 冷喷涂 镍基陶瓷复合涂层 微观结构 力学性能 摩擦学性能
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基于欧拉-拉格朗日法的空气喷涂非线性工艺调控与参数优化
13
作者 万俊豪 曾勇 +1 位作者 祝欣怡 向琼瑞 《制造业自动化》 2026年第1期113-126,共14页
为提升机器人喷涂自动化水平及涂膜质量,本研究通过构建空气喷涂成膜过程的高精度数值模型,系统揭示了雾化特性与成膜机理的耦合作用规律,并提出工艺参数优化策略。基于欧拉-拉格朗日方法,结合KHRT液滴破碎模型与壁面捕捉模型,建立了涵... 为提升机器人喷涂自动化水平及涂膜质量,本研究通过构建空气喷涂成膜过程的高精度数值模型,系统揭示了雾化特性与成膜机理的耦合作用规律,并提出工艺参数优化策略。基于欧拉-拉格朗日方法,结合KHRT液滴破碎模型与壁面捕捉模型,建立了涵盖离散相运动、连续相湍流及气液两相耦合作用的涂料沉积过程数值模型。通过网格无关性验证确保计算精度,并采用实验标定的雾化锥角与喷射初速度作为初始参数,综合分析喷涂高度、初速度及雾化锥角对涂膜厚度分布、均匀性及涂料效率的影响机制。研究发现:粒子撞击速度是影响雾化效果与成膜质量的关键中间变量,其值随喷涂高度增加呈线性下降,导致有效涂膜范围扩大,均匀性显著提升,但涂料逃逸率增加。喷射初速度存在最优区间,过高时液滴逃逸加剧,过低则导致雾化不充分,需权衡均匀性与喷涂效率。雾化锥角增大显著降低喷涂效率,且引发粒径分布不均,但过小锥角因局部动能集中导致均匀性劣化,需通过锥角优化平衡覆盖范围与成膜质量。实验验证表明了模型可靠性。本研究首次将雾化过程与成膜特性纳入统一分析框架,阐明工艺参数对涂膜质量的非线性调控机制,研究结果对喷涂工艺开发具有重要工程指导价值。 展开更多
关键词 空气喷涂 成膜特性 雾化特性 欧拉-拉格朗日法 喷涂工艺参数
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冷喷涂高温合金:研究现状、挑战与展望
14
作者 李文亚 吴格飞 +5 位作者 李昱晗 徐雅欣 黄春杰 雒晓涛 谢迎春 殷硕 《材料工程》 北大核心 2025年第12期1-13,共13页
冷喷涂技术凭借其固态沉积特性,在制备高质量金属涂层、高效高速损伤修复及增材制造领域展现出显著的优势及应用潜力。然而,该技术在喷涂高强度高温合金材料时,仍存在涂层孔隙率高、强度不足、无塑性等技术挑战。本文系统综述了冷喷涂... 冷喷涂技术凭借其固态沉积特性,在制备高质量金属涂层、高效高速损伤修复及增材制造领域展现出显著的优势及应用潜力。然而,该技术在喷涂高强度高温合金材料时,仍存在涂层孔隙率高、强度不足、无塑性等技术挑战。本文系统综述了冷喷涂高温合金的临界沉积条件及其影响因素,重点探讨了沉积态材料的显微组织特征及其与性能(尤其是拉伸性能)的关联,并总结了显微组织与性能优化的主要方法,比如喷后热处理、喷后热等静压、激光辅助冷喷涂、原位喷丸辅助冷喷涂沉积等。为拓展冷喷涂高温合金工程应用,今后需要极大改善高温合金粉末的变形条件及沉积窗口,降低工艺成本,并通过复合处理技术改善冷喷涂态高温合金涂层的性能,为推动其在航空航天修复领域的应用提供理论依据与技术指导。 展开更多
关键词 冷喷涂 高温合金 临界速度 组织 性能 损伤修复 增材制造
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冷喷涂的研究进展及在工业领域中的应用
15
作者 韩珩 王海 《现代工业经济和信息化》 2025年第4期132-135,140,共5页
冷喷涂是一种基于空气动力学原理发展起来的先进表面改性技术。相较于传统的热喷涂技术,冷喷涂特别适用于处理氧敏感、热敏感材料,以及非晶态和纳米尺度的材料涂层。这项技术已在金属涂层防护、增材制造和关键零部件修复等领域发挥了重... 冷喷涂是一种基于空气动力学原理发展起来的先进表面改性技术。相较于传统的热喷涂技术,冷喷涂特别适用于处理氧敏感、热敏感材料,以及非晶态和纳米尺度的材料涂层。这项技术已在金属涂层防护、增材制造和关键零部件修复等领域发挥了重要作用。基于此,详细阐述了冷喷涂的工作原理,对比其与热喷涂的主要区别和潜在不足。此外,还总结了近年来关于冷喷涂涂层结合机理的研究进展,并探讨了该技术在工业应用中的发展前景,同时对未来的研究方向和应用潜力进行了展望。 展开更多
关键词 冷喷涂 沉积机理 表面改性
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等离子喷涂制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层的组织与性能 被引量：4
16
作者 关琦 宫文彪 +3 位作者 李于朋 孟庆臣 董俊言 崔恒 《表面技术》 北大核心 2025年第11期243-251,共9页
目的提高铝合金的表面耐磨性能,分析AlCoCrFeNi高熵合金涂层的微观结构、力学性能及耐磨性能。方法采用大气等离子喷涂技术在7005铝合金基体上制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层,分析高熵合金涂层的硬度、孔隙率及耐磨性能,并通过扫描电子显... 目的提高铝合金的表面耐磨性能,分析AlCoCrFeNi高熵合金涂层的微观结构、力学性能及耐磨性能。方法采用大气等离子喷涂技术在7005铝合金基体上制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层,分析高熵合金涂层的硬度、孔隙率及耐磨性能,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和激光共聚焦显微镜对涂层的微观结构进行表征。结果涂层呈现典型的层状结构,Fe、Co、Cr、Ni元素均匀分布在涂层中,而Al元素则偏聚在一起,原始粉末相主要由体心立方相(BCC)组成,而涂层则新增了面心立方相(FCC)。评估了涂层的力学性能,涂层的平均硬度为512.2HV,而铝合金基体的平均显微硬度为120.7HV,涂层的最低孔隙率为3.23%。摩擦磨损测试结果表明,基体的体积磨损率为7.67×10^(-4)mm^(3)/(N·m),涂层的体积磨损率为3.02×10^(-5) mm^(3)/(N·m)。在干摩擦条件下,涂层的磨损破坏机制为磨粒磨损和氧化磨损,还伴随着黏着磨损和疲劳磨损。结论FCC相的形成归因于APS过程中HEA粉末中的铝发生了迁移或偏聚,造成局部因Al元素耗尽而发生BCC向FCC的相变。与基体相比,HEA涂层的体积磨损率显著降低了96.06%,表现出优异的耐磨性能。采用APS技术制备的HEA涂层不仅提升了铝合金的表面耐磨性能,且具备良好的力学性能,适用于要求较高的耐久性工业领域。 展开更多
关键词 等离子喷涂 高熵合金涂层 硬度 耐磨性能 磨损机制
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电弧离子镀涂层大颗粒缺陷控制与抑制技术研究进展 被引量：3
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作者 张泽 张远涛 +3 位作者 张林 赵栋才 张腾飞 张世宏 《表面技术》 北大核心 2025年第1期1-16,共16页
电弧离子镀是当前应用最广泛的物理气相沉积技术,其制备的涂层具备高硬度、高沉积效率和良好的结合力等优点,在刀具及模具涂层领域展现出显著优势。然而,该技术存在涂层表面大颗粒缺陷的问题,严重限制了其在高精密加工、高致密性防护涂... 电弧离子镀是当前应用最广泛的物理气相沉积技术,其制备的涂层具备高硬度、高沉积效率和良好的结合力等优点,在刀具及模具涂层领域展现出显著优势。然而,该技术存在涂层表面大颗粒缺陷的问题,严重限制了其在高精密加工、高致密性防护涂层以及传感器绝缘膜等领域的推广应用。因此,如何有效减少涂层表面大颗粒缺陷的数量和密度已成为相关机构关注的重要研究方向之一。总结了电弧离子镀技术在大颗粒缺陷控制和抑制方面的最新进展和应用,探讨了当前存在的问题及解决方案。对大颗粒产生、传输和到达3个阶段下的产生/运动机理和控制手段进行了总结。针对大颗粒产生过程,通过优化弧源设计,改善磁场分布,提高弧斑运动速度,实现了更加均匀、快速的弧斑运动轨迹,减少了大颗粒生成概率;在传输过程中,采用物理屏蔽/磁过滤与辅助阳极辅助等手段有效控制了离子和大颗粒运动轨迹;在基体区域沉积阶段,通过增加基体偏压来调控到达基体的大颗粒数目。此外沉积参数的改变也广泛用于减少大颗粒缺陷。这些方法思路和研究进展将为解决电弧离子镀技术中存在的大颗粒缺陷问题提供新思路,并有望推动该项技术在各个行业中得到更广泛的应用。 展开更多
关键词 电弧离子镀 大颗粒去除 电弧源 磁过滤 工艺参数
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超音速等离子喷涂NiCrBSi-金刚石复合涂层的微观组织与性能 被引量：2
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作者 孙浩然 张迪 +3 位作者 贾磊 庞诚宇 董书山 周永欣 《材料保护》 2025年第3期60-69,共10页
为了提高海洋环境下921A钢表面的力学及耐磨耐蚀性能,采用超音速等离子喷涂技术在921A钢表面制备了2种涂层,所采用的粉末分别为NiCrBSi球形粉末以及NiCrBSi与镀铬金刚石(20~40μm)复合粉末,所制备的涂层样品分别标记为涂层N及涂层ND,在... 为了提高海洋环境下921A钢表面的力学及耐磨耐蚀性能,采用超音速等离子喷涂技术在921A钢表面制备了2种涂层,所采用的粉末分别为NiCrBSi球形粉末以及NiCrBSi与镀铬金刚石(20~40μm)复合粉末,所制备的涂层样品分别标记为涂层N及涂层ND,在后续对比测试中将喷涂基体记为样品921A。分析了涂层的物相组成,观测了涂层的截面形貌和元素组成,测试了涂层的显微硬度和抗拉结合强度,测定了涂层在往复摩擦磨损模式下与Si_3N_4球的摩擦系数及体积磨损率,拟合出了涂层的开路电位及自腐蚀电流密度。结果表明:相比于纯NiCrBSi粉末制备的涂层N,金刚石复合涂层ND的显微硬度及结合强度分别为1016 HV,50.156 MPa,较涂层N提升了15.3%及15.3%。在30 N载荷,Si_(3)N_(4)球作为对摩件,往复时间60 min条件下,金刚石复合涂层ND平均磨痕深度17.738μm,相较基体降低75.8%,体积磨损率为1.40×10^(-5)mm^(3)/(N·m),仅为基体的20.7%,摩擦系数为0.229。在室温、3.5%NaCl溶液环境下,金刚石复合涂层ND自腐蚀电位E_(corr)为-864 mV,较921A基体提升61 mV,自腐蚀电流密度J_(corr)为1.332×10^(-5)A/cm^(2),较921A基体降低了77.9%。 展开更多
关键词 等离子喷涂 NICRBSI 金刚石 复合涂层 力学性能 耐磨性能
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等离子喷涂反应合成YSZ-ZrC纳米复合涂层的组织调控与性能研究 被引量：2
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作者 邵宇轩 杨勇 +2 位作者 赵策策 董艳春 赵洪舰 《热喷涂技术》 2025年第2期47-56,共10页
从超高温陶瓷改性氧化钇稳定氧化锆涂层出发,设计并制备了多种YSZ-Al-SiC球形反应性复合喂料,并将其用于大气等离子喷涂过程,通过喷涂过程中的原位反应的触发与推进实现了YSZ-ZrC复合涂层的反应合成制备。SEM和TEM表征结果显示涂层片层... 从超高温陶瓷改性氧化钇稳定氧化锆涂层出发,设计并制备了多种YSZ-Al-SiC球形反应性复合喂料,并将其用于大气等离子喷涂过程,通过喷涂过程中的原位反应的触发与推进实现了YSZ-ZrC复合涂层的反应合成制备。SEM和TEM表征结果显示涂层片层由结合良好的纳米YSZ柱状晶、YSZ-ZrC纳米等轴晶和ZrC-ZrSi_(2)亚微米晶粒构成。对比研究了不同组别涂层的组织结构和力学性能,进一步对YSZ-ZrC复合涂层的摩擦磨损性能和耐高温焰流烧蚀性能进行了评估。结果显示,通过送粉成分的调整优化,涂层的表面显微硬度可达800 HV_(0.1)以上,压痕韧性可达2.60 MPa·m^(1/2)以上。摩擦磨损后涂层表面形成了由氧化锆和细晶片层组成的平滑转移层,高温烧蚀考验后涂层中的YSZ柱状晶能够保持良好的结构稳定性,且YSZ与原位自生的ZrC和Al_(2)O_(3)相能够达成良好的配合,涂层表面形成了抵御烧蚀侵蚀的致密复合氧化层。 展开更多
关键词 氧化锆 碳化锆 等离子喷涂 组织结构 相变
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HVOF/AIP技术制备耐磨蚀涂层及性能研究 被引量：1
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作者 于大千 王乘风 +5 位作者 纪任山 石亮 刘增斌 李富强 李海庆 王启民 《表面技术》 北大核心 2025年第1期42-52,共11页
目的采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和电弧离子镀(AIP)技术制备耐磨蚀防护涂层,延长45^(#)钢结构件在煤粉供料系统的服役周期。方法通过HVOF、AIP和HVOF/AIP复合技术分别在45^(#)钢表面制备了WC-10Co4Cr涂层、CrN涂层和WC-10Co4Cr/CrN复... 目的采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和电弧离子镀(AIP)技术制备耐磨蚀防护涂层,延长45^(#)钢结构件在煤粉供料系统的服役周期。方法通过HVOF、AIP和HVOF/AIP复合技术分别在45^(#)钢表面制备了WC-10Co4Cr涂层、CrN涂层和WC-10Co4Cr/CrN复合涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微镜等仪器,分析了不同涂层的微观形貌、物相组成、耐蚀性和耐磨性。结果WC-10Co4Cr、CrN和WC-10Co4Cr/CrN 3种涂层与基体之间界面结合状态良好。HVOF技术制备的WC-10Co4Cr涂层的耐腐蚀性稍弱,AIP技术沉积的CrN涂层有良好的耐腐蚀性能,复合技术沉积的WC-10Co4Cr/CrN涂层中,CrN涂层较好地覆盖了WC-10Co4Cr涂层的孔隙,大幅提升了WC-10Co4Cr涂层的耐腐蚀性。划痕测试结果表明,WC-10Co4Cr/CrN复合涂层的结合力优于单一的CrN涂层,硬度和摩擦磨损测试表明WC-10Co4Cr/CrN复合涂层的硬度、韧性和耐磨性均远优于单一的CrN涂层。结论HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层具有良好的承载能力,在此涂层表面通过AIP法制备的WC-10Co4Cr/CrN复合涂层,可以提升45^(#)钢基体的耐磨、耐腐蚀性能,从而有效延长工件的使用寿命。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 电弧离子镀 耐腐蚀性 耐磨性
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