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 […]
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 […]
现代燃气涡轮发动机依赖于热障涂层 (TBC)，它可以保护发动机的结构部件在极高的工作温度 (1300–1500°C) 下免遭降解。近年来，飞机发动机的运行效率有了显着提高，这主要是通过提高运行温度来实现的。然而，TBC 的寿命可能会受到几种类型的降解机制的影响。在这项综合研究中，开发了多种新型柱状悬浮等离子喷涂 (SPS) 涂层，用于测试其侵蚀、钙镁铝硅酸盐 (CMAS) 和熔炉循环测试 (FCT) 性能。通过首次全面研究，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。我们能够通过一组独特的加工参数生产树枝状、横向、分支和柱状微观结构。通过调节与等离子炬的距离实现的细化柱状微观结构增强的涂层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来开发具有树枝状分支的柱状微观结构，增强了耐侵蚀性并最大限度地减少了熔融 CMAS 渗透造成的损坏，从而显着延长了涂层的使用寿命和坚固性。对最佳柱状微观结构的追求得出这样的结论：对于每种 SPS 涂层，需要进行总体优化框架，以实现其所需的热化学机械耐受性，因为 TBC 所需的性能是相互交织的。 论文链接 […]
涂层的强度和特性取决于单个熔融颗粒的冲击力和温度，以及待喷涂表面的状态。 为热喷涂选择的参数决定了颗粒飞行时的参数：温度和速度。这些参数可以通过测量飞行中颗粒的热辐射强度来确定。确定热喷涂的参数是质量流量、强度和喷枪中气体混合物的 H2 流量。另一方面，所获得涂层的强度可通过其硬度和附着力来估算。本研究采用了实验设计，以确定操作参数与颗粒特征参数之间的关系。根据这一设计，对获得的结果进行了分析。 实验结果证实了强度和颗粒温度之间的直接关系，这与喷射装置中电弧产生的强度和能量之间的关系一致。速度也有类似的关系。增加原料气体中 H2 的比例会导致更高的热量传递到颗粒上，这与文献中的信息一致。速度也有类似的影响。颗粒在飞行过程中的附着力和硬度随着速度和温度的增加而增加，这与更有效的溅射-压平过程有关。所应用的程序为开发有用的表面提供了有效的方法，从而优化了热喷涂工艺。 论文链接 (英文) 关键词：APS；热喷涂；流体力学APS、热喷涂、流体力学、涂层 最初发表于《Coatings 2023》，13(9) 作者：Adrián Fernández Roiz, José Andrés Moreno, Guillermo Jorde […]
在最新一代高效燃气涡轮航空发动机的高温、含蒸汽的燃烧环境中，需要使用环境阻隔涂层（EBC）来保护碳化硅基复合材料。二硅化镱（YbDS）作为一种环境屏障涂层，在高温下表现出优异的相稳定性。其热膨胀系数接近碳化硅，但其性能取决于涂层的沉积条件。在这项工作中，我们进行了一项参数研究，以证明采用广泛使用的普莱克斯 SG-100 常压等离子喷涂（APS）喷枪的加工参数如何影响二硅化镱的相组成、微观结构和机械性能。使用 4 组喷雾参数沉积了二硅酸镱涂层，喷雾功率从 12 千瓦到 24 千瓦不等。使用 X 射线衍射和里特维尔德细化法对这些涂层中存在的相进行了量化，并测量了孔隙率水平。利用这些数据，研究了加工参数与相组成和微观结构之间的关系。利用这项工作中确定的最佳工艺参数窗口，使用聚酯原料添加物作为孔隙形成相沉积了可研磨的 YbDS 涂层。添加了两种不同含量的聚酯，以形成两种不同孔隙率的涂层。 论文链接 (英文) 原文发表于《国际陶瓷》（第 49 卷，第 13 期，2023 […]
已证明飞行中粒子状态参数（PSPs）在决定大气等离子喷涂涂层性能方面起着至关重要的作用。因此，作为过程控制的一部分，PSPs 经常在开始喷涂前进行测量。本文以过程控制应用为重点，说明了用于评估 PSP 的测量程序和后续数据处理的重要性。本文以钇稳定氧化锆的涂层为例，使用市售的 Accuraspray-G3C 传感器系统测量作为 PSP 描述符的颗粒集合温度和速度。实验结果表明，粒子射流的稳定时间比实际考虑的要长，这表明需要适当选择测量程序。此外，实验还证明，在喷涂过程中，只需周期性地将喷涂枪移动到静止的传感器系统上进行短暂的测量，也能获得有关 PSP 的信息。最后，还说明了不同的数据处理方法如何影响对所获取的 PSP 的评估。 论文链接(英文) 关键词：大气等离子喷涂，数据处理，飞行中粒子诊断，粒子状态参数，过程监控，过程控制 原文发表于《热喷涂技术期刊》（32(2)) 作者：Hudomalj Uroš，Fallahi Sichani Ehsan，Weiss Lukas，Nabavi […]
