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ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷的抗氧化性能

宋杰光 , 杜大明 , 王秀琴 , , 李养良 , 李世斌 , 纪岗昌 , 张联盟

机械工程材料

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体,对其进行放电等离子烧结制备相应的复相陶瓷,并对不同YAG(钇铝石榴石)、Al2O3含量的复相陶瓷进行了氧化试验,用SEM、XRD和电子探针等研究了YAG、Al2O3对ZrB2陶瓷抗氧化性的影响.结果表明:制备的各种复相陶瓷和纯ZrB2陶瓷相比,在相同氧化条件下表面的氧化层厚度都有所变薄,YAG、Al2O3的加入可以改善ZrB2陶瓷的抗氧化性能;在相同氧化条件下,Al2O3含量越多,氧化层厚度越小;在高温条件下,复相陶瓷氧化层中均存在ZrO2、B2O3和Al18B4O33相,Al2O3含量越多,Al18B4O33相也越多.

关键词: ZrB2陶瓷 , YAG(钇铝石榴石) , Al2O3 , 复相陶瓷 , 抗氧化性能

Q235钢表面热喷涂TiB2-50Ni金属陶瓷层的组织结构和性能

陈枭 , 陈慧君 , 王洪涛 , 纪岗昌 , , 余超 , 王明增 , 陈永传

材料保护

目前,对超音速火焰喷涂TiB2增强金属基复合涂层的耐磨性有一定研究,但对其抗热震性能和耐熔融金属腐蚀性能的报道较少.采用机械球磨制备了TiB2-50Ni金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术在Q235钢表面制备TiB2-50Ni金属陶瓷涂层.采用扫描电镜和X射线衍射技术分析了涂层的微观组织和物相,采用HVS-1000显微硬度计测试涂层的硬度值,采用水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究了涂层的耐熔融Al-12.07%Si合金腐蚀性及耐磨损性能.结果表明:TiB2-50Ni涂层具有层状结构,组织致密;TiB2-50Ni涂层的主要物相为TiB2和Ni,与喷涂粉末的相同;涂层的硬度值为(348±37) HV3N;涂层与基体结合良好,耐蚀性良好,经60 h的熔融Al-12.07%Si腐蚀后,磨损失重量是Q235低碳钢的1/4;涂层抗热震性能良好,耐磨性较基体明显提高.

关键词: 超音速火焰喷涂 , TiB2-50Ni , 显微结构 , 耐蚀性 , 耐磨性 , 热震性能

粉体包覆技术的研究进展

宋杰光 , 纪岗昌 , 李世斌 , 李养良 , , 杜大明 , 张联盟

材料导报

随着新材料研究的快速发展,对超细粉体提出了更高的要求,表面改性可以给超细粉体带来许多新的特性,其中粉体的包覆技术就是表面改性技术之一.综述了粉体包覆技术的包覆机理,对粉体的包覆技术通过固相、液相和气相进行分类,并概述了每大类的主要技术及其机理和应用.

关键词: 超细粉体 , 包覆技术 , 表面改性 , 包覆机理

喷涂温度对冷喷Ti/Al涂层组织结构和性能的影响

陈枭 , 王洪涛 , 纪岗昌 , , 张良 , 赖金坤 , 李浩强

材料热处理学报

通过冷喷涂技术在350、450和550℃条件下将机械混合的Ti/Al粉末进行沉积获得3种Ti/Al涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征Ti/Al涂层的微观组织形貌和物相结构,采用显微硬度计测量涂层硬度值,并对涂层的耐磨粒磨损性能进行研究.结果表明,3种涂层组织致密,其中以550℃喷涂温度条件下所制备涂层孔隙率最低(0.98%),且Ti颗粒不均匀地分布在变形的Al相中;冷喷后3种涂层物相与粉末相同,仍为Ti和Al两相;3种Ti/Al涂层的硬度值分别为(81.58±17.42) HV0.3,(82.4±28.15) HV0.3和(128.4±36.98) HV0.3.3种Ti/Al涂层的磨损机制为犁沟切削形式,其中以喷涂温度为550℃所制备的涂层磨损失量最小(13.93±1.21) mg.

关键词: 喷涂温度 , 冷喷涂 , Ti/Al , 组织结构 , 磨损性能

采用放电等离子烧结法制备ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷

宋杰光 , 李养良 , 叶军 , 王秀琴 , , 宋建荣 , 张联盟

材料科学与工程学报

rB2-YAG-Al2O3相陶瓷,证明通过原料包覆的途径添加YAG-Al2O3可以促进Zr2-YAG-Al2O3复相陶瓷的烧结致密化.

关键词: ZrB2陶瓷 , YAG , 复相陶瓷 , 放电等离子烧结

放电等离子烧结ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷的氧化性能

宋杰光 , 王秀琴 , 李养良 , 陈清宇 , 于福义 , , 张联盟

材料热处理学报

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体并对其进行放电等离子烧结来提高ZrB2陶瓷的烧结致密度和高温抗氧化能力.研究表明:通过引入YAG-Al2O3制备的陶瓷和纯ZrB2陶瓷相比,在相同氧化条件下得到的氧化层厚度有所变薄,说明通过引入YAG-Al2O3可以改善ZrB2陶瓷的抗氧化性能.在相同氧化条件下,引入Al2O3越多的陶瓷氧化层厚度越小.

关键词: ZrB2陶瓷 , YAG , 复相陶瓷 , 氧化性能 , 放电等离子烧结

TiB2增强Co基金属陶瓷粉末与涂层组织结构研究

陈枭 , 王洪涛 , 纪岗昌 , , 富伟

兵器材料科学与工程

采用机械球磨方式TiB2增强Co基金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面沉积TiB2-40Co金属陶瓷涂层,研究不同球磨时间粉末颗粒的组织结构,利用XRD分析粉末与涂层的物相,研究TiB2-40Co金属陶瓷涂层组织结构。结果表明:TiB2陶瓷硬质相与Co黏结相之间结合良好,且随着球磨时间的延长,Co黏结相塑变明显;涂层组织致密,涂层的主要物相与粉末相同,主要为TiB2和Co两相;经120 h熔融铝硅腐蚀后,TiB2-40Co涂层具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能。

关键词: 球磨 , 超音速火焰喷涂 , TiB2 , 组织

Al/Fe金属复合涂层冷喷沉积行为及结构特征

王洪涛 , 陈枭 , , 纪岗昌 , 董增祥

兵器材料科学与工程

为研究Al/Fe复合粉末在冷喷涂沉积过程中的粒子碰撞变形行为、结合机理及涂层组织结构特征,以机械混合Fe、Al粉末为喷涂原料(w(Al)∶w(Fe)=85∶15),使用冷喷涂沉积Al/Fe金属复合涂层.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等分析il/Fe复合涂层的显微组织、相结构、硬度及Fe、Al粒子的变形形貌.结果表明:Al粒子在沉积过程中由于发生强烈塑形变形明显扁平化,并通过机械咬合形成致密的基体相,而硬度较高的Fe粒子则变形较少,基本保持初始形貌并弥散分布在Al基体之中;Al粒子内部靠近碰撞界面处的晶粒由于强烈变形被明显拉长,而远离碰撞界面的晶粒则保持近似球形;冷喷Al/Fe金属复合涂层的相结构与初始喷涂粉末完全相同,涂层组织致密,孔隙率约为1.2%,涂层的硬度显著高于初始粉末.

关键词: Al/Fe金属复合涂层 , 冷喷涂 , 沉积特性 , 组织结构

45钢表面激光熔覆MoB/CoCr金属陶瓷覆层的组织与性能

陈枭 , 纪岗昌 , 王洪涛 , , 于福义

材料热处理学报

采用激光熔覆技术在45钢基体表面熔覆MoB/CoCr金属陶瓷覆层,对MoB/CoCr覆层进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)的微观组织结构分析和对覆层的硬度进行测试。结果表明:熔覆层组织致密,与基体结合牢固且呈冶金结合;熔覆层的主要物相为CoMo2B2和CoMoB,主要的化学成分是Mo、Cr和Co,合金化区中Fe元素的含量明显增加。硬度测试表明熔覆层的硬度值是45钢硬度值的10倍以上。

关键词: MoB/CoCr , 激光熔覆 , 金属陶瓷 , 45钢 , 硬度

超音速火焰喷涂碳化物金属陶瓷涂层的磨粒磨损性能

王洪涛 , 纪岗昌 , 陈枭 , , 陈清宇 , 富伟

机械工程材料

采用超音速火焰喷涂工艺分别制备了WC_12Co、Cr3C2—25NiCr碳化物金属陶瓷涂层,测定了涂层孔隙率、显微硬度及磨粒磨损过程中涂层的质量损失,探讨了涂层磨损质量损失与涂层种类及结构的关系,利用扫描电镜对涂层磨损表面形貌进行了观察,分析了涂层的磨粒磨损失效机制。结果表明:制备的Cr3C2—25NiCr、WC-12Co涂层组织致密,孔隙率分别为1.36%和2.769/6,涂层与基体结合良好,显微硬度分别为822HV和1132HV,涂层磨损质量损失与磨损距离呈线性关系,Cr3C2—25NiCr涂层的磨损质量损失约为WC-12Co涂层的3倍;犁沟切削是涂层磨粒磨损初期的主要特征,而碳化物颗粒的断裂与剥落则是涂层磨损后期失效的主要原因。

关键词: 超音速火焰喷涂 , 金属陶瓷涂层 , 磨粒磨损

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