热喷涂技术与热喷涂材料的发展现状

简述了有关热喷涂的几种喷涂技术,包括等离子喷涂技术、火焰喷涂技术和电弧喷涂技术等的工作原理及发展现状,主要对如何提高涂层结合强度的问题作了说明。对热喷涂涂层材料,尤其是近年来的纳米喷涂材料发展进行了简要介绍。     

大气等离子和超音速火焰喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层组织和性能对比

目的 针对航空发动机叶片榫头/榫槽摩擦副工作中的微动磨损问题,开展CoCrAlYSi-hBN抗微动磨损涂层研究.方法 通过大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)喷涂工艺,制备CoCrAlYSi-hBN涂层,采用扫描电镜(SEM)研究涂层的形貌和微观组织,采用显微硬度计和拉伸试验机测试涂层的显微硬度和结合强度,采用SRV试验机探究涂层的摩擦磨损性能.结果 APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层熔化更充分,显微组织均匀,具有更多高含量的hBN和孔隙;HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层显微组织具有明显的层状结构,涂层致密,hBN和孔隙含量少;APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层的硬度平均值为168.4HV0.3,结合强度平均值为44.6 MPa,远小于HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层的硬度(327.1HV0.3)和结合强度平均值(59.5 MPa).相比HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层,APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层虽然有更低的摩擦系数(0.75),但涂层磨损更严重,涂层磨痕表面有明显的涂层剥落,HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层磨痕则出现更多的犁沟.结论 HVOF喷涂工艺制备的CoCrAlYSi-hBN涂层的综合性能优于APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层,在摩擦过程中,两种工艺制备的CoCrAlYSi-hBN涂层都会转移到对偶件上,从而减少对偶件的磨损,有作为叶片榫头抗微动磨损涂层的潜力.     

天线罩涂层海洋环境下老化行为研究

通过南海海洋大气环境下户外大气暴露对几种不同天线罩涂层工艺进行了老化试验,运用光泽、颜色、粉化率和SEM测试了涂层在户外大气暴露的性能变化和表面形貌,并进行对比分析。结果表明,在南海海洋大气环境中,工艺玻璃钢板/雷达罩底漆/浅灰聚氨酯漆涂层样品耐侯性较好;工艺玻璃钢板/环氧聚酰胺/弹性聚氨酯磁漆涂层和工艺钢/镀锌/铁红环氧底漆/烤氨基磁漆涂层耐侯性较差;工艺钢/镀锌/铁红过氯乙烯底漆/军绿过氯乙烯磁漆耐侯性最差。     

等离子喷涂 YSZ 涂层瞬态超高温冲蚀性能研究

目的研究等离子喷涂YSZ涂层的瞬态超高温烧蚀性能。方法借助超音速火焰喷涂设备实现超高温高速火焰,对等离子喷涂YSZ涂层进行瞬态冲蚀,通过火焰中加送氧化铝颗粒模拟对涂层的高温冲刷。采用常规手段评价涂层的抗瞬态超高温冲蚀性能,并对冲蚀部位进行微观观察,探讨涂层的失效机理。结果在3000 K、不添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料表面发生沸腾;喷涂0.6 mm YSZ的试样在火焰冲击60 s后涂层完好。在3000 K、添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料被冲刷出约1.0 mm深坑;喷涂0.6 mm YSZ试样的涂层被火焰冲刷剥落,但基体未受明显损伤;喷涂1 mm YSZ的试样,试验后仍保留部分涂层。结论在3000 K高温瞬态冲蚀条件下,热喷涂1 mm厚YSZ涂层可对材料表面形成有效防护。     

SCR烟气脱硝技术在玻璃行业的应用

随着对氮氧化物排放控制的日益严格,SCR烟气脱硝技术在玻璃行业烟气治理中的运用将更加广泛。本文简述了玻璃炉窑烟气特点,并结合该技术在某玻璃炉窑烟气脱硝中的实际案例,直观展现了SCR脱硝工艺的实施方案,为同类工程提供技术参考。     

超级爆炸喷涂镍基钴基涂层高温氧化及摩擦磨损性能

目的针对装备向高温高速发展的需求,开展NiCr-Cr_3C_2、CoMoCr及NiCr Al Y涂层的高温摩擦磨损性能对比研究。方法针对上述三种涂层,通过超级爆炸喷涂工艺进行涂层制备,并测试涂层孔隙率、显微硬度、结合强度等基本性能,开展650℃/260 h的抗氧化试验和400、650℃的销盘式摩擦磨损试验,对比涂层的各项性能和在高温条件下的氧化质量增量、摩擦系数、磨损质量损失。结果抗氧化试验后,NiCr-Cr_3C_2、CoMoCrSi及NiCrAlY涂层氧化增重0.18、0.1、0.005 mg/(cm~2·h)。650℃时,摩擦系数分别为0.5、1.0、0.6。结论超级爆炸喷涂工艺制备的涂层组织、结合强度均优于等离子喷涂等常规喷涂工艺。高温下的氧化产物Co_3O_4与Cr_2O_3对高温摩擦系数有不同的影响。NiCr-75Cr_3C_2和NiCrAlY涂层在400、650℃可作为与SG37A材料的对磨副材料。     

室内颗粒物在玻璃表面的沉积与黏附特性

为研究室内颗粒物的自然沉降和黏附玻璃表面的规律,将普通硅酸盐玻璃载玻片以与水平面呈不同夹角(0°,45°和90°)放置于实验室中,研究载玻片表面在未处理、经玻璃清洗剂或TiO₂处理条件下,不同放置时间(1,3,10和30 d)内其黏附颗粒物的特性.结果表明:经TiO₂预处理的载玻片表面黏附的颗粒物质量与放置时间呈正比,与水平面夹角呈反比;而未处理和经玻璃清洗剂处理的载玻片的上述关系不明显.经清洗剂预处理的载玻片表面的颗粒物数浓度、遮光比相对较小,说明可以通过表面预处理防止玻璃表面黏尘.载玻片表面黏附颗粒物的平均粒径不随放置时间、与水平面夹角和预处理试剂种类变化而明显改变,粒径主要集中在15～25 μm.      

轻质Cf/SiOC复合材料表面抗氧化涂层烧蚀性能的研究

目的提高轻质碳纤维增强SiOC(C_f/SiOC)多孔陶瓷复合材料的抗烧蚀性能。方法用TaSi_2、MoSi_2为高温抗氧化组分,SiB_6为烧结助剂,硼硅酸玻璃为粘结剂,采用浆料法在C_f/SiOC复合材料表面制备多层梯度化抗氧化涂层。用氧乙炔考核带涂层复合材料的抗氧化及抗烧蚀性能,并通过扫描电子显微镜对烧蚀后的形貌进行分析。结果采用硼硅酸玻璃能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,有效地提升涂层的阻氧能力,同时能够降低涂层与基体材料之间的热失配。通过浆料法能够获得梯度化的抗氧化涂层,即涂层由靠近基体部分的多孔层逐渐过渡至最外层的致密层。在氧乙炔考核烧蚀实验下,涂层表现出优良的抗烧蚀性能,并且随着表面烧蚀温度的不同,表现出不同的烧蚀行为。在1660℃下烧蚀后,线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.03μm/s,2.96×10-8g/(mm2·s),随着烧蚀温度增加至1760℃,线烧蚀率及质量烧蚀率增加至0.06μm/s,1.03×10-7g/(mm2·s)。带涂层的复合材料烧蚀后,涂层表面没有裂纹,但都出现了大量的孔洞,其主要原因是硼硅酸玻璃的挥发,基体材料并没有发生明显的氧化,涂层表现出优良的抗氧化、阻氧能力。结论硼硅酸玻璃的引入能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,提升涂层的阻氧能力。制备的多组分抗氧化烧蚀涂层,可以有效地提高C_f/SiOC复合材料的抗烧蚀能力。     

大气等离子喷涂SrZrO3热障涂层工艺与性能的研究

目的探究大气等离子喷涂制备Sr ZrO_3涂层的融化状态最好、沉积效率最高的最优工艺,研究SrZrO_3热障涂层的热物理性能及其热循环寿命。方法采用大气等离子喷涂技术制备SrZrO_3热障涂层,通过设计田口实验研究不同的喷涂工艺对粉末融化状况和沉积效率的影响,采用扫描电镜观察涂层融化状况等。采用优化后的工艺制备厚涂层,使用高温热膨胀仪和激光导热仪测试涂层的热膨胀系数、抗烧结性能以及热扩散系数。结果当喷涂距离为90 mm时,SrZrO_3涂层沉积效率最高,最大单遍喷涂厚度达到15.3μm;当喷涂距离为100 mm时,涂层的熔化状态最好。制备态SrZrO_3涂层中出现第二相t-Zr O_2,1600℃热处理条件下,随着热处理时间的延长,t-Zr O_2逐渐消失,热处理360 h后,m-ZrO_2的质量分数逐渐增加至27%。SrZrO_3涂层热膨胀系数为(8～10)×10~(-6) K~(-1)(200～1400℃),随着热处理时间的延长,涂层的热膨胀系数逐渐降低。SrZrO_3涂层的热导率随着热处理时间的延长先增加后减小,热处理360h后SrZrO_3涂层的热导率为1.82W/(m·K)(1000℃)。SrZrO_3/YSZ双层涂层炉内循环548次后,涂层整体脱落。结论 SrZrO_3涂层最优喷涂工艺为电流550 A、氩气流量40 L/min、氢气流量10 L/min、喷涂距离100 mm、功率35.8 kW。随着热处理时间的延长,涂层中的第二相m-ZrO_2能够降低涂层的热膨胀系数和热导率。SrZrO_3/YSZ双层涂层的循环次数远高于SrZrO_3单层涂层。     

低压等离子喷涂制备ZrB2-TiC复合涂层 及其烧蚀性能研究

目的探索低压等离子喷涂制备ZrB_2-TiC复合涂层工艺及其烧蚀性能。方法采用喷雾造粒技术制备适用于低压等离子喷涂的ZrB_2-TiC球形粉体,再采用低压等离子喷涂技术在高强石墨基体表面制备ZrB_2-TiC复合涂层。利用氧-乙炔火焰考核涂层的抗烧蚀性能,采用红外测温仪测试烧蚀过程中涂层的表面温度,分别采用扫描电镜、EDS及XRD分析涂层的表截面形貌、元素及物相。结果 ZrB_2-TiC复合涂层呈等离子喷涂层状结构特征,内部孔隙率达到10.8%,涂层与高强石墨之间的结合强度约5.4 MPa。喷涂后涂层产生了ZrTiB4、ZrTiC2新相。涂层经过2000℃氧乙炔烧蚀5min后,保持完整,未出现裂纹及剥落,烧蚀深度仅为2～5μm。结论采用低压等离子喷涂可在石墨表面制备性能优良的ZrB_2-TiC复合涂层,涂层可有效抵御氧乙炔火焰的烧蚀。     

太阳热反射涂料的研制

根据涂料反射太阳热的原理,以丙烯酸树脂为基料,以金红石型钛白粉、云母粉及空心玻璃微珠为原料,制备了隔热性能和耐候性能均良好的太阳热反射隔热涂料,并研究了颜料、填料种类、粒径、涂层厚度对涂料隔热性能的影响。     

Preparation of MgO/B2O3 coatings by plasma spraying on SUS304 surface and effects of heat-resistant

This study mainly deals with the preparation of MgO/B₂O₃ coatings by plasma spraying on the SUS304 surface and the effects of heat-resistant. The power materials of low thermal conductivity were selected to control the heat divergent performance of high temperature parts. The reticular micro-structure between the cover thermal layer and the substrate was prepared by using the plasma spraying method. The powder mixture of MgO and B₂O₃ were selected as spraying materials and the SUS304 was used as the substrate material. The MgO/B₂O₃ coating was prepared on the surface of the SUS304 to provide better cover thermal performance. The properties of the microstructures and the morphologies were studied by Optical Microscope, Scanning Electron Microscope, Electron Probe Microanalyzer, and X-ray Diffraction. The results showed that the cover thermal performance has been improved.     

Preparation of MgO/B2O3 coatings by plasma spraying on SUS304 surface and effects of heat-resistant

This study mainly deals with the preparation of MgO/B₂O₃ coatings by plasma spraying on the SUS304 surface and the effects of heatresistant. The power materials of low thermal conductivity were selected to control the heat divergent performance of high temperature parts. The reticular micro-structure between the cover thermal layer and the substrate was prepared by using the plasma spraying method. The powder mixture of MgO and B₂O₃ were selected as spraying materials and the SUS304 was used as the substrate material. The MgO/B₂O₃ coating was prepared on the surface of the SUS304 to provide better cover thermal performance. The properties of the microstructures and the morphologies were studied by Optical Microscope, Scanning Electron Microscope, Electron Probe Microanalyzer, and X-ray Diffraction. The results showed that the cover thermal performance has been improved.     

YSZ-W复合涂层的制备及抗烧蚀性能研究

目的 在TC4表面制备均匀致密的YSZ-20％(体积分数)W(ZW2)复合涂层,以提高其抗烧蚀性能,并对其在超音速燃流中的烧蚀响应机制进行初步探究.方法 以8YSZ和W粉为原料,采用喷雾干燥-真空烧结工艺制备喷涂用ZW2复合粉末,利用大气等离子喷涂技术(APS)制备ZW2复合涂层,采用超音速火焰冲刷法(SCF)测试涂层...     

剩余污泥预处理技术概览

全球气候大会以及中国政府在CO2减排方面的承诺使剩余污泥厌氧消化产生能源这一老生常谈的问题再次受到关注.污泥生物细胞裂解/水解是限制厌氧消化效率的重要瓶颈,而污泥预处理技术可有效提高细胞破裂、水解效果,最大限度地发掘出剩余污泥中的有机能源.目前全球研发的污泥预处理技术多种多样,其中既有具备工程应用经验的超声波、聚焦脉冲...     

热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究

目的 研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为,为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。方法 采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层,通过户外暴露试验,采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法,对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。结果Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。在0～540 d周期内,涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn₆Al₂(OH)₁₆CO₃·H₂O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn_0.70Al_0.30(OH)₂(CO₃)_0.15·x H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO_3<...     

热喷涂防腐涂层在大气环境中的应用

主要介绍了热啧涂技术的工艺原理、应用领域和技术创新,总结了大气腐蚀的影响因素,主要是环境因素（包括温度、湿度等）和污染物因素（包括二氧化硫和氯离子浓度等）,并依据腐蚀因素确定了不同的大气腐蚀类型,最后综述了热喷涂防腐蚀涂层的分类、防腐蚀原理及其在桥梁、电厂、工业设施、港工码头等铜结构大气防腐蚀方面的应用。     

热带海洋大气环境下制动盘防护工艺耐腐蚀性能分析

目的研究汽车制动盘的三种防护工艺在热带海洋大气环境下的耐腐蚀性能。方法针对三种防护工艺的制动盘,在万宁试验站采用户外暴露试验方法开展对比试验。结果某无铬锌铝涂层1防护工艺的制动盘严重生锈,腐蚀程度最严重。某无铬锌铝涂层2和石墨烯防护工艺的制动盘在热带海洋大气环境中发生轻微生锈。结论在热带海洋大气环境下,某无铬锌铝涂层1防护工艺的耐蚀性能最差,某无铬锌铝涂层2和石墨烯防护工艺耐蚀性能良好,具有更好的环境适应性。     

铌合金表面热防护涂层研究进展

作为武器装备、航空航天等多种现代工业领域热端部件中应用十分广泛的结构材料,铌合金在高温富氧燃流的冲刷下会发生严重的烧蚀现象,进而影响了其在超高温环境下的使用性能。研究发现,采用表面涂层技术能够有效提升铌合金的高温抗烧蚀性能。因此结合热端部件富氧、超高温的实际服役环境,首先介绍了国内外铌合金表面抗氧化烧蚀涂层领域的研究现状,对比分析了金属基和硅系陶瓷抗烧蚀涂层各自在抗氧化烧蚀性能上的优缺点;然后综述了近年来国内外有关热障涂层的研究进展,归纳总结了ZrO2基陶瓷涂层、稀土锆酸盐陶瓷涂层以及钙钛矿结构陶瓷涂层三种热障涂层材料的特点;最后对铌合金表面热防护涂层的结构设计以及未来的研究方向进行了展望。