由于三元氧化物涂层具有较高的热稳定性和化学稳定性，因此已被广泛研究作为高温固体润滑的潜在解决方案。本研究研究了热喷涂 Co0.75Ni0.25O 和 Co0.5Ni0.5O 氧化物涂层的摩擦学行为。使用球对平面摩擦仪在室温和高温下对 Al2O3 接触面进行干滑动往复摩擦试验。结果表明，Co0.75Ni0.25O 氧化物涂层的摩擦和磨损在大气和高温条件下没有显着变化，而 Co0.5Ni0.5O 的摩擦和磨损在高温下增加。基于表征（即显微硬度、扫描电子显微镜 (SEM) 和电子通道对比成像 (ECCI)），讨论了磨损表面形貌、磨损引起的亚表面微观结构和涂层磨损行为之间的相关性。 论文链接 (英文) 最初发表于《欧洲陶瓷学会杂志》（第 45 卷，第 1 期，2025 […]
粉末颗粒在射频（RF）热等离子体中的飞行加热过程对等离子喷涂和球化具有重要意义。本研究通过实验和数值研究了二氧化铈（CeO2）粉末的这种加热过程。在实验中，将商用 CeO2 粉末（平均 30 μm）注入 RF 氩等离子体并用 DPV-2000 监测器测量温度。集成电磁、热流和传热预测的模型在氩等离子体中对粉末进行飞行加热。分别分析了不同直径的 CeO2 粉末的熔化过程、热阻效应下粉末的熔化时间。发现粉末颗粒的加热过程有三个主要阶段，其中加热阶段与无量纲参数 Biot 数有关。当 Biot≥0.1 时，热阻显著，尤其是对于较大的粉末。出口处颗粒的预测温度（1800-2880K）与实验测量结果一致。 […]
尽管有各种研究探讨了热喷涂氧化铝涂层中 α 相的保留，但在原料形貌对相保留和性能的影响方面仍然存在明显的研究差距。在这项工作中，我们探索了这种增强 α 相保留的简单方法，并研究了其对机械和介电性能的影响。为此，我们使用等离子喷涂沉积了具有相似粒度的两种不同形貌（例如有棱角的和球形的）的氧化铝粉末。沉积后，我们使用 Rietveld 细化方法量化了涂层中存在的 α 相的保留。从该分析中，我们注意到与有棱角的形貌 (AM) 粉末（48.8%）相比，球形形貌 (SM) 粉末表现出最高的 α 相保留百分比（82.81%）。反过来，与 AM 涂层相比，SM 涂层表现出优异的机械性能，硬度、弹性模量和断裂韧性分别提高了 21.9%、13.7% 和 […]
在三种不同的熔盐（用作聚光太阳能发电 (CSP) 电厂的热能存储 (TES) 材料）存在下，评估了通过高速氧燃料 (HVOF) 在激光粉末床熔合 (L-PBF) 316L 不锈钢基材上制备的 NiMoCr 和 CoNiCrAl 涂层的高温腐蚀性能。涂层在 700°C 时具有优异的抗氧化性能，受影响厚度的百分比低于 2%，这是因为在 NiMoCr 和 CoNiCrAl […]
冷喷涂是一种新兴的增材制造技术，可用于修复金属和合金。片状物的附着强度和微观结构会影响冷喷涂修复部件的机械和摩擦学性能。本研究检查了商用纯 4 级 Ti 片状物的附着强度和微观结构。研究了初始粉末形态对在两种不同的气体预热温度 800 和 950 ˚C 下制备的冷喷涂样品的附着强度和微观结构的影响。使用片状物附着力测试测量单个片状物的附着强度。使用电子通道对比成像对片状物的横截面进行片状物的微观结构分析。我们的研究结果表明，升高气体温度可提高两种形态的附着强度。在两种气体预热温度下，有角形态粒子的片状物比不规则粒子表现出更高的附着强度。这是由于有角片状物表现出更高的变形程度和微观结构细化程度。不规则颗粒虽然以较高的速度撞击基体，但表现出较低的晶粒细化程度。不规则形态的初始孔隙保留在溅射中，尤其是远离溅射/涂层界面的地方。这些发现有助于我们了解冷喷涂技术及其在修复金属和合金中的潜在应用，强调了粉末形态和气体预热温度在实现冷喷涂部件的最佳附着强度和微观结构方面的重要性。 论文链接 (英文) 关键词：附着力、微观结构、冷喷涂、溅射、形态、Ti 作者：A. Alidokht Sima 和 Chromik Richard […]
采用空气等离子喷涂 (APS) 方法制备的热障涂层系统 (TBC) 被广泛认为是陆基发动机和航空发动机中最普遍的隔热材料。由于沉积过程中的显著热应力而产生的表面裂纹被广泛认为是提高 APS-TBC 应变耐受性和耐久性的有效策略。因此，具有通道表面裂纹的分段结构已被确定为一种非常特殊的 APS-TBC 类型，具有出色的应变耐受性和长期适用性。然而，控制沉积参数与导致 APS-TBC 中表面裂纹形成的分段开裂之间关系的潜在机制仍未完全阐明。在本文中，我们进行了实验分析，以研究五个选定的沉积参数对制造过程中面漆 (TC) 中诱导的峰值淬火应力的敏感性。随后，我们建立了五个沉积参数与峰值淬火应力之间的定量关系，增强了我们对这些参数如何影响分段开裂的理解。在研究过程中，我们利用DVP-2000设备监测了不同沉积条件下粒子的飞行参数，利用自主研发的实时曲率测量设备监测了涂层的力学参数，进一步分析了粒子与涂层参数之间的相关性。根据它们对淬火峰值应力的相对影响，我们确定这五个沉积参数对分段开裂的敏感性为：沉积功率>沉积速度>预热循环次数>沉积距离>进给速率。此外，根据实验结果，我们建议设置最佳沉积参数如下：最高功率、最低速度、最高预热循环次数、最低距离和最低进给速率，以提高制备表面裂纹密度可控的分段式APS-TBC的可能性。这些实验观察为改造APS设备或优化其参数以实现分段式APS-TBC的简单高效制备提供了有价值的指导。 论文链接 (英文) 关键词：空气等离子喷涂、热障涂层、分段结构、表面裂纹、沉积参数 作者：Yang LiuYu, Chen Yiwen, […]
燃气涡轮发动机在运行过程中吸入硅质颗粒碎片，导致所谓的 CMAS（钙镁铝硅酸盐）沉积在较热的热障涂层 (TBC) 表面上。这些颗粒在 1200°C 以上的温度下渗入 TBC，导致 TBC 失去应变耐受性并过早失效。为了模拟真实情况，使用大气等离子喷涂工艺将市售的 CMAS 前体粉尘喷涂到 8YSZ 涂层上。喷涂期间，基材温度保持在平均 1100°C 和 525°C。研究了喷涂参数对 CMAS 涂层沉积、微观结构和成分的影响。此外，为了了解高温表面上的 CMAS 积聚情况，还分析了在 […]
悬浮液等离子喷涂 (SPS) 是一种用于沉积亚微米和纳米级颗粒的热喷涂技术。通过将悬浮液暴露于等离子射流中，液体会蒸发。然后，颗粒会熔化并被引导到等离子射流中，撞击基材并形成涂层。与其他热喷涂技术相比，SPS 的固体进料速率和沉积效率较低。增加悬浮液中的颗粒浓度可以提高原料的沉积速率，但高粘度和喷嘴堵塞是问题。 为了解决这些问题，本研究探索了闪蒸雾化 (FBA) 作为 SPS 中高固体浓度（高达 70 wt.%）的新型喷射方法。FBA 利用热力学不稳定性来分解液体射流。当过热悬浮液通过喷嘴加速并且其压力降至饱和压力以下时，就会发生快速沸腾。蒸汽气泡在液体射流内膨胀，导致其分裂成更小的部分。FBA 可应用于燃油喷射、海水淡化和制药等各种行业。主要目的是使用 FBA 将高固体悬浮液注入等离子流以形成 SPS 涂层。 SPS 中的悬浮液注入可以是轴向的，也可以是径向的。在轴向注入中，碎片发生在火炬内部，而在径向注入中，悬浮液从火炬外部注入等离子流中。传统的径向注入方法包括喷雾雾化（产生碎裂液滴）和机械注入（产生连续喷射）。本研究将用 FBA […]
生产可重复质量的涂层是任何涂层工艺（包括大气热喷涂 (APS)）的关键目标。使用 APS 中现有的输出调节方法，通常会看到连续涂层部件的涂层特性存在显著变化，这不足以满足新涂层应用日益严格的要求。因此，本文提出了一种新颖的过程输出调节方法，通过结合先进的监控解决方案和机器学习方法来提高涂层特性的可重复性。它使用高斯过程模型和卡尔曼滤波器根据喷枪电压、整体粒子温度、沉积效率和应用率的反馈来调整连续涂层部件之间的过程输入参数。该方法不仅可以补偿过程退化，而且更普遍地通过使用系统状态感知过程模型来跟踪涂层系统的时间变化，最大限度地减少不同涂层运行之间过程状态的长期差异。在工业环境中测试了开发的方法，并将其与 APS 中最常用的喷涂具有相同过程输入参数的连续部件的方法以及基于喷枪电压调整过程输入的方法进行了比较。与其他两种方法相比，所开发的方法产生的涂层变化更小，更接近目标。 论文链接 (英文) 关键词：输出调节、可重复性、过程监控、过程建模、机器学习、大气等离子喷涂 作者：Hudomalj Uroš, Guidetti Xavier, Weiss Lukas, Nabavi Majid 和 Wegener Konrad […]
