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纳米ZrO2-Al2O3基高温封严涂层的结构与性能研究

黄伟 , 张覃轶 , 肖巍 , 马涛 , 王涛 , 王立川 , 叶卫平 , 程旭东

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.06.009

研制了3种不同Al2O3含量(质量分数分别为5%,10%,15%)的纳米ZrO2-Al2O3基高温可磨耗封严涂层粉末材料,采用大气等离子喷涂(APS)工艺,制备了3种涂层材料的双层结构封严涂层和Al2O3含量逐层递增的多层结构封严涂层.对涂层材料的沉积效率,涂层的微观结构、硬度和结合强度等进行了测试与分析.结果表明:封严涂层材料的沉积效率随Al2O3含量的增加而升高;由于熔融条件的不同,涂层内ZrO2的形态不唯一;封严涂层的硬度和结合强度与厚度和Al2O3含量有紧密的关系;与双层结构封严涂层相比,多层结构封严涂层的综合性能良好,基本可以满足封严涂层对厚度、硬度和结合强度的要求.

关键词: 封严涂层 , ZrO2 , Al2O3 , 结构 , 性能

等离子喷涂法制备黑铬太阳能选择性吸收涂层

马涛 , 叶卫平 , 程旭东 , 王辉 , 黄伟 , 王涛 , 万倩 , 王坷 , 李光磊

材料导报

采用等离子喷涂法制备了黑铬太阳能选择性吸收涂层,采用XRD、SEM等测试方法对涂层的物相、微观结构、太阳能吸收性能进行了表征.对涂层进行了打磨,并在涂层表面制备SnO2选择性透过薄膜.研究表明,采用等离子喷涂方法制备的黑铬涂层吸收率为0.93,发射率为0.88,经打磨处理后,发射率降至0.76.添加SnO2薄膜后,涂层吸收率变化小,发射率降至0.50.热震实验表明该涂层具备良好的抗热震性能.

关键词: 太阳能 , 黑铬 , 等离子喷涂 , 选择性透过膜

水润滑条件下Cr2O3陶瓷涂层的耐蚀与抗污性能研究

张琦 , 叶菲 , 肖巍 , 闵捷 , 孟令娟 , 叶卫平 , 程旭东

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.03.012

采用等离子喷涂工艺制备了2种Cr2O3陶瓷涂层(P7412和P7418,P7412粉末为市售,P7418粉末为自制),对2种涂层的组织结构、耐腐蚀性能进行了对比分析,并探讨了P7418涂层的抗生物附着机理.结果表明:2种涂层中各组分分布均匀,P7418涂层的孔隙率比P7412涂层略低;CuO的加入使得P7418涂层在10%HC1,10%NaOH和10%NaCl3种腐蚀液中的耐腐蚀性能均比P7412涂层略差,但可以起到防止生物附着污染的效果.

关键词: 陶瓷涂层 , 孔隙率 , 耐腐蚀 , 抗生物附着

P7412陶瓷涂层的制备与腐蚀机理的研究

彭胜 , 叶卫平 , 程旭东 , 方苍松 , 陈文 , 龚正 , 钟敏

材料导报

利用等离子喷涂技术制备NiCr作为粘接层的P7412陶瓷涂层.采用失重法研究了P7412涂层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速率.采用SEM观察涂层腐蚀前后的表面形貌,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)技术研究涂层腐蚀过程中的电化学特征.根据陶瓷涂层的特殊结构,建立等效电路图并进行拟合分析,同时结合涂层的失重曲线研究涂层的腐蚀机理.失重曲线显示陶瓷涂层质量在3.5％NaCl溶液中出现周期性增减变化.电化学研究结果表明,基体表面腐蚀钝化膜以及腐蚀产物等都会影响涂层失重.氧化膜的生长与溶解以及腐蚀二次产物的积累共同导致了涂层质量出现增减交替的变化.

关键词: 陶瓷涂层 , 腐蚀机理 , 失重曲线 , 交替变化 , 电化学阻抗谱

陶瓷涂层SiO2-Al2O3溶胶封孔剂的制备及封孔性能

孟令娟 , 肖巍 , 闵捷 , 张琦 , 叶菲 , 叶卫平 , 程旭东

材料保护

等离子喷涂技术由于其自身固有的性质,涂层不可避免地存在孔隙,从而使涂层的耐腐蚀性能下降,为了提高涂层的耐腐蚀性能,必须对涂层进行封孔处理.为此,以正硅酸乙酯和硝酸铝为前驱体,无水乙醇和去离子水为溶剂,盐酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在涂层表面制备了一层均匀致密的SiO2-Al2O3封孔层.应用XRD,IR,DTA-TG和SEM等对封孔层的结构、热稳定性和形貌进行了表征.结果表明,封孔层为稳定的非晶态SiO2-Al2O3组织,且均匀致密,表面无明显裂纹;陶瓷层封孔后的耐酸、碱、盐性能均能提高50%以上,从而增强了涂层对基体的保护性能.

关键词: 封孔剂 , SiO2-Al2O3溶胶 , 等离子喷涂 , 陶瓷涂层 , 耐蚀性 , 热稳定性

热喷涂制备TiO2光催化涂层研究进展

任坤 , 黄晶 , 贺小燕 , 叶卫平 , 程旭东 , 方丹丹 , 李华

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.04.012

TiO2光催化剂因其利用可持续的太阳光进行光催化反应，在环境保护、医疗卫生等领域具有潜在的应用价值，近年来引起了研究者的广泛关注。目前，颗粒状TiO2催化剂获得了一定的实际应用，但在液相中使用后需要回收，不仅增加了工艺的复杂性，而且提高了设备等成本的投入。负载型催化剂和涂层技术是将TiO2固定在载体上，可有效避免颗粒状催化剂难回收的问题。在众多涂层制备技术中，热喷涂技术可快速高效大面积地制备TiO2光催化涂层，且涂层机械性能优异，喷涂成本低廉，因而使TiO2的工业化制备和应用更具前景。综述了近年来国内外制备TiO2涂层常用的传统热喷涂技术、改进后的液相热喷涂技术和冷喷涂技术，并论述了影响TiO2光催化性能的材料相组分、涂层结构和元素掺杂等因素，总结了相应的性能改进措施，指出了目前TiO2光催化涂层的应用研究存在的问题和研究方向。

关键词: TiO2 涂层 , 光催化 , 热喷涂 , 锐钛矿相 , 金红石相

机械合金化制备Zn-Ni过饱和固溶体

张琦 , 叶菲 , 肖巍 , 闵捷 , 孟令娟 , 叶卫平 , 程旭东

稀有金属材料与工程

采用机械合金化方法,以无水乙醇为球磨介质,制备了Zn70Ni30二元体系合金.用X射线衍射仪和扫描电镜分析了球磨后的合金粉末的物相和形貌.结果表明,使用高能球磨可以促使Ni向Zn中扩散,最终能形成Zn-Ni过饱和固溶体.采用Miedema半经验理论模型计算该合金系的相变驱动力,在此体系中ΔGS=–6.02 kJ/mol<0,证明该体系具备生成过饱和固溶体的相变驱动力.

关键词: 机械合金化 , Zn-Ni过饱和固溶体 , X射线衍射 , 扫描电镜 , 热力学

纳米Y-PSZ基高温封严涂层微观结构的研究

肖巍 , 闵捷 , 孟令娟 , 张琦 , 叶菲 , 叶卫平 , 程旭东

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.03.011

采用大气等离子喷涂(APS)工艺制备了纳米氧化钇部分稳定的氧化锆(Y-PSZ)基高温封严涂层,对涂层的元素分布、孔隙率及孔隙分布等微观结构特征进行了研究,探讨了高分子聚合物(高聚物)的造孔机理.结果表明:涂层的成分均匀,纳米Y-PSZ对h-BN具有良好的包覆效果,在高聚物烧蚀后的涂层中留下均匀分布的孔隙,涂层的孔隙率可达33.0%.

关键词: 封严涂层 , 微观结构 , Y-PSZ