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 […]
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 […]
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 […]
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 […]
本报告涉及自润滑等离子喷涂 YSZ/BaF2 涂层的开发，考虑到以下因素：(i) 固体润滑剂 BaF2 与 YSZ 陶瓷在润湿性方面的相容性，(ii) 润滑剂在其中的均匀分散 (iii) 使用 Rietveld 精修测量最终保留在涂层微观结构中的润滑剂相的重量分数。YSZ/BaF2 混合物表现出优异的流动性，并且掺杂剂浓度为 15wt% 时 BaF2 分布均匀。本工作的主要目的是探讨喷涂参数对 YSZ/BaF2 涂层中 […]
主动学习 (AL) 框架在热喷涂中的首次使用可提高飞行中颗粒特征的预测精度。通过贝叶斯优化成功实现 AL 框架的好处是，首先减少了最大不确定性，从而大大提高了现有数据库的预测精度和信息量。其次，它减少了人为测试点周围的局部不确定性，从而提供了在有限搜索区域中找到改进的能力，从而允许在所需测试点周围进行准确预测。机器学习 (ML) 训练的数据集包含 26 个硅的大气等离子喷涂 (APS) 参数以及另外 6 个 AL 引导喷涂运行，以减少初始数据库中的最大不确定性。平均而言，经过 AL 驱动的优化后，预测飞行中粒子速度和温度的 RMSE 提高了 52.9%（误差减少），R2 […]
