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几种金属基板上冷喷涂铜涂层的试验与模拟

郭辉华 , 周香林 , 巫湘坤 , 崔华 , 刘敬春 , 张济山

材料热处理学报

采用自主研制的冷喷涂设备在三种典型基板上进行喷涂试验,相同的工艺参数下,在铜和铝基板上得到良好的铜涂层,而在钢基板上则没有沉积.实验结果表明:涂层与基板界面、涂层内部颗粒界面结合良好,铜涂层组织致密,显微硬度高达150HV0.1;从涂层表面形貌扫描电镜(SEM)照片中可以观察到射流状的金属,说明颗粒发生了巨大变形,经计算知颗粒在碰撞中压缩率达69%;粉末和涂层的X射线衍射(XRD)结果表明铜粉末在冷喷涂过程中没有发生氧化.同时,数值模拟了铜颗粒与三种基板的碰撞过程,讨论了形成有效结合的判断准则,根据该准则,计算出铜颗粒在铜、铝、钢基板上的临界沉积速度分别为600m/s,500m/s,800m/s,从而解释了铜颗粒在三种基板上不同的沉积行为.

关键词: 冷喷涂 , 铜涂层 , 显微结构 , 碰撞模拟

黄铜基体冷喷铜涂层的组织及性能

郗雨林 , 陈派明 , 张新杰

稀有金属材料与工程

采用纯铜粉末和冷喷涂技术,在H80黄铜基体上制备了金属铜涂层,并采用金相、SEM、拉伸手段分析了其组织和力学性能.结果表明,该涂层由单质铜和少量Cu2O相组成,具有层状结构特点,且致密度较高、与基体结合良好;冷喷涂使黄铜基体的表层发生畸变,并产生滑移和微区硬化效应;200 ℃,4 h低温退火使界面两侧发生Cu、Zn元素的互扩散,从而提高了界面结合强度.

关键词: 冷喷涂 , 铜涂层 , 显微组织 , 力学性能 , 退火处理

低温超音速火焰喷涂铜涂层断裂特性的研究

江礼 , 袁晓静 , 王汉功 , 查柏林 , 侯根良

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2007.12.004

采用低温超音速火焰喷涂技术在不锈钢、防锈铝基体上制备了铜涂层,并采用拉伸试验研究了铜涂层在单轴拉伸应力下的断裂情况.结果表明,涂层的结合强度在10~20 MPa分布,基体对涂层的结合强度有一定影响;喷涂过程中,塑性变形的粒子铺展沉积于涂层表面,粒子与基体、粒子与粒子之间的边界和微孔成为涂层断裂源,裂纹源沿粒子边界扩展造成断裂;涂层的断裂过程为弹性断裂,没有明显的塑性变形过程,表明涂层与基体、涂层内部的结合主要以机械结合为主.

关键词: 低温超音速火焰喷涂 , 铜涂层 , 结合强度 , 断裂 , 微裂纹

低温超音速火焰喷涂铜涂层性能研究

江礼 , 王汉功 , 侯根良 , 袁晓静

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2005.02.015

在多功能超音速火焰喷涂的基础上,通过液料送粉器和氮气对喷涂焰流进行降温,实现低温超音速火焰喷涂制备了铜涂层,并进行了涂层 X射线衍射、SEM形貌分析、能谱分析、结构分析和涂层导电性能研究.结果表明,涂层没有相变,结构稳定、致密性好、导电性能优良,体积电阻率达到 7.687 5× 10-10 Ω· m.

关键词: 低温超音速火焰喷涂 , 铜涂层 , 组织结构 , 相结构

冷喷涂技术在甲醇水蒸气重整制氢中的应用

王锋 , 崔文智 , 李隆键 , 陈清华 , 辛明道

机械工程材料

采用冷气体动力喷涂技术在铝基板上制备了铜涂层,并在该涂层上进行了甲醇水蒸气重整制氢试验;对重整试验前后的涂层表面及其断面形貌和组成进行了SEM和EDS分析.结果表明:重整制氢试验后涂层中的氧和铝元素含量增加,涂层表面形貌由层叠堆积状结构变为微球状多孔结构,孔隙率明显增加,重整产物中氢气体积分数可达74.9%,表明能用冷喷涂技术制备甲醇水蒸气重整制氢的催化涂层.

关键词: 冷喷涂 , 铜涂层 , 甲醇水蒸气重整 , 制氢

碳纤维复合材料金属铜涂层的制备及其导电性能研究

梁科 , 张华东 , 秦文峰

玻璃钢/复合材料

碳纤维复合材料在民用飞机上得到广泛应用,但是由于其差的导电性易受雷击损伤.采用化学镀的方法在碳纤维复合材料试样表面制备了导电金属铜镀层以提高复合材料抗雷击特性.利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析了镀层的表面形貌与晶体结构,研究了硫酸铜的浓度对金属铜镀层的沉积速率与导电性能的影响.结果表明,随着硫酸铜浓度的增加,沉积速率逐渐升高,而镀层电阻值逐渐降低,导电性增加.当硫酸铜浓度为14g/L时,碳纤维复合材料表面铜晶粒均匀,结晶性好,电阻为19.8mΩ/sq,具有良好的导电性.

关键词: 碳纤维复合材料 , 化学镀 , 铜涂层 , 导电性

2A12铝合金冷喷铜涂层的组织与性能

江胜波 , 李宾

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2017.03.003

铝合金是常用的导电类零部件基材,工程上一般采用电镀铜或热喷涂铜技术在铝合金零部件表面制备单质铜涂层提高其导电性,但电镀铜层与基体结合不稳定,热喷涂铜涂层存在粗糙度大、易氧化的问题.以冷喷涂技术为手段在2A12铝合金基体上制备单质铜涂层,采用显微镜、扫描电镜、X-射线衍射、表面粗糙度测量仪、显微硬度计和划痕试验机进行涂层组织与性能研究.结果表明,涂层氧化率较低,粗糙度与电弧喷铜涂层相比明显减小,涂层组织过渡良好,未发现明显的疏松与空洞,结合力高于电弧喷涂涂层,电阻率约小于电弧喷涂.

关键词: 2A12铝合金 , 冷喷涂技术 , 电阻率 , 铜涂层

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