热喷涂陶瓷涂层的耐磨应用及涂层结构调控方法 被引量：23

1

作者 陈林 杨冠军 +4 位作者 李成新 王豫跃 雒晓涛 张山林 李长久 《现代技术陶瓷》 CAS 2016年第1期3-21,共19页

因涂层材料适用范围广、基材适应性强、工艺灵活等特点,热喷涂陶瓷涂层作为一类新型耐磨涂层已经在很多领域获得成功应用。然而,现代工业发展对耐苛刻条件下严酷磨损的高性能耐磨涂层提出了越来越高的需求,如何通过材料?工艺的整体技术... 因涂层材料适用范围广、基材适应性强、工艺灵活等特点,热喷涂陶瓷涂层作为一类新型耐磨涂层已经在很多领域获得成功应用。然而,现代工业发展对耐苛刻条件下严酷磨损的高性能耐磨涂层提出了越来越高的需求,如何通过材料?工艺的整体技术体系进行涂层结构的有效调控,成为涂层技术领域的重要研究课题之一。本文在简要介绍热喷涂陶瓷涂层作为耐磨涂层应用现状的基础上,提取出对涂层耐磨性具有普遍意义的层内扁平粒子间界面结合这一重要的涂层结构本质特征,明确了涂层内扁平粒子间界面强化的基本思路,阐述了基于界面同质强化和界面异质强化的两条思路进行层间结合界面强化的研究进展,以期为面向更高耐磨性能的热喷涂陶瓷涂层的材料选择、结构设计以及工艺优化提供有益参考。 展开更多

关键词 热喷涂 陶瓷涂层 金属陶瓷涂层 耐磨损 结构调控

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冷喷涂金属的组织与性能调控 被引量：16

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作者 雒晓涛 谢天 +1 位作者 李长久 李成新 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期68-81,共14页

金属粉末颗粒低温固态成型的特点使冷喷涂在热敏感、易氧化金属材料制备方面具有显著的优势,可用于高性能涂层的制备、失效金属构件的修复和金属增材制造。获得目标性能是确保冷喷涂涂层、修复层和增材构件得以应用的前提,其主要受沉积... 金属粉末颗粒低温固态成型的特点使冷喷涂在热敏感、易氧化金属材料制备方面具有显著的优势,可用于高性能涂层的制备、失效金属构件的修复和金属增材制造。获得目标性能是确保冷喷涂涂层、修复层和增材构件得以应用的前提,其主要受沉积体的显微组织影响。因此,首先介绍了冷喷涂固态颗粒高速碰撞,逐个颗粒沉积使沉积体形成的"砖墙"层状独特结构;其次,阐述了冷喷涂沉积体"砖墙"特征结构与性能,特别是力学性能之间的关系;最后,重点从粉末原材料设计、喷涂过程控制和喷涂后处理的涵盖冷喷涂全流程的3个方面对冷喷涂金属显微组织进行调控的策略和方法进行了总结,以期为冷喷涂技术的广泛应用提供借鉴。 展开更多

关键词 冷喷涂 金属沉积体 显微组织 力学性能

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冷喷涂固态颗粒沉积中颗粒间结合形成机制研究进展 被引量：14

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作者 葛益 雒晓涛 李长久 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期60-67,89,共9页

就目前主流的冷喷涂颗粒结合形成机理进行了系统总结和评述,为冷喷涂沉积体性能的调控和后续研究提供借鉴。分别就经典的颗粒界面绝热剪切失稳结合机理,颗粒界面应力波释放诱导材料射流形成结合机理,以及高速碰撞诱导颗粒表面氧化膜破... 就目前主流的冷喷涂颗粒结合形成机理进行了系统总结和评述,为冷喷涂沉积体性能的调控和后续研究提供借鉴。分别就经典的颗粒界面绝热剪切失稳结合机理,颗粒界面应力波释放诱导材料射流形成结合机理,以及高速碰撞诱导颗粒表面氧化膜破碎、新鲜金属接触结合机理的基本概念、原理、特点进行了概括总结。通过大量系统文献的调研,指出现有理论目前存在的相悖和不足之处,并简要分析了现有颗粒间结合形成理论对冷喷涂沉积体质量调控方面的指导意义。最后基于现有研究的不足,对冷喷涂颗粒界面结合机制方面的研究进行了展望。 展开更多

关键词 冷喷涂 临界速度 结合形成机制 绝热剪切失稳 颗粒界面材料射流形成 颗粒表面氧化膜破碎

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原位微锻造冷喷涂制备高致密铝基涂层及耐腐蚀性能 被引量：12

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作者 雒晓涛 魏瑛康 +1 位作者 张越 李长久 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期34-39,共6页

目的提出一种基于原位微锻造冷喷涂制备高致密度金属沉积体的新方法,旨在为镁合金腐蚀防护提供一种低成本的涂层制备方法。方法通过在Al喷涂粉末中混入20%～60%(体积分数)的大粒径喷丸颗粒,借助其在喷涂过程中对已沉积Al涂层的原位微锻... 目的提出一种基于原位微锻造冷喷涂制备高致密度金属沉积体的新方法,旨在为镁合金腐蚀防护提供一种低成本的涂层制备方法。方法通过在Al喷涂粉末中混入20%～60%(体积分数)的大粒径喷丸颗粒,借助其在喷涂过程中对已沉积Al涂层的原位微锻造效应,实现Al涂层制备中的实时致密化,研究了原位微锻造强度对涂层显微组织及耐腐蚀性能的影响规律。采用SEM分析了涂层的显微结构,采用电化学测试及长期浸泡试验测试了涂层的耐腐蚀性能。结果随着微锻造强度的提高,金属沉积体的致密度逐渐增加,当混合粉末中的喷丸颗粒含量高于40%时,可获得孔隙率低于0.3%的高致密度Al涂层。电化学测试及长达1000 h的Na Cl溶液浸泡腐蚀结果显示,高致密度Al涂层包覆后的镁合金表现出与冶金块材铝相当的耐腐蚀性能,比无保护镁合金腐蚀速率降低两个数量级以上;在1000h的盐雾腐蚀后,涂层与基材界面无腐蚀产物生成,表明涂层可完全对腐蚀介质进行物理隔绝。同时,致密铝涂层表面形成了微米级的钝化膜,可进一步提高耐腐蚀性能。结论通过原位微锻造辅助冷喷涂技术,可在较低的气体温度和气体压力条件下在镁合金表面获得完全致密的Al腐蚀防护涂层。该技术还有望用于诸如高导热、高导电涂层的制备,金属构件修复及增材制造等其他对金属沉积体有致密度要求的领域。 展开更多

关键词 冷喷涂 原位微锻造 镁合金 铝涂层 显微组织 耐腐蚀性能

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混合氧化物对等离子喷涂热障涂层热循环寿命的影响 被引量：8

5

作者 董会 杨冠军 +1 位作者 雒晓涛 李长久 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期21-28,共8页

采用梯度热循环试验与理论模型相结合的方式研究了混合氧化物对热障涂层寿命的影响。喷涂态热障涂层系统由Inconel 738基体、冷喷涂沉积的NiCoCrAlTaY粘结层(BC)及大气等离子喷涂制备的ZrO2+Y2O3(8%)陶瓷层组成。在1 150℃空气气氛条件... 采用梯度热循环试验与理论模型相结合的方式研究了混合氧化物对热障涂层寿命的影响。喷涂态热障涂层系统由Inconel 738基体、冷喷涂沉积的NiCoCrAlTaY粘结层(BC)及大气等离子喷涂制备的ZrO2+Y2O3(8%)陶瓷层组成。在1 150℃空气气氛条件下,经过保温20h制备了含有混合氧化物的涂层。每个热循环包括70s的加热,50s的保温及120s的压缩空气冷却。陶瓷层表面最高温度为1 150℃,此时250μm厚的陶瓷层隔热150℃。结果表明:涂层中存在混合氧化物时,其寿命显著降低,且涂层寿命降低程度与混合氧化物和α-Al2O3生长诱发的YSZ应变量,以及混合氧化物的覆盖率有关。与α-Al2O3相比,较高生长速率的混合氧化物易诱发YSZ产生较高的应变,过早地诱发涂层未结合界面扩展、合并,进而导致涂层快速失效。 展开更多

关键词 热障涂层(TBC) 混合氧化物 热生长氧化物(TGO) 梯度热震

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冷喷连接铝铜异质接头的组织结构和力学性能 被引量：7

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作者 付斯林 李成新 +4 位作者 魏瑛康 雒晓涛 杨冠军 李京龙 李长久 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期93-102,共10页

针对铝铜间的物理性能差异以及熔化焊过程中易产生脆性相的特点,提出一种铜铝异质金属冷喷连接的新方法,该方法将纯铝粉末以固态形式高速撞击具有一定坡口的铜铝母材表面,通过粒子与母材、粒子与粒子间的累加成形将铝板和铜板在低于其... 针对铝铜间的物理性能差异以及熔化焊过程中易产生脆性相的特点,提出一种铜铝异质金属冷喷连接的新方法,该方法将纯铝粉末以固态形式高速撞击具有一定坡口的铜铝母材表面,通过粒子与母材、粒子与粒子间的累加成形将铝板和铜板在低于其熔点的情况下实现连接。为了提高接头的力学性能,采用不锈钢颗粒辅助强化方法,利用氮气为加速气体,气体预热温度为270℃,压力为2.4 MPa,Al/Cu冷喷连接接头的力学性能测试结果表明:拉伸断裂在铝母材,接头平均拉伸强度为63 MPa,结合区与铝结合界面平均剪切强度为42 MPa,结合区与铜结合界面平均剪切强度为38 MPa。接头与母材主要通过机械咬合方式连接,不锈钢颗粒的夯实效应使粒子塑性变形增加,提高了接头的致密度和强度,不锈钢颗粒在母材的嵌入钉扎作用可有效提高结合界面的剪切强度。 展开更多

关键词 冷喷连接 冷喷涂 异质金属接头 冷焊

原文传递

核电蒸汽发生器堵管技术研究进展及其在高温气冷堆的应用前景 被引量：5

7

作者 刘福广 杨二娟 +4 位作者 李勇 米紫昊 王艳松 刘刚 雒晓涛 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期74-81,共8页

高可靠性的蒸汽发生器堵管技术是核电站安全运行的重要保障,与压水堆相比,以高温气冷堆为代表的第四代核电技术由于蒸汽发生器内传热管服役温度显著提高,对现有的蒸汽发生器堵管技术提出了新的挑战。对此,本文首先基于国内外文献报道,... 高可靠性的蒸汽发生器堵管技术是核电站安全运行的重要保障,与压水堆相比,以高温气冷堆为代表的第四代核电技术由于蒸汽发生器内传热管服役温度显著提高,对现有的蒸汽发生器堵管技术提出了新的挑战。对此,本文首先基于国内外文献报道,总结了现有压水堆蒸汽发生器堵管技术的工作原理与技术特点;其次,总结了国内外蒸汽发生器自动化堵管系统的开发与应用现状;之后,就高温气冷堆蒸汽发生器的服役工况与场地条件,提出了现有堵管技术在高温气冷堆应用方面面临的挑战及改进方向;最后,针对堵管技术的发展现状与高温气冷堆的技术需求,从装备要求、施工可行性和堵头质量的长期有效性等方面指明了自动化堵管技术的发展方向,以期为高温气冷堆蒸汽发生器自动化堵管技术的发展提供借鉴。 展开更多

关键词 核电站 高温气冷堆 蒸汽发生器 机械堵管 焊接堵管

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冷喷涂技术研究进展及其在舰船领域的应用 被引量：5

8

作者 许康威 雒晓涛 +4 位作者 武笑宇 谢述锋 黄磊 苏摇 田佳佳 《材料保护》 CAS CSCD 2022年第1期86-94,127,共10页

冷喷涂作为一种低温固态成型技术,具有基材热影响小、粉末材料不易氧化、沉积效率高等特点,可用于金属防护涂层制备、零部件修复和增材制造。首先从冷喷涂系统、喷涂材料、喷涂工艺3个方面介绍了冷喷涂技术的特点;其次总结了近年来冷喷... 冷喷涂作为一种低温固态成型技术,具有基材热影响小、粉末材料不易氧化、沉积效率高等特点,可用于金属防护涂层制备、零部件修复和增材制造。首先从冷喷涂系统、喷涂材料、喷涂工艺3个方面介绍了冷喷涂技术的特点;其次总结了近年来冷喷涂技术在粉末材料设计、涂层结合机理、组织结构与性能调控方面的研究进展;然后,详述了冷喷涂技术在国外海军舰船领域的应用情况;最后,简述了冷喷涂技术在我国海军舰船领域的研究及应用情况,并对其未来发展方向进行了展望,以期提高我国海军舰船装备腐蚀防护及维修保障能力。 展开更多

关键词 冷喷涂 金属涂层 零件修复 腐蚀 舰船

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添加WC颗粒对镁合金表面等离子喷涂Al基涂层耐腐蚀和耐磨损性能的影响

9

作者 Haroon RASHID 雒晓涛 +2 位作者 董昕远 张黎 李长久 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期2275-2288,共14页

常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护,因此,采用大气等离子喷涂,实现粒子间的冶金结合,制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。结果表明,由于WC颗粒中C元素的去氯效应,以及超高温熔滴(&... 常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护,因此,采用大气等离子喷涂,实现粒子间的冶金结合,制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。结果表明,由于WC颗粒中C元素的去氯效应,以及超高温熔滴(>1800℃)间的自冶金结合,在最优等离子喷涂条件下制备出无氧化物杂质的涂层。涂层的致密结构使其表现出优异耐腐蚀性能,其腐蚀电流密度比镁合金基体降低4个数量级,比纯铝块材降低2个数量级。WC硬质颗粒的添加使Al-WC复合涂层的耐磨损性能相较纯Al块材提高1个数量级。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂 Al-WC涂层 自冶金结合 去氧效应 耐腐蚀性 耐磨性

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冷喷涂硬质合金耐磨涂层研究进展

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作者 王明远 李文亚 +1 位作者 徐雅欣 雒晓涛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期28-40,共13页

硬质合金涂层具有高耐磨性与高耐腐蚀性等优势,因此广泛应用于冶金等领域的耐磨、耐蚀防护中。采用传统热喷涂技术制备硬质合金涂层,其高温会导致涂层材料产生相变、氧化、脱碳等问题,从而损害涂层的服役性能。冷喷涂技术作为一种新兴... 硬质合金涂层具有高耐磨性与高耐腐蚀性等优势,因此广泛应用于冶金等领域的耐磨、耐蚀防护中。采用传统热喷涂技术制备硬质合金涂层,其高温会导致涂层材料产生相变、氧化、脱碳等问题,从而损害涂层的服役性能。冷喷涂技术作为一种新兴的涂层制备技术,具有低温的特点,可避免传统热喷涂方法所带来的涂层质量问题,成为硬质合金涂层制备的潜在技术。在简述冷喷涂技术原理及其沉积机理的基础上,综述了冷喷涂制备硬质合金耐磨涂层(如WC-Co、WC-Ni、Cr_(3)C_(2)-NiCr等),以及影响涂层硬度、耐磨性等力学性能的主要因素,包括硬质相、黏结相的种类、含量和尺寸等。综合比较了冷喷涂与超音速火焰喷涂制备的硬质合金涂层的耐磨性能,分析了后处理(喷后热处理、搅拌摩擦处理)对冷喷涂硬质合金涂层耐磨性的影响。最后,提出了冷喷涂技术在硬质合金耐磨涂层制备方面的局限性,并对未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 冷喷涂 硬质合金 涂层 耐磨性 后处理

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运动训练器材用碳纤维复合材料的湿热老化行为研究 被引量：2

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作者 喻龙 单紫徽 +1 位作者 雒晓涛 赵冬 《合成材料老化与应用》 2023年第1期76-79,共4页

采用真空辅助成型的方法制备运动训练器材碳纤维复合材料层合板,研究了40℃和60℃的湿热老化环境下碳纤维复合材料的吸湿率、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和剪切强度变化,并观察了不同老化条件下的拉伸断口形貌。结果表明,温度越高,运... 采用真空辅助成型的方法制备运动训练器材碳纤维复合材料层合板,研究了40℃和60℃的湿热老化环境下碳纤维复合材料的吸湿率、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和剪切强度变化,并观察了不同老化条件下的拉伸断口形貌。结果表明,温度越高,运动训练器材碳纤维复合材料的平衡吸湿率、线性段斜率和扩散系数越大。当湿热老化温度为40℃和60℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的拉伸强度、弯曲强度都先增后减,分别在老化时间为14d和7d时取得最大值。当湿热老化温度为40℃和60℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的压缩强度先增大后减小,在老化时间为35d时取得最大值。当湿热老化温度为40℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的剪切强度先增大后减小,在老化时间为7d时取得最大值;当湿热老化温度为60℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的剪切强度逐渐减小。碳纤维复合材料在湿热环境下的力学性能变化,主要与温度和湿度共同作用下碳纤维复合材料的增塑和固化有关。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 湿热老化 温度 吸湿率 力学性能

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硬质相类型对冷喷涂铝基涂层组织与耐磨性的影响

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作者 韩晓辉 刘桥 +1 位作者 张繁星 雒晓涛 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期89-95,123,共8页

冷喷涂低温固态的材料沉积特性使该方法在热敏感材料高强铝合金的再制造修复方面具有天然优势,然而冷喷涂7系高强铝合金存在结合强度低、硬度和耐磨性能低于同成分基材的难题。对此,主要研究了不同特性硬质颗粒在喷涂粉末中的添加对冷喷... 冷喷涂低温固态的材料沉积特性使该方法在热敏感材料高强铝合金的再制造修复方面具有天然优势,然而冷喷涂7系高强铝合金存在结合强度低、硬度和耐磨性能低于同成分基材的难题。对此,主要研究了不同特性硬质颗粒在喷涂粉末中的添加对冷喷涂7050Al合金修复层显微组织、结合强度与摩擦磨损性能的影响规律。以体积分数为30%的脆性Al2O3陶瓷颗粒和韧性的WC-17Co金属陶瓷颗粒为硬质相,在相同参数条件下分别沉积了纯7050Al涂层、7050Al/Al2O3复合涂层与7050Al/WC-17Co复合涂层。采用SEM表征了涂层的横截面组织;依照ASTM C633标准测试了不同硬质相添加对涂层结合强度的影响规律;采用球盘摩擦磨损试验研究了涂层的摩擦磨损行为。结果表明,沉积过程中,脆性的Al2O3颗粒由于不能协调变形,因此与7050Al结合较差且自身会发生碰撞破碎现象;韧性的WC-17Co硬质合金颗粒可以协调变形,因此与7050Al结合较好,且在涂层中含量较Al2O3更高。WC-17Co颗粒在涂层与基材界面处形成的榫卯结构可将7050Al涂层的结合强度由34.5提升到73.2 MPa以上,而Al2O3颗粒的添加对涂层结合强度的影响可以忽略。与7050Al基材相比,WC-17Co硬质合金颗粒的添加可使涂层耐摩擦磨损性能提高8倍以上,而Al2O3颗粒容易剥落的特点使得涂层耐磨性降低50%以上。 展开更多

关键词 冷喷涂 高强铝合金 硬质相类型 显微组织 耐磨性

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基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状

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作者 黄春杰 张正茂 +5 位作者 雒晓涛 廖先金 徐雅欣 王进剑 裴华平 李文亚 《精密成形工程》 北大核心 2024年第7期205-214,共10页

传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,... 传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。 展开更多

关键词 电镀硬铬 超音速火焰喷涂(HVOF) 激光熔覆沉积(LCD) 冷喷涂(CS) 疲劳性能

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生物质锅炉超高速激光熔覆Inconel 625涂层抗高温腐蚀性能 被引量：5

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作者 张兰 孙锦余 +3 位作者 黄新河 雒晓涛 邓双辉 王学斌 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第6期65-71,共7页

为缓解生物质焚烧发电过程中金属管道受热面的高温腐蚀问题,实现锅炉内长期纯烧/掺烧生物质,利用超高速激光熔覆技术在TP347钢管表面制备了Inconel 625合金防护涂层。利用SEM、EDS等表征手段分析了熔覆层的显微组织及元素偏析特征;通过... 为缓解生物质焚烧发电过程中金属管道受热面的高温腐蚀问题,实现锅炉内长期纯烧/掺烧生物质,利用超高速激光熔覆技术在TP347钢管表面制备了Inconel 625合金防护涂层。利用SEM、EDS等表征手段分析了熔覆层的显微组织及元素偏析特征;通过自制的模拟生物质锅炉真实环境的高温腐蚀测试装置,对比研究了TP347耐热钢与Inconel 625熔覆层在550℃高温下的长期腐蚀行为。结果表明:工艺优化后的超高速激光熔覆Inconel 625涂层内部无明显缺陷,且与TP347钢基材形成良好的冶金结合界面;涂层组织由细小的固溶γ-Ni相和晶界偏析相组成,显微硬度为HV341;涂层内部的成分偏析较小,晶界偏析相中Ni、Cr合金元素未明显下降;2种试样的腐蚀增重随时间均呈线性增长,而Inconel 625涂层在550℃高温下500 h的腐蚀增重仅为TP347耐热钢的1/62,主要源于其较低的Fe含量和界面均匀腐蚀特征。通过超高速激光熔覆制备Inconel 625合金防护涂层,可有效提高生物质焚烧锅炉中管道受热面的耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 超高速激光熔覆 Inconel 625涂层 显微组织 高温腐蚀

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冷喷涂参数对7050高强铝合金轴箱体修复层组织和性能的影响

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作者 韩晓辉 姚小春 +4 位作者 曹金山 管益辉 张志坚 王雁鑫 雒晓涛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期194-204,共11页

目的解决热加工技术修复高强铝合金存在的基材易开裂、沉积层易氧化、强度性能下降等问题,针对高速列车7050铝合金轴箱体修复需求,利用高压冷喷涂技术的低温固态沉积特性完成轴箱体同质修复。方法采用7050铝合金轴箱体样件为基材,在其... 目的解决热加工技术修复高强铝合金存在的基材易开裂、沉积层易氧化、强度性能下降等问题,针对高速列车7050铝合金轴箱体修复需求,利用高压冷喷涂技术的低温固态沉积特性完成轴箱体同质修复。方法采用7050铝合金轴箱体样件为基材,在其表面采用高压冷喷涂技术喷涂同质粉末制备出试样,通过SEM、TEM、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验机、万能试验机,以及电化学测试等,分别研究喷涂压力、温度对修复层显微组织、硬度、剪切强度、耐蚀耐磨性能的影响规律。结果修复层组织致密,孔隙率小于0.6%,随着喷涂压力、温度的升高,可进一步降低孔隙率;修复层的平均硬度可达133.1HV0.05,低于基体平均硬度(165.6HV0.05);耐磨性与基体相当,磨损机理为塑性犁削;修复层与基体的剪切强度达到96 MPa以上;修复层的腐蚀电位(−0.77 V,vs.SCE)略低于基体(−0.70 V,vs.SCE),修复层与基体无电偶腐蚀倾向。结论通过高压冷喷涂技术制备了组织致密、结合良好、与基体性能相当的修复层,并采用优化的工艺参数完成了损伤轴箱体的再制造修复,经台架试验证明满足服役工况要求。 展开更多

关键词 冷喷涂 铝合金 显微组织 剪切强度 耐磨性 耐蚀性

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粉末尺寸对等离子喷涂Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)电解质成分和组织结构的影响 被引量：1

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作者 陈楠 卜晓晨 +2 位作者 熊思琪 雒晓涛 李长久 《热喷涂技术》 2023年第1期1-12,共12页

全固态钠离子电池由于安全性和元素丰度等天然优势,在大规模储能领域具有巨大的应用潜力。全固态电池的核心是固态电解质,NASICON型的Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)(NZSP)电解质因为离子电导率高、热稳定性与力学性能优异等优点而受到广泛... 全固态钠离子电池由于安全性和元素丰度等天然优势,在大规模储能领域具有巨大的应用潜力。全固态电池的核心是固态电解质,NASICON型的Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)(NZSP)电解质因为离子电导率高、热稳定性与力学性能优异等优点而受到广泛关注。本研究采用大气等离子喷涂沉积单个NZSP扁平粒子和沉积体,系统研究了粉末粒度分布和喷涂参数对NZSP粒子元素蒸发和沉积体组织结构的影响。通过沉积单个粒子,揭示了等离子喷涂参数对NZSP粉末粒子的熔化程度和Na、P元素优先蒸发的影响规律。结果表明,等离子电弧功率与氢气流量对其蒸发影响显著,元素蒸发损失量存在明显的粒子尺寸效应,粒径小于约35μm时,随粒径的减小,Na与P的蒸发损失量显著增加,当粒径增加至35μm以上时,Na与P的蒸发损失量受粒径的影响显著减小且整体损失量也有限;通过对粒径范围的控制能够将等离子喷涂过程中Na元素的损失量控制在10%以下,P元素损失量控制在20%以下。采用粒径范围30~50μm的NZSP粉末,结合大气等离子喷涂参数控制可以得到无明显层状结构的良好层间结合的组织结构致密电解质,表明大气等离子喷涂在全固态钠离子电池固态电解质的制备中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 等离子喷涂 NASICON电解质 Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12) 元素优先蒸发 尺寸效应

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HVAF喷涂Inconel 625涂层在生物质发电环境的高温腐蚀行为 被引量：4

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作者 杨二娟 刘福广 +5 位作者 常绍峰 谷永辉 蒋生喜 张庆和 雒晓涛 李长久 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期136-144,共9页

秸秆等生物质焚烧发电时产生的含氯气体和碱金属氯化物腐蚀使受热面金属管道的服役寿命比煤电机组显著降低。管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。... 秸秆等生物质焚烧发电时产生的含氯气体和碱金属氯化物腐蚀使受热面金属管道的服役寿命比煤电机组显著降低。管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。采用可现场施工的空气超音速火焰喷涂(HVAF)在TP347H耐热钢表面,制备了Inconel镍基耐高温腐蚀涂层,研究了TP347H耐热钢喷涂Inconel 625合金涂层前后的长期高温腐蚀特性(550℃,500 h),验证了HVAF Inconel 625合金涂层的高温含氯腐蚀防护作用。显微观察结果表明,优化工艺参数条件下HVAF涂层组织致密、孔隙率低至0.72%,与基材结合良好。腐蚀增重结果表明,采用HVAF制备Inconel 625合金涂层后,TP347H耐热钢的腐蚀增重降低7.6倍,耐腐蚀性能显著提升。冲蚀试验结果表明,HVAF Inconel 625合金涂层在最初阶段由于表层凸起颗粒的剥落而冲蚀性能极低,进入稳定阶段后耐冲蚀性能提高,与TP347H基材的耐冲蚀性能相当。 展开更多

关键词 生物质焚烧发电 空气超音速火焰喷涂(HVAF) Inconel 625涂层 高温腐蚀行为

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基于原位微锻造冷喷涂技术的金属涂层研究进展 被引量：3

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作者 张文正 雒晓涛 +1 位作者 刘桥 李长久 《材料保护》 CAS CSCD 2022年第1期34-43,共10页

原位微锻造冷喷涂技术是一种通过在喷涂粉末中混入大尺寸喷丸颗粒,借助喷丸颗粒对已沉积涂层的锤击效应实现喷涂沉积层的原位致密化,同时提高沉积体的自身强度和与基材的结合强度的技术。为此,对原位微锻造冷喷涂技术的发展状况进行了... 原位微锻造冷喷涂技术是一种通过在喷涂粉末中混入大尺寸喷丸颗粒,借助喷丸颗粒对已沉积涂层的锤击效应实现喷涂沉积层的原位致密化,同时提高沉积体的自身强度和与基材的结合强度的技术。为此,对原位微锻造冷喷涂技术的发展状况进行了总结。首先,对该技术工作原理进行了简要介绍,并探讨了喷丸体积分数、颗粒尺寸等参数对涂层的影响;其次,探讨了涂层微观组织的变化,包括颗粒间结合质量、塑性变形程度以及后续热处理对组织的影响;之后,总结了力学性能和腐蚀保护性能的特点;最后,指出了进一步深入研究需要关注的问题。 展开更多

关键词 原位微锻造冷喷涂 粒子间结合 组织细化 腐蚀保护 增材制造 再制造

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粉末中C抑制FeAl熔滴氧化机制及其对等离子喷涂层组织与性能的影响

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作者 周哲 张黎 +3 位作者 董昕远 雒晓涛 MAHRUKH M 李长久 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期44-56,共13页

大气等离子喷涂(APS)金属时,熔滴不可避免地发生氧化是难以获得粒子间结合充分的致密涂层的主要原因。以FeAl金属间化合物为例,提出一种在粉末中添加亚微米金刚石颗粒引入碳源,以期利用碳在高温下优先氧化的特性抑制等离子喷涂飞行粒子... 大气等离子喷涂(APS)金属时,熔滴不可避免地发生氧化是难以获得粒子间结合充分的致密涂层的主要原因。以FeAl金属间化合物为例,提出一种在粉末中添加亚微米金刚石颗粒引入碳源,以期利用碳在高温下优先氧化的特性抑制等离子喷涂飞行粒子中Fe、Al元素的氧化,获得无氧化物的高温熔滴从而制备低氧含量(质量分数)、粒子间充分结合的FeAl金属间化合物涂层的新方法。采用APS制备Fe Al涂层,研究金刚石的添加对涂层氧含量、碳含量、涂层内粒子间结合质量与硬度的影响规律,探讨FeAl熔滴飞行中的氧化行为。采用商用热喷涂粒子诊断系统测量APS喷涂中的粒子温度,通过SEM与XRD表征了涂层的组织结构,并表征涂层的结合强度与硬度。结果表明,在等离子射流的加热和Fe、Al元素放热反应的联合作用下,飞行中FeAl熔滴的表面温度可达2 000℃以上,满足C原位脱氧的热力学条件。与不含碳的传统Fe Al涂层中的氧含量随喷涂距离的增加而显著增加的规律完全不同,用Fe/Al/2.5C粉末喷涂时涂层中的氧含量随距离的增加而减小,表明飞行中熔滴的氧化得到抑制,实现了C原位脱氧抑制金属元素氧化的自清洁氧化物的效应。FeAl/2.5C涂层氧含量由传统FeAl涂层的3.67 wt.%显著降至0.62 wt.%以下,涂层中有限的氧化物主要来源于粒子沉积后氧化。因Fe Al/2.5C熔滴温度超过2 100℃,实现了熔滴碰撞引起同质涂层粒子表面熔化的自冶金结合效果,提升了涂层的致密性,其表观孔隙率由2.2%降至0.28%;涂层结合强度高于59.2 MPa,且因涂层由FeAl相及Fe3AlCx渗碳体相组成,其硬度达到590 HV0.3,约为传统Fe Al涂层的2倍。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂 FeAl/2.5C涂层 组织与性能 原位脱氧 自冶金结合

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冷喷涂金属涂层的耐腐蚀性能的提升方法

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作者 刘建禹 雒晓涛 +2 位作者 万鹏 曹达华 李长久 《热喷涂技术》 2023年第4期1-17,共17页

沉积温度低的特点使冷喷涂可避免喷涂金属粉末的氧化及对基材的热影响,是制备高致密金属涂层的有效方法,在耐腐蚀金属涂层制备方面具有广阔的应用前景。然而在粒子高速碰撞沉积过程中,容易因粒子的塑性变形程度不足而在粒子界面形成孔隙... 沉积温度低的特点使冷喷涂可避免喷涂金属粉末的氧化及对基材的热影响,是制备高致密金属涂层的有效方法,在耐腐蚀金属涂层制备方面具有广阔的应用前景。然而在粒子高速碰撞沉积过程中,容易因粒子的塑性变形程度不足而在粒子界面形成孔隙,相互连通的孔隙导致涂层不能隔绝腐蚀介质的渗入,因此不具备长效腐蚀防护作用。对此,本文首先介绍了冷喷涂金属涂层的显微组织特点;其次,重点从基于热作用、力作用和热力耦合作用的原位处理或后处理总结了改善冷喷涂金属涂层内部粒子间结合质量,进而提升金属涂层耐腐蚀性能的方法,包括原位喷丸辅助冷喷涂方法、热处理、激光重熔、搅拌摩擦处理与热轧处理等,最后,针对当前冷喷涂耐腐蚀涂层的发展现状,总结了亟待解决的问题和发展方向。 展开更多

关键词 冷喷涂 粒子间结合 耐腐蚀性能 原位处理 后处理

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