郭彦飞
,
张鲲
,
刘莉
,
胡琪
,
赵君文
,
董立新
,
郑学斌
材料热处理学报
利用溶胶-凝胶技术对6063铝合金阳极氧化膜进行封孔处理.采用电化学阻抗谱和剥蚀法研究封孔处理对阳极氧化膜耐蚀性的影响规律,采用显微硬度仪和摩擦磨损测试仪研究封孔处理对阳极氧化膜耐磨性的影响规律.结果表明,经氧化锆或氧化铝溶胶封孔处理后,相应溶胶固化层在铝合金阳极氧化膜表面平整且无裂纹,阳极氧化膜的耐蚀性和耐磨性都获得显著提高.若选取相同的封孔处理工艺,氧化铝溶胶对提高阳极氧化膜耐蚀性和耐磨性的效果均优于氧化锆溶胶.
关键词:
溶胶-凝胶
,
阳极氧化
,
耐腐蚀性
,
耐磨性
张鲲
,
胡琪
,
赵君文
,
韩靖
,
戴光泽
,
郑学斌
,
何业东
材料热处理学报
采用复合溶胶-凝胶改性技术制备空间网络Al2O3/YSZ-Al2O3复合涂层,该涂层由具有空间网络结构的Al2O3包覆颗粒状YSZ和Al2O3组成.为了深入分析涂层的抗高温氧化性能,本文提出一种基于计算复合材料电阻值的类比模型,计算在本研究中所定义的材料扩散阻值,以实现对该涂层中氧扩散行为的定量分析.结果显示,采用基于涂层简化模型的该分析方法能够合理解释复合涂层在高温循环氧化过程所观测到的实验现象.
关键词:
Al2O3/YSZ-Al2O3复合涂层
,
空间网络结构
,
抗氧化
,
扩散阻力
王墉哲
,
吴伟
,
华佳捷
,
曾毅
,
郑学斌
,
周莹
,
王虎
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11743
利用大气等离子喷涂制备了ZrO2涂层, 采用扫描电子显微镜结合图像分析的方法对涂层的显微结构特征(总气孔率和大气率)进行了量化表征. 同时利用扫描电子显微镜附带X射线扫描成像对涂层内部的微裂纹和大的分隔裂纹的三维分布进行了表征. 据此建立了ZrO2涂层显微结构与热导率之间的关系. 室温下, 涂层N2的热导率较N1的低, 因为涂层N2内气孔和微裂纹数较多; 在1000℃, 由于微裂纹的烧结作用导致热导率增大, 所以涂层N2的热导率较N1反而高. 高温下, 涂层内由微裂纹汇聚而形成的大的分隔裂纹的存在则可以有效地抑制烧结, 降低涂层的热导率.
关键词:
ZrO2涂层; 显微结构; 热导率; X射线显微术
华佳捷
,
张丽鹏
,
刘紫微
,
王墉哲
,
林初城
,
曾毅
,
郑学斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11565
热障涂层(TBCs)具有良好的隔热性能, 是航空发动机和燃气轮机高温部件的关键材料. 在高温服役状态, 涂层的剥落会导致严重的问题, 因此涂层的失效机理是热障涂层研究中急需解决的关键问题. 除了受到热应力的影响以外, 涂层的失效还受到热生长氧化物(TGO)的生成和长大的影响, 本文介绍了粘结层的氧化、TGO的生成和长大以及微裂纹的产生、扩展、直到剥离脱落的整个失效过程; 探讨了影响热障涂层失效的若干因素, 并对其进行的各种改性研究进行了概述, 分析总结了热障涂层失效相关研究的发展趋势.
关键词:
热障涂层; 失效; 热生长氧化物; 热应力裂纹; 综述
王墉哲
,
吴伟
,
华佳捷
,
曾毅
,
郑学斌
,
周莹
,
王虎
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11743
利用大气等离子喷涂制备了ZrO2涂层,采用扫描电子显微镜结合图像分析的方法对涂层的显微结构特征(总气孔率和大气率)进行了量化表征.同时利用扫描电子显微镜附带X射线扫描成像对涂层内部的微裂纹和大的分隔裂纹的三维分布进行了表征.据此建立了ZrO2涂层显微结构与热导率之间的关系.室温下,涂层N2的热导率较N1的低,因为涂层N2内气孔和微裂纹数较多；在1000℃,由于微裂纹的烧结作用导致热导率增大,所以涂层N2的热导率较N1反而高.高温下,涂层内由微裂纹汇聚而形成的大的分隔裂纹的存在则可以有效地抑制烧结,降低涂层的热导率.
关键词:
ZrO2涂层
,
显微结构
,
热导率
,
X射线显微术
华佳捷
,
张丽鹏
,
刘紫微
,
王墉哲
,
林初城
,
曾毅
,
郑学斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11565
热障涂层(TBCs)具有良好的隔热性能,是航空发动机和燃气轮机高温部件的关键材料.在高温服役状态,涂层的剥落会导致严重的问题,因此涂层的失效机理是热障涂层研究中急需解决的关键问题.除了受到热应力的影响以外,涂层的失效还受到热生长氧化物(TGO)的生成和长大的影响,本文介绍了粘结层的氧化、TGO的生成和长大以及微裂纹的产生、扩展、直到剥离脱落的整个失效过程；探讨了影响热障涂层失效的若干因素,并对其进行的各种改性研究进行了概述,分析总结了热障涂层失效相关研究的发展趋势.
关键词:
热障涂层
,
失效
,
热生长氧化物
,
热应力裂纹
,
综述
林初城
,
朱慧颖
,
MASAO Matsuyama
,
王虎
,
黄利平
,
郑学斌
,
曾毅
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13074
为了保证核能源的使用安全,对氚在第一壁材料表面的滞留数量以及深度进行定量表征非常重要.在本研究中,制备了一系列潜在的第一壁材料B4C/Mo涂层,并采用成像板(IP)和β射线激发X射线(BIxs)法对其表面的氚滞留情况进行了测定.IP图像表明,涂层表面吸附的氚含量遵循以下顺序:B4C＞BM 15＞BM5＞Mo.而BIXS结果进一步表明,对于B4C涂层,大部分氚扩散到了涂层内部；而对于其他三种涂层,氚仅在其表面发生吸附.扫描电镜(SEM)结果显示,B4C涂层气孔率最高,而其他三种涂层尽管气孔率较低,但其截面仍能观察到大量气孔和微裂纹的存在.涂层中的这些缺陷为氚的吸收和扩散提供了通道,而气孔与微裂纹的尺寸最终决定了氚在涂层表面的吸附数量.实验结果还表明,涂层杂质成分Ti的存在也对氚的滞留产生了一定影响.
关键词:
碳化硼/铝
,
第一壁材料
,
氚
,
X射线光谱法
云海涛
,
梁波
,
季珩
,
郑学斌
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.5.010
以粒度为50 ～ 70μm的铜包石墨(Graphite-65％ Cu质量分数,下同)复合粉体为原料,采用大气等离子喷涂设备在316不锈钢基体上制备了铜-石墨复合涂层.运用场发射、能谱、X射线衍射等手段对涂层显微结构进行了表征,并利用UMT球-盘式摩擦磨损试验机探讨了室温大气环境下铜-石墨复合涂层的摩擦学性能.结果表明,Graphite-65％ Cu复合涂层结构致密,与不锈钢基材结合牢固；石墨在涂层中分布均匀；物相组成主要为C,Cu和Cu2O三相；摩擦副间石墨转移膜的形成是涂层低摩擦系数的主要原因.不同载荷和速率条件下所得涂层摩擦系数在0.03～0.15间.粘着磨损是主要磨损机制.
关键词:
等离子喷涂
,
铜-石墨
,
复合涂层
,
干摩擦
唐宏志
,
孙寅章
,
王树林
,
曹德明
,
郑学斌
材料科学与工艺
采用振动研磨方法对喷涂前驱体(6％Al2O3-7％ YSZ混合粉体)进行研磨处理,并通过XRD和TEM对研磨后的混合粉体进行表征.利用大气等离子喷涂技术,分别对研磨过的前驱体和7％YSZ粉体进行喷涂,制备了新型AYSZ涂层和常规YSZ涂层,采用SEM,XRD和EDS等测试方法,研究了这两种涂层的显微组织及相组成.研究结果表明:前驱体颗粒经过振动研磨后,产生大量的应变和位错等缺陷,使材料处于亚稳、高能活性状态.在等离子高温的诱导下,储存在材料内部的能量得以释放,使得AYSZ涂层的柱状晶粒尺寸减小至纳米级.相比于YSZ涂层,AYSZ涂层含有较多的c-ZrO2,提高了涂层的孔隙率、弹性模量和硬度等性能.
关键词:
振动研磨
,
等离子喷涂
,
位错缺陷
,
能量释放
,
热障涂层
张鲲
,
郭彦飞
,
胡琪
,
赵君文
,
戴光泽
,
郑学斌
材料热处理学报
采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在不锈钢表面制备Al2O3-ZrO2微叠涂层.微观组织形貌表明,涂层表面平整,厚度均匀,经过8次提拉及后续热处理获得的总厚度约为150 nm.高温氧化结果表明,所制备的Al2O3-ZrO2微叠涂层能够结合ZrO2涂层与金属基体热匹配性能好以及Al2O3涂层的氧扩散系数低的优点,表现出比二者更好的综合抗高温氧化及抗剥落性能.此外,Al2O3层和ZrO2层的排列组合模式对Al2O3-ZrO2微叠涂层的抗高温氧化性能也产生一定的影响,对于总层数和组分层数相同的体系,相邻氧阻挡层的厚度越大,微叠涂层的抗高温氧化性能越好.
关键词:
微叠涂层
,
溶胶-凝胶
,
高温氧化
,
排列组合
