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, […]
在等离子喷涂中，通常会将 H2 或 N2 添加到主要 Ar 等离子体中，这可以增加比焓、热导率，从而提高工艺效率。本研究的目的是提供具有各种二元气体成分的三阴极等离子炬的工艺特性。使用几种工艺诊断来表征二元等离子气体混合物在等离子喷涂中的影响。使用高速视频分析来捕捉所研究工艺参数的喷射波动。此外，还进行电流和电压测量以进一步补充等离子体诊断。使用粒子诊断系统 DPV-2000 通过测量 Al2O3 原料的粒子飞行特性来确定二元等离子气体混合物的影响。此外，还确定了所研究工艺参数的沉积效率 (DE)。结果表明，在相同的体积流速和电流下，添加 H2 可产生最高的粒子温度，其次是 Ar/N2 混合物和纯 Ar 等离子体。以相反的顺序，纯 Ar 等离子体产生最高的粒子速度。此外，二元混合气体等离子喷涂 […]
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 […]
现代燃气涡轮发动机依靠热障涂层 (TBC) 来保护发动机的结构部件，使其在极高的工作温度（1300-1500 °C）下免受损坏。近年来，飞机发动机的运行效率显著提高，主要是由于工作温度的提高；然而，TBC 的寿命可能会受到几种类型的损坏机制的影响。在这项综合研究中，我们开发了多种新型柱状悬浮等离子喷涂 (SPS) 涂层，以提高其抗侵蚀、钙镁铝硅酸盐 (CMAS) 和炉循环试验 (FCT) 性能。通过一项首次进行的综合研究，我们通过修改喷涂参数并使用拉曼光谱测量其显微硬度、断裂韧性、柱密度和残余应力，获得了一系列 SPS 微观结构。我们能够使用一组独特的加工参数产生树枝状、横向、分支和柱状微观结构。通过调节与等离子炬的距离，涂层具有精细的柱状微结构，表现出优异的热循环弹性。相反，通过降低机器人在沉积过程中的移动速度，可以形成具有树枝状分支的柱状微结构，从而增强抗侵蚀能力并最大限度地减少熔融 CMAS 渗透造成的损害，从而显著延长涂层的使用寿命和坚固性。对最佳柱状微结构的追求导致得出以下结论：对于每种 SPS 涂层，都需要进行一般的优化框架以实现其所需的热化学机械抗性，因为 TBC 所需的性能是相互交织的。 论文链接 […]
