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热喷涂层孔隙及对涂层性能影响的研究现状

周羊羊 , 马国政 , 王海斗 , 李国禄 , 陈书赢 , 王海军 , 刘明

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.017.013

孔隙是热喷涂层的一种重要结构缺陷,热喷涂层孔隙率是表征涂层致密程度的重要指标,也是评价涂层质量优劣的重要标准。孔隙率的高低直接影响涂层的服役性能,将涂层孔隙率控制在一定范围内,对提高涂层使用寿命、增强涂层的防护性能具有重要意义。总结了热喷涂层孔隙的形成机理、热喷涂层孔隙形成的影响因素、涂层孔隙率的测试方法,阐述了热喷涂层孔隙对涂层隔热性能、力学性能、腐蚀性能的影响,并展望了该领域未来的重点研究方向。

关键词: 孔隙率 , 形成机理 , 隔热性能 , 力学性能 , 腐蚀性能 , 热喷涂

等离子喷涂纳米粉体制备技术及涂层性能研究现状?

周羊羊 , 王海斗 , 马国政 , 李国禄 , 陈书赢 , 王海军 , 刘明

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.增刊(Ⅰ).005

与传统涂层相比,采用纳米粉体制备的等离子喷涂层在强度、韧性、耐磨、热障和热震性能等方面存在显著优势。本文首先介绍了纳米粉体制备等离子喷涂层的应用前景,阐述了液相法、气相法和固相法三类等离子喷涂纳米粉体制备方法以及喷雾干燥法等纳米粉体的喂料方式。然后对纳米粉体制备的等离子喷涂层优越的耐磨损性、耐腐蚀性以及热震热障性能进行了较为详细的论述,并对所存在的问题及今后的发展方向进行了探讨。

关键词: 等离子喷涂 , 纳米粉体 , 磨损特性 , 耐腐蚀性 , 热震热障性能

含磨粒润滑条件下3Cr13涂层加速磨损机理研究

濮春欢 , 徐滨士 , 王海斗 , 朴钟宇

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.12.014

提出3Cr13涂层加速磨损失效新的实验方法.采用该方法在MM200摩擦磨损试验机上,对高速电弧喷涂3Cr13涂层在含SiO_2磨粒的润滑条件下磨损失效开展了加速磨损试验,通过对比分析扫描电镜照片筛选合适的磨粒颗粒,并分析SiO_2磨粒加速涂层磨损可能的机理.结果表明:适合3Cr13涂层的加速磨损试验的磨粒粒度为微米级,通过磨损表面照片得出了磨粒在润滑条件下对涂层加速磨损作用主要表现为:微观切削、挤压和磨粒的聚集.

关键词: 3Cr13涂层 , 磨粒 , 加速磨损试验 , 磨损机理

聚醚醚酮摩擦学性能改性及其应用研究进展

李恩重 , 郭伟玲 , 王海斗 , 徐滨士

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.01.018

本文综述了聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)的特性及其应用,重点探讨了PEEK复合改性中的无机填料填充、纤维增强、聚合物共混及表面改性四个方面对PEEK复合材料性能的影响,简述了PEEK复合材料在航空航天领域、汽车工业及涂料工业中的应用研究进展,并指出PEEK改性过程中纳米材料的团聚以及无机有机物的相容性仍是目前亟待解决的重要问题,寻求更多的增强体和简便复合工艺以实现材料更优性价比是今后的研究重点.

关键词: 聚醚醚酮 , 改性 , 摩擦学性能 , 应用

无铅压电陶瓷的研究现状

石伟丽 , 邢志国 , 王海斗 , 李国禄 , 张建军

材料导报

简要介绍了无铅压电陶瓷的研究进展,重点介绍了BaTiO3 (BT)基、钛酸铋钠(BNT)基和铋层状无铅压电陶瓷的性能.分析了掺杂改性对BNT基和铋层状无铅压电陶瓷压电性能的影响,详细对比了无铅压电陶瓷的制备方法,为改进工艺提高压电性能提供了理论支持.展望了BT基压电材料在热喷涂领域的应用前景,并分析了亟待解决的问题.

关键词: 无铅压电陶瓷 , 压电性能 , 掺杂改性 , 制备

FeS固体润滑涂层的结构分析及磨损行为比较

王海斗 , 庄大明 , 王昆林 , 刘家浚 , 方晓东 , 李永良

金属学报

新型固体润滑剂FeS涂层的优异减摩耐磨性能与制备工艺密切相关. 利用低温离子渗硫和高速度火焰喷涂的方法制备了FeS固体润滑涂层. 在MM-200和FQP-100磨损实验机上对比研究了这两种涂层的摩擦磨损行为. 利用XRD分析了涂层的相结构, 用SEM观察了涂层的表面、截面及磨面形貌, 用划痕仪测定了涂层与基体的结合力. 结果表明, 离子渗硫FeS涂层的减摩性和耐磨性更好, 而热喷涂层的抗擦伤性更佳, 这是两种FeS涂层的组织结构不同所致.

关键词: FeS , null , null , null

电热爆炸喷涂3Cr13涂层的微观结构和微观力学性能

金国 , 徐滨士 , 王海斗 , 李庆芬 , 魏世丞

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.01.018

采用电热爆炸定向喷涂技术,在45钢表面制备了3Cr13(AISI420)不锈钢涂层.用扫描电镜、EDAX和X衍射仪分析了涂层的微观结构;用显微硬度计和纳米压痕仪测试了涂层的微观力学性能.结果表明:电热爆炸喷涂3Cr13涂层致密,孔隙率为0.7%;涂层的相组成主要为α-Fe、Fe-Cr、α-Fe2O3、Cr2O3等,其中氧化物的含量较少;在涂层与基体的过渡区附近元素的互扩散现象较明显,证明涂层与基体主要是冶金结合.涂层的显微硬度最高达到了677.7HV0.1,平均值为626.4HV0.1,纳米压痕硬度达到了10.3GPa,弹性模量为220.3GPa.

关键词: 电热爆炸喷涂 , 3Cr13涂层 , 微观结构 , 微观力学性能

分子动力学模拟及其在表面工程中的应用现状

王泽 , 李国禄 , 王海斗 , 徐滨士 , 康嘉杰

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.17.016

分子动力学模拟是一种通过经典力学建立分子体系模型,利用数值求解分子体系运动方程,对分子和分子体系结构与性质进行研究的计算机模拟方法.分子动力学作为一种应用非常广泛的分子模拟技术,在物理、化学、生物、材料、医学等各种牵涉到微观世界的学科中,都起到了非常重要的作用.目前,分子动力学已被应用于模拟表面工程中表面涂层的沉积过程及其性质、表面改性过程、薄膜应力状态以及表面裂纹的萌生与扩展等方面.综述了分子动力学模拟技术的发展,介绍了分子动力学的基本原理及算法、原子间势函数的选取以及边界条件的选取,并且综述了分子动力学模拟技术在表面工程中的应用及其进一步的研究方向.

关键词: 分子动力学模拟 , 原子间作用势 , 表面涂覆 , 表面改性

纳米Al2O3/Ni复合电刷镀层的表征与微动磨损机理

徐滨士 , 王海斗 , 董世运 , 蒋斌

稀有金属材料与工程

通过在镍基电刷镀液中添加纳米Al2O3颗粒,制备出了分散均匀、与基质金属Ni结合良好的Al2O3/Ni复合电刷镀层.复合镀层的组织致密,显微硬度高.微动磨损试验表明,复合镀层在常温及高温下抵抗微动磨损的能力均强于普通快镍镀层.这是因为,随着纳米颗粒的加入,Al2O3/Ni复合电刷镀层受到细晶强化、位错强化和弥散强化,抵抗塑性变形和粘着破坏的能力增强,从而具有良好的耐微动磨损性能.

关键词: 纳米颗粒 , 电刷镀 , 复合镀层 , 微动磨损

裂纹参数变化对叶片低阶弯曲振动特性的影响

范博楠 , 张玉波 , 王海斗 , 徐滨士 , 赵杨

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.09.016

目的:研究叶盘叶片进气及出气边萌生的横向贯穿型裂纹的分布位置及深度变化对叶片一阶弯曲振动特性的影响。方法根据叶片尺寸及工况建模,得到正常叶片在静止及不同旋转速度下的一阶振动频率,并进行拟合。在正常叶片模型的基础上,通过布尔运算建立裂纹模型,研究横向贯穿型裂纹在不同分布位置及不同深度下对一阶弯曲振动频率的影响,并进行拟合。针对裂纹深度变化采集的定时信号通过DFT变换,得到正常及含有不同深度裂纹叶片的一阶频率,对建模结论进行验证。结果一阶弯曲振动频率先减小后增大,在距离叶根4.23 mm时为最小值801.16 Hz;当裂纹距叶根的距离大于35 mm时,振动频率先接近后大于正常叶片,振幅先接近后小于正常叶片,最终将35 mm设定为位置的阈值;裂纹深度的增加使振动频率单调减小,且速率不断增大。采集的信号经DFT变换得到的一阶弯曲振动频率与建模结果的误差分别为1.9%,2.0%,1.5%,0.6%。结论当叶片进气或出气边位置阈值内出现裂纹萌生及扩展时,一阶弯曲振动频率会小于正常值,此时叶片的一阶弯曲共振区域会增大,需要对旋转机械进行严格的工况监测,同时裂纹深度的增加可提高叶尖定时监测的准确性。

关键词: 裂纹分布 , 裂纹深度 , 叶片 , 共振 , 弯曲振动 , 高周疲劳

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