张显程
,
徐滨士
,
王海斗
,
吴毅雄
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.02.021
采用有限元方法研究了等离子ZrO2/NiCoCrAlY功能梯度涂层形成过程中的热力学行为以及残余应力的分布.结果表明,由于涂层与基体的热膨胀系数不匹配等原因,在界面等区域存在严重的应力集中.涂层与基体厚度比、中间层以及喷涂过程的冷却速率对残余应力水平有很大影响.涂层内部关键区域的残余应力水平,随着涂层厚度增加而增加;50%ZrO2+50%NiCoCrAlY中间层对降低涂层内部的应力水平是有利的,但并不能消除涂层内部的应力集中;对于瞬态分析而言,涂层内部的应力随着冷却速度的增加而增加.
关键词:
残余应力
,
功能梯度涂层
,
中间层
,
冷却速率
马壮
,
王富耻
,
吕广庶
,
王全胜
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.z1.058
对等离子喷涂方法制备的金属-陶瓷功能梯度涂层的抗热震性能进行了研究,结果表明:2mm厚金属陶瓷功能梯度涂层整体热震35次后涂层从铝基体上整体剥落失效,主要原因为热震冷却时最大热应力位置在基体与涂层界面位置,位于试样边缘处靠近基体一侧,使铝基体产生周期塑性变形,最终导致基体与涂层的热疲劳失效,同时基体与涂层中金属组元的氧化行为促进了涂层的剥落.
关键词:
功能梯度涂层
,
抗热震性
,
热应力
,
氧化
王远坤
,
程长征
,
胡宗军
,
牛忠荣
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.04.015
在常规边界元法中引入几乎奇异积分的解析算法,使边界元法可以分析涂层结构的强度.计算了在赫兹压力作用下,各向同性涂层和功能梯度涂层两种涂层结构中的Tresca应力分布,绘制了应力等值线图.计算发现使用各向同性涂层时,Tresca应力的最大值出现在涂层和基体交界面上,且在交界面上应力存在明显的不连续性.通过边界元法分析,发现采用功能梯度涂层,可以降低最大的Tresca应力值,削减交界面上的应力不连续性.
关键词:
边界元法
,
几乎奇异积分
,
功能梯度涂层
,
Tresca应力
,
应力等值线
宁成云
,
王迎军
,
叶建东
,
赵娜如
,
陈晓峰
,
吴刚
功能材料
利用净能量控制的PRAXAIR4500型等离子喷涂系统,在钛合金基体上制备出HA/ZrO2功能梯度涂层,采用HTEM、XRD、SEM等对涂层过渡层ZrO2相的结构特征进行分析.结果表明:(1)富锆的过渡层存在ZrO2 3种晶型,主要以四方氧化锆为主,含有少量的立方氧化锆及微量的单斜氧化锆和CaZrO3,单斜氧化锆的出现说明材料内发生了四方氧化锆向单斜氧化锆马氏体相变,这种马氏体相变有利于提高HA材料的韧性;(2)生物活性功能涂层的富锆过渡层致密,与钛合金基体结合紧密,纯羟基磷灰石的表面层具有典型的多孔结构特征,整个涂层沿垂直基体方向从过渡层致密结构向表面层多孔结构过渡;涂层的这种结构特征有利于改善功能梯度涂层的综合性能,提高涂层与基体的结合强度,其结合强度达到48.6MPa.
关键词:
ZrO2
,
功能梯度涂层
,
TEM
,
等离子喷涂
裴宇韬
金属学报
采用激光一步涂覆方法制备了梯度结构的TiC／（Ni合金）复合涂层.熔覆层的组织由TiC颗粒、γ－Ni枝状初晶及枝晶间的共晶组成。从熔覆层底部到顶部TiC颗粒呈现连续的梯度变化，即颗粒尺寸从0．8μm增长到4．5μm、体积含量从4％增加到33％；TiC颗粒的形貌也相应地从近似“球形”的细小粒子过渡到粗大的花瓣状粒子簇。TiC颗粒的快速长大主要来自颗粒的碰撞与粘结。凝固前沿对浮升速度相对较慢的TiC小颗粒优先捕获是导致熔覆层梯度结构原位生成的决定性因素。
关键词:
功能梯度涂层
,
in-situ formation
,
TiC particle
,
laser cladding
龚伟
,
周黎明
,
王恩泽
材料研究学报
设计了Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层,使用有限元软件分析了成分分布指数、梯度层数目和梯度层厚度等参数对涂层/基体界面残余热应力的影响.结果表明:功能梯度材料的最佳成分梯度指数为m=1;涂层最佳层数为3-5层;涂层最佳厚度为1-1.5 mm;涂层表层主要分布为径向压应力;在涂层/基体界面的边缘区域应力集中较为严重;涂层/基体界面处的径向应力、轴向应力和剪切应力与成分分布指数、梯度层数目和梯度层厚度有密切的关系.用涂搪法制备了梯度涂层,用X射线衍射法(XRD)测试了涂层表面残余应力,验证了有限元结果的准确性.
关键词:
材料表面与界面
,
微晶玻璃
,
有限元分析
,
功能梯度涂层
,
残余热应力
龚伟
,
李华
,
周黎明
,
白朝中
,
王恩泽
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160206
为了提高钢基体微晶玻璃涂层的韧性,在Q235钢基体上采用涂搪法制备了钇稳定四方相氧化锆/Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2 (3Y-TZP/LZAS)微晶玻璃功能梯度涂层.采用XRD、SEM分析了梯度涂层的物相组成和微观结构,采用压痕法测试并计算了涂层的显微硬度和断裂韧性,通过粘接-拉伸法测试了涂层的结合强度.结果表明,3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层各层之间的界面结合紧密;涂层与钢基体依靠玻璃中的SiO2与铁的氧化物发生界面反应形成牢固的结合,反应产物为Fe2SiO4和FeSiO3;涂层的显微硬度和断裂韧性沿涂层厚度方向逐渐增大,涂层韧性提高是表面残余压应力增韧、3Y-TZP相变及3Y-TZP的颗粒增韧共同作用的结果;梯度涂层与Q235的结合强度达16.3 MPa.热震实验表明,梯度涂层在300℃下经历30余次热循环,表现出较好的抗热震性能.
关键词:
功能梯度涂层
,
微晶玻璃
,
涂搪法
,
微观结构
