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高铝青铜磷光复合冷喷涂层的发光及摩擦磨损性能

杜连超 , 李文生 , 何玲 , 杨效田 , 吕叶 , 王福全 , 安国升 , 冯力

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.08.006

目的：将耐磨材料、涂层制备技术以及磷光粒子的指示功能结合，发展一种简便经济的涂层监测技术。方法采用冷喷涂技术在T3紫铜基体上制备高铝青铜涂层及高铝青铜磷光复合涂层，利用SEM、EDS及荧光分光光度计等观察冷喷涂层的形貌，分析发光粒子的分布及涂层发光性能，并在室温条件下采用CSM往复式摩擦磨损试验机对干摩擦条件下涂层的摩擦磨损特性进行测试和分析。结果磷光粒子均匀分布在复合涂层中。涂层有较好的发光性能，经紫外线激发后发出裸眼可识别的黄绿光。磷光粒子的添加提高了高铝青铜磷光复合涂层的硬度，涂层摩擦表面磨痕较浅，呈轻微磨粒磨损特征，而高铝青铜涂层摩擦表面发生严重塑性变形，有剥落块及磨屑粘附在磨痕表面，呈粘着、疲劳磨损特征。结论磷光粒子的添加提高了复合涂层的抗磨性。磨损后的磷光复合涂层经紫外灯照射后，无荧光现象发生，能够实现检测涂层存在与否的功能。

关键词: 高铝青铜 , 磷光粒子 , 复合涂层 , 发光性能 , 摩擦磨损

感应熔覆制备表面涂层工艺及涂层组织特征

杨效田 , 王智平 , 李文生 , 路阳 , 李霞 , 丁明辉 , 周晶晶

材料保护

感应熔覆是将合金粉末预置于基体表面,采用高、中频感应方法使涂层粉末熔化,与基体实现冶金结合的一种表面涂覆工艺.这种技术研究还不成熟,但具有发展潜力.分析了熔覆电参数、感应间隙、线圈走速等工艺参数的选择原则及其对熔覆涂层组织结构和性能的影响;归纳了现有感应熔覆涂层的组织结构特点,分析了感应熔覆需要解决的热点、难点问题;最后提出了发展方向.

关键词: 感应熔覆 , 表面涂层 , 工艺参数 , 涂层组织 , 涂层性能

高铝青铜磷光复合涂层的耐硫酸腐蚀行为及发光性能

王福全 , 李文生 , 杨效田 , 何玲 , 路阳 , 杜连超 , 吕叶

材料保护

为了研究铝酸锶掺杂的高铝青铜磷光复合涂层在酸性环境下的稳定性,通过真空热压烧结技术分别制备高铝青铜磷光复合涂层试样、高铝青铜试样和铝酸锶试样,采用静态浸泡腐蚀、XRD、SEM、荧光显微镜等试验分析手段,对比研究了高铝青铜磷光复合涂层(Cu-14Al-X+SrAl2 O4:Eu2,Dy3+)耐5％ H2 SO4腐蚀性及其发光性能.结果表明:在5％H2SO4中,高铝青铜磷光复合涂层的耐蚀性等级为第7级,指示粒子SrAl2O4:Eu2+,Dy3+与硫酸作用,在涂层表面生成SrSO4,使其发光性能降低.发光机制仍为典型的特征宽带跃迁,涂层仍具有发光指示作用;基体合金主要发生脱铝、铁腐蚀,κ相(AlFe、AlFe3)优先腐蚀.

关键词: 磷光复合涂层 , 真空热压烧结 , 高铝青铜 , 铝酸锶 , 发光性能 , 耐蚀性 , 5％H2SO4

电磁交互场对Al-合金凝固组织的影响研究

杨效田 , 李霞 , 李锡恩 , 李文生

低温物理学报

将在坩埚中熔融的Al-Cu合金在冷却凝固的过程中加入旋转磁场和脉冲电流的交互场,研究Al-(4～5%)Cu合金在复合场作用下的微观组织的变化.结果发现旋转磁场和脉冲电流的交互场对合金的凝固组织产生明显的细化作用.从组织细化效果来看,存在一个最佳的电磁参数配匹,100 V磁场-100A-300Hz-100μs的电脉冲使粗大的树枝晶破碎,凝固组织呈非树枝晶组织,呈现柱状晶和近等轴晶颗粒,晶间距也明显减小,而且分布较均匀,细化通道组织排列有序.而过大脉宽有使组织孕育长大的作用.文章从交互场产生电磁超声波的角度探讨复合场对金属凝固的影响机理.

关键词: 电磁交互场 , Al-Cu合金 , 凝固

超音速火焰喷涂研究与应用

路阳 , 丁明辉 , 王智平 , 王玉波 , 杨效田 , 周晶晶

材料导报

综述了超音速火焰喷涂技术的发展历史和基本工作原理.介绍了粉末粒度、喷涂距离等喷涂材料参数及工艺参数对涂层组织和性能的影响.分析评述了超音速火焰喷涂工艺在喷涂材料选择、经济适用性等方面的优缺点.随着经济发展及超音速火焰喷涂技术自身的革新,该技术必将应用于越来越多的领域.

关键词: 超音速火焰喷涂 , 工艺参数 , 涂层

Ni60优化高铝青铜 SAPS--感应重熔涂层组织结构的研究

路阳 , 马郡珠 , 杨效田 , 肖荣振 , 杨晓伟

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.07.022

采用超音速等离子喷涂技术在45＃钢基体上制备 Ni60/高铝青铜梯度涂层,并进行高频感应重熔处理。通过 SEM、XRD 等手段分析了感应重熔前后涂层的组织结构特征、相结构变化以及界面元素扩散情况。结果表明,超音速等离子喷涂层在基体/Ni60结合面处以机械咬合为主,在 Ni60/高铝青铜涂层界面处有轻微熔结特性,形成了机械结合和轻微冶金结合的混合结合方式。感应重熔后,Ni60中间层分别与基体、高铝青铜涂层进行充分的双向扩散熔合。在Ni60和基体间形成结构致密、无孔隙的冶金扩散带,元素扩散迁移后不同元素呈现梯度或均匀分布形式。在 Ni60和高铝青铜涂层之间分层界面基本消失,形成了完全的一体化涂层,涂层中元素扩散呈现梯度形式。

关键词: 高铝青铜涂层 , Ni60 中间层 , 超音速等离子喷涂 , 感应重熔 , 组织结构

粒度对超音速等离子喷涂高铝青铜合金微观结构的影响

路阳 , 郭文俊 , 杨效田 , 刘俊钊 , 施晓雨 , 邓刚

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.022

采用超音速等离子喷涂技术在45号钢表面制备粒度范围为-280~+320目、-320~+360目、-360~+400目、-400目的4种高铝青铜合金粉体涂层。采用XRD、SEM等手段对涂层的物相组成、组织结构、显微硬度等进行了分析，研究了粒度对涂层组织及性能的影响。结果表明，粉体的粒度对涂层显微组织结构及性能有着重要影响。粉体粒度越细小，涂层的组织及性能越优良。-400目的粉体制备的涂层组织致密均匀，层流状结构明显，显微硬度可达367.5 HV。

关键词: 超音速等离子喷涂 , 粒度 , 高铝青铜合金 , 粉体 , 涂层

超音速等离子高铝青铜磷光粒子复合发光涂层的性能研究

吕叶 , 李文生 , 何玲 , 杨效田 , 杜连超 , 王福全

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.025

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体表面制备了Cu-14Al-X与SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+复合发光涂层,研究了不同喷涂工艺参数(H2气流量)对制备涂层性能的影响.利用XRD、SEM、EDS及荧光/磷光发光光度计研究分析了喷涂层物相组织、形貌结构及其发光性能.结果表明,涂层均由Al0.5 Fe0.5、AlFe3、Cu9Al4、SrAl2O4相及少量SrAl4O7和SrFe2O4构成.随着H2气流量从1 L/min到16 L/min增加,喷涂材料沉积率增大,磷光粒子沉积率增加明显,同时,涂层的发光强度随H2气流量增加而增强,涂层结合强度、显微硬度及致密性也随H2气流量增加而显著提高.

关键词: 超音速等离子喷涂 , 高铝青铜 , 力学性能 , 发光性能

多元高铝青铜优化Ni60合金涂层减摩性能的研究

路阳 , 杨晓伟 , 杨效田 , 肖荣振 , 王鹏春

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.020

采用超音速等离子喷涂技术在45 #钢基体上制备高铝青铜含量分别为0、5％、10％的镍基合金/高铝青铜复合涂层.采用XRD对3组涂层的相结构进行分析,测定基体-涂层的显微硬度,并研究涂层与对磨件304不锈钢的干摩擦行为,探讨高铝青铜的加入对镍基合金涂层力学性能及摩擦学性能的影响.结果表明,随着高铝青铜的加入,涂层的显微硬度和摩擦系数明显降低.其中含10％高铝青铜的复合涂层硬度波动性趋于稳定;而高铝青铜含量为5％时,在低载荷下涂层的摩擦系数较未加高铝青铜低,随着载荷增加,摩擦系数缓慢增加,到200 N高载荷时,3种涂层的摩擦系数基本相同(约0.25),其减摩作用不再明显.较低载荷下含高铝青铜的涂层具有较低的摩损量,而高载荷下,含5％高铝青铜的涂层较其它两组涂层具有更低的磨损量,总体摩擦磨损性能优良.

关键词: 超音速等离子喷涂 , Ni60 , 高铝青铜 , 力学性能 , 摩擦学性能

强制冷却对感应重熔Ni60合金涂层组织结构的影响

王鹏春 , 路阳 , 杨效田 , 肖荣振 , 杨晓伟

中国有色金属学报

采用超音速等离子喷涂技术在45号钢基体上预制Ni60合金涂层,利用定向冷却装置在不同流量冷却水条件下,对感应重熔后的涂层进行强制冷却.通过OM、SEM(EDS)、XRD等手段研究了不同流量冷却水对感应重熔涂层组织结构的影响.结果表明:随着冷却水流量的不断增大,感应重熔涂层的组织结构发生了极大改变,涂层与基体之间形成了一条明显的冶金结合带;当流量为80 L/h时,涂层中形成的“十字架”形结构的定向凝固组织结构致密细小,对称性最好,且具有较好的取向一致性;晶粒沿[001]方向的偏离角θ较小,仅在0°～8°之间,而具有高度((200)晶面)择优取向趋势.

关键词: Ni60涂层 , 感应重熔 , 强制冷却 , 定向凝固组织 , 择优取向

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