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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

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

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

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

多孔硅在传感器中的应用研究进展?

孙兰兰 , 肖巍 , 刘煌 , 张艳华 , 涂铭旌

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.013.011

多孔硅由于其制备方法简单、拥有极大的内表面积、广泛的孔径尺寸、可控的表面改性以及与传统硅集成技术兼容等特点，成为传感器件中理想的敏感材料。简述了多孔硅电化学传感器和光学传感器的研究进展，包括多孔硅湿度传感器、多孔硅气敏传感器、多孔硅有机蒸气传感器、多孔硅生物传感器。最后指出了阻碍多孔硅基传感器商业化的影响因素，并展望了多孔硅传感器的发展方向。

关键词: 多孔硅 , 传感器 , 内表面积

高温封严涂层材料的基本性能研究与评价

程旭东 , 高忠宝 , 李其连 , 肖巍 , 闵捷

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2008.04.008

为了提高飞机发动机用封严涂层的使用温度,适应发动机的迅猛发展,对能够在高温条件下使用的封严涂层材料进行了研究,自行设计制备了可磨耗封严涂层团聚粉末材料,使用等离子喷涂工艺成功制备了P7268涂层,随后对研制的在1 000℃以上环境使用的高温封严涂层P7268的基本性能进行探讨,并对涂层在1 000℃的高温稳定性和1 000℃～室温抗热震性能进行了试验.测试发现,P7268涂层在所测试温度具有良好的高温稳定性,具有较小的硬度变化,并且涂层的抗热震性能可以达到耐冷热循环50次.

关键词: 高温 , 可磨耗封严涂层 , 硬度 , 结合强度 , 热震

在碳钢上直接电还原固态二氧化钛制备金属钛涂层

肖作安 , 汤迪勇 , 范金航 , 肖巍 , 汪的华

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60015-3

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和室温提拉法在碳钢上制备致密和多孔两种 TiO2涂层，然后在 CaCl2熔盐中直接电化学还原TiO2得到金属钛涂层，利用SEM、EDX等技术对涂层与基体界面的显微组织和金属互扩散行为进行研究。结果表明，与提拉法相比，虽然超音速火焰喷涂(HVOF)法制备的 TiO2涂层与碳钢基体有更强的附着力和更致密的结构，但二者熔盐电解还原后所得钛涂层与碳钢基体都有较好的结合，在界面处发生了铁、钛互扩散，表明表面电化学冶金(SECM)可能是一种颇具发展潜力的表面工程/增材制造方法。

关键词: Ti涂层 , 熔盐 , 表面冶金 , 电化学还原 , 增材制造