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空气等离子喷涂传统氧化铝-钛（Al2O3-13wt.%TiO2）涂层多年来一直用于热喷涂行业的抗磨损应用，主要应用于造纸、印刷和纺织行业。本研究提出了一种替代传统空气等离子喷涂传统铝二氧化钛的方法，即采用高速纯氧燃料（HVOF）喷涂纳米结构二氧化钛（TiO2）。分析并比较了这两种涂层的微观结构、孔隙率、硬度（HV 300 g）、抗裂纹扩展能力、磨损行为（ASTM G65）和磨损疤痕特征。与空气等离子喷涂的传统氧化铝-二氧化钛涂层相比，HVOF 喷涂的纳米结构二氧化钛涂层几乎没有孔隙，并表现出更高的耐磨性。纳米结构涂层中的纳米区起到了阻裂作用，增强了涂层的韧性。通过比较两种涂层的磨损疤痕（通过扫描电子显微镜、体视显微镜和粗糙度测量），可以观察到 HVOF 喷涂的纳米结构二氧化钛涂层的磨损疤痕非常光滑，表明其具有塑性变形特征，而空气等离子喷涂的氧化铝-二氧化钛涂层的磨损疤痕则非常粗糙和断裂。这表明纳米结构涂层具有更好的可加工性。 论文链接 (英文) 关键词：耐磨性、空气等离子喷涂、传统氧化铝-二氧化钛、高速纯氧燃烧、纳米结构二氧化钛 最初发表于《热喷涂技术期刊》（2005 年 9 月，第 14 卷，第 397-404 页，2005 年） 作者：R. […]

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通过高速富氧燃料（HVOF）对纳米结构和传统二氧化钛（TiO2）原料粉末进行了热喷涂。分析并比较了这两种涂层的微观结构、孔隙率、维氏硬度、抗裂纹扩展能力、粘结强度（ASTM C633）、磨损行为（ASTM G65）和磨损疤痕特征。在热喷涂过程中，由纳米结构原料制成的涂层呈现出双峰微观结构，其中包含完全熔融颗粒的区域（传统基体）和嵌入半熔融颗粒的区域（纳米结构区）。与传统涂层相比，双峰涂层还具有更高的结合强度和耐磨性。通过比较两种涂层的磨损疤痕（通过扫描电子显微镜和粗糙度测量）可以发现，在相同的磨蚀条件下，双峰涂层的磨损疤痕比传统涂层更光滑，塑性变形区域更多。结论是，双峰涂层延展性的增强是由其较高的韧性造成的。结果表明，随机分布在双峰涂层微观结构中的纳米结构区起到了阻止裂纹产生的作用，从而增强了韧性，提高了临界切割深度，使其具有比传统涂层更宽的塑性变形范围。这项工作提供了证据，证明双峰涂层延展性的增强是一种与纳米结构相关的特性，而不是由任何其他微结构假象造成的。 论文链接 (英文) 关键词：热喷涂，热喷涂，钛（TiO2），纳米结构，延展性，耐磨性，粘合强度 最初发表于《材料科学与工程：A》（第 395 卷，第 1-2 期，2005 年 3 月 25 日，第 269-280 页） 作者：R.S. Lima、B.R. […]

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对 WC-12Co 进行了高速全氧燃烧（HVOF）喷涂，使用的原料是 WC 相，其中 WC 相主要在微米尺寸范围内（传统型）或经过设计含有大量纳米颗粒（多模式型）。我们使用了三种不同的 HVOF 系统和多种喷涂参数设置来研究飞行中颗粒特性对涂层性能的影响。确定了颗粒温度的工艺窗口，以生产出具有最高耐干磨性能的涂层。虽然使用含有纳米级 WC 相的原料能生产出更硬的涂层，但性能最好的传统涂层和多模态涂层的耐磨性差别不大。不过，由于沉积效率更高、加工窗口更大，使用多模态原料可能会带来好处。 论文链接 (英文) 关键词：高速全氧燃烧、纳米结构、工艺性能关系、WC-12Co 最初发表于《热喷涂技术期刊》（2005 年 3 月，第 14 卷，第 […]

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在低碳钢基底上进行了空气等离子喷涂二氧化钛原料。对飞行中的颗粒温度、速度和直径进行了监测，以找到一个能产生较高颗粒温度和速度的参数集。使用选定的参数集制作涂层，并测量这些沉积物横截面和平面（顶面）的某些机械性能（维氏显微硬度、努氏显微硬度和弹性模量）。使用图像分析（孔隙率）和扫描电子显微镜对微观结构进行了评估。众所周知，热喷涂涂层具有各向异性的特点，但在这项研究中，二氧化钛涂层的横截面和平面内的机械性能值非常相似。本文提出并讨论了出现这种近似各向异性特征的原因。 论文链接 (英文) 最初发表于《Acta Materialia》（第 52 卷，第 5 期，2004 年 3 月 8 日，第 1163-1170 页） 作者：R.S Lima、B.R Marple […]

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针对二氧化钛 (TiO2) 原料测试了一系列喷雾参数，并测量了每种设置组合的飞行颗粒温度。选择产生最高颗粒温度的参数集来生产涂层以供进一步研究和分析。通过此参数设置，大多数喷涂颗粒的温度（至少表面上）高于二氧化钛的熔点。使用努普技术和维氏硬度测量来评估这些 HVOF 喷涂二氧化钛涂层的横截面和顶表面的硬度 (H)、弹性模量 (E) 和弹性指数（H/E 比）。通过威布尔统计分析弹性模量和硬度值的分布。分别使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析评估涂层的微观结构和相组成。通过图像分析确定孔隙率水平。观察到涂层均匀且非常致密，由金红石作为主要相组成。优化的喷涂条件允许生产厚涂层（∼740 µm），使用阿尔门试片测量表明该涂层处于残余压应力状态。 论文链接 (英文) 关键词: HVOF, 压痕, 微观结构定制, 二氧化钛, 威布尔模量 最初发表于《热喷涂技术杂志》（第 12 […]

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通过测量横截面和顶面的维氏硬度，评估了高速纯氧燃料（HVOF）喷涂的二氧化钛（TiO2）涂层的机械性能。在 25、50、100、300、500 和 1000 g 负载下，横截面和顶面硬度值的分布通过 Weibull 统计进行了分析。使用扫描电子显微镜（SEM）评估了涂层的微观结构。观察发现，顶面和横截面的微观结构特征相似，不同于热喷涂涂层中常见的片状结构。X 射线衍射（XRD）分析确定金红石为主要涂层相。利用基于高温计和飞行时间测量的商用诊断系统测定了飞行中喷涂颗粒的温度和速度等参数。微观结构的均匀性导致涂层横截面和顶面的机械性能（如硬度）接近各向同性。与文献中其他热喷涂涂层的结果相比，观察到了较高的威布尔模量值。这些初步结果有助于人们更全面地了解获得高均匀性涂层所需的条件，并有助于针对特定应用设计涂层微结构。 论文链接 (英文) 关键词：硬度、高速纯氧燃烧、二氧化钛、微结构定制、威布尔模量 最初发表于《热喷涂技术期刊》（第 12 卷，第 240-249 页，2003 年） 作者：R. S. […]

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通过系统地改变工艺条件，包括等离子气体混合物中的载气流速、喷枪功率、间距和氩/氢比，对钇-部分稳定氧化锆进行大气等离子喷涂。飞行中的粒子参数，如温度、速度、数量和大小，是使用市售的诊断系统测定的。粒子参数由粒子在羽流中的轨迹和等离子体射流特性控制。粒子的平均温度和速度在 3.5 升/分钟的中间载气流速下达到最大值，其变化率分别为 6% 和 25%，载气流速从最低到中间的变化率为 75%。火炬功率越低、氩气/氢气比越高、间距越大，颗粒的平均温度和速度就越低。为了从诊断系统获得统计上可靠和可重复的信息，有必要获得大于 1000 个粒子群的数据。 论文链接 (英文) 最初发表于《美国陶瓷学会杂志》（2001 年 4 月） 作者：Ahmet Kucuk、Rogerio S. Lima、Christopher C. […]

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