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NiCoCrAlYTa粘结层与镍基高温合金基体的界面高温互扩散行为

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有色金属材料与工程 2024年第2期45卷 17-26页

作者：蔡汉文钟兴华赵华玉庄寅盛靖倪金星李伟陶顺衍上海理工大学材料与化学学院上海200093 中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院特种无机涂层重点实验室上海201899

采用真空等离子体喷涂技术(vacuum plasma spraying,VPS)在镍基高温合金GH3128基体表面沉积NiCoCrAlYTa粘结层,并在1100℃进行不同时间的热处理。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)等分析NiCoCrAlYTa粘结层与GH3128高温合金界面元素的互扩散行为。结果表明,在热处理过程中,互扩散区(interdiffusion zone,IDZ)和二次反应区(secondary reaction zone,SRZ)的厚度随着热处理时间延长而增大,且在SRZ中明显观察到拓扑密堆(topological close-packed,TCP)相晶粒的生长。Al、Ta、Co元素由NiCoCrAlYTa粘结层向GH3128高温合金扩散,Ni、W、Mo元素由GH3128高温合金向NiCoCrAlYTa粘结层扩散。依据EDS检测的粘结层/基体界面处元素成分,计算出上述元素在界面处的扩散系数,掌握了各元素在高温热处理过程中的扩散速率,揭示了VPS制备的NiCoCrAlYTa粘结层与GH3128高温合金界面处元素在高温下的互扩散规律。

关键词：镍基高温合金二次反应区扩散系数拓扑密堆相真空等离子体喷涂

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等离子喷涂碳化钨涂层的静摩擦性能

无机材料学报 2004年第1期19卷 159-164页

作者：陶顺衍季珩丁传贤中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

叙述了等离子喷涂碳化钨(WC)涂层与不同材料组成摩擦副的静摩擦性能.结果显示,摩擦副的静摩擦系数与偶件的表面粗糙度和显微硬度相关.与WC涂层配对的偶件材料的显微硬度越低,摩擦副的静摩擦系数越高;提高WC涂层的粗糙度以及降低与WC配... 详细信息

叙述了等离子喷涂碳化钨(WC)涂层与不同材料组成摩擦副的静摩擦性能.结果显示,摩擦副的静摩擦系数与偶件的表面粗糙度和显微硬度相关.与WC涂层配对的偶件材料的显微硬度越低,摩擦副的静摩擦系数越高;提高WC涂层的粗糙度以及降低与WC配对的偶件材料的粗糙度可有效地提高摩擦副的静摩擦系数.

关键词：静摩擦等离子喷涂碳化钨

纳米ZrO_2等离子涂层的结构,性能和工艺特点

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无机材料学报 2003年第4期18卷 911-916页

作者：陈煌周霞明黄民辉陶顺衍丁传贤中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

采用大气等离子喷涂技术(APS),制备了常规氧化锆和纳米结构氧化锆两种涂层。利用扫描电镜(SEM)对涂层的显微结构进行了观察。对两种涂层的沉积效率、表面粗糙度和显微硬度作了对比研究。结果表明,粉末原料的显微结构、粒度、形态、喷涂... 详细信息

采用大气等离子喷涂技术(APS),制备了常规氧化锆和纳米结构氧化锆两种涂层。利用扫描电镜(SEM)对涂层的显微结构进行了观察。对两种涂层的沉积效率、表面粗糙度和显微硬度作了对比研究。结果表明,粉末原料的显微结构、粒度、形态、喷涂工艺参数(喷涂功率和距离)对涂层的显微结构有较大的影响。等离子喷涂造粒纳米氧化锆粉制备的涂层沉积效率高而稳定,其显微结构与喷涂功率和距离密切相关。与常规氧化锆涂层相比,纳米结构氧化锆涂层具有较高的显微硬度和较低的表面粗糙度。

关键词：等离子喷涂氧化锆涂层喷涂工艺显微结构

大气等离子体喷涂Sm_2Zr_2O_7涂层的结构和性能

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无机材料学报 2011年第7期26卷 696-700页

作者：于建华赵华玉周霞明陶顺衍丁传贤中国科学院特种无机涂层重点实验室上海200050 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

稀土锆酸盐材料具有比Y2O3部分稳定ZrO2陶瓷低的热导率,是新型热障涂层的潜在候选材料之一.利用大气等离子体喷涂技术以喷雾造粒的Sm2Zr2O7粉体制备涂层,并在相同条件下沉积8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层.对比评价了两种涂层的结构、热物理性能... 详细信息

稀土锆酸盐材料具有比Y2O3部分稳定ZrO2陶瓷低的热导率,是新型热障涂层的潜在候选材料之一.利用大气等离子体喷涂技术以喷雾造粒的Sm2Zr2O7粉体制备涂层,并在相同条件下沉积8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层.对比评价了两种涂层的结构、热物理性能和力学性能.X射线衍射结果表明,制备态Sm2Zr2O7涂层为缺陷萤石结构.扫描电镜分析显示,Sm2Zr2O7和8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层为典型的层状结构,内部有很多气孔、裂纹等缺陷.800℃测得的Sm2Zr2O7涂层的热导率为0.44 W/（m.K）,比相同条件下测得的8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层的热导率低~40%,两者的热膨胀系数相似.力学测试结果显示,Sm2Zr2O7涂层的抗折强度、硬度和弹性模量均低于8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层.

关键词：等离子体喷涂 Sm2Zr2O7涂层热导率力学性能

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热喷涂技术的演化与展望

无机材料学报 2011年第3期26卷 225-232页

作者：尹志坚王树保傅卫谭兴海陶顺衍丁传贤宝钢设备检修有限公司表面技术研究所上海201900 中国科学院特种无机涂层重点实验室上海200050

系统分析了热喷涂技术的发展历程与最新动态,提出了"三阶段演化规律"(热能的较量、动能的较量、创新理念的较量),并就工艺特性与潜在应用两方面较详细地探讨了几种新颖的喷涂工艺:低压等离子喷涂-薄涂层技术(LPPS-TF)、冷喷涂(CS)和液... 详细信息

系统分析了热喷涂技术的发展历程与最新动态,提出了"三阶段演化规律"(热能的较量、动能的较量、创新理念的较量),并就工艺特性与潜在应用两方面较详细地探讨了几种新颖的喷涂工艺:低压等离子喷涂-薄涂层技术(LPPS-TF)、冷喷涂(CS)和液料等离子喷涂(SPS/SPPS).结合国内外热喷涂产业发展现状,尝试提出了几点亟待国内热喷涂界同仁共同努力的方向,最后展望了热喷涂工艺与产业的未来发展.

关键词：热喷涂演化应用展望综述

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等离子体喷涂厚热障涂层的研究进展

硅酸盐学报 2021年第6期49卷 1195-1205页

作者：陶诗倩李伟杨加胜陶顺衍中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院特种无机涂层重点实验室上海201899 上海理工大学材料科学与工程学院上海200093 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

厚热障涂层(TTBCs)具有良好的隔热性能,能够有效提高航机涡轮/燃机透平前的燃气入口温度。等离子体喷涂工艺是制备TTBCs的典型方法。综述了等离子体喷涂TTBCs的国内外研究现状,指出了TTBCs所面临的挑战。着重从单片层、涂层结构及性能... 详细信息

厚热障涂层(TTBCs)具有良好的隔热性能,能够有效提高航机涡轮/燃机透平前的燃气入口温度。等离子体喷涂工艺是制备TTBCs的典型方法。综述了等离子体喷涂TTBCs的国内外研究现状,指出了TTBCs所面临的挑战。着重从单片层、涂层结构及性能等方面展开探讨,同时对其发展趋势进行了展望。

关键词：等离子体喷涂厚热障涂层微结构服役性能

等离子喷涂热障涂层残余应力的实验与模拟研究(英文)

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无机材料学报 2013年第12期28卷 1381-1386页

作者：杨加胜于建华钟兴华赵华玉周霞明陶顺衍丁传贤中国科学院特种无机涂层重点实验室上海201899 中国科学院上海硅酸盐研究所上海201899 中国科学院大学北京100049 青岛科技大学青岛266042

分别采用真空和大气等离子体喷涂工艺在GH3128镍基高温合金基材表面制备CoNiCrAlY结合层和氧化钇部分稳定的氧化锆陶瓷层组成热障涂层。采用有限元模拟计算了涂层的残余应力,研究了基材预热对打底层与陶瓷层界面应力分布的影响规律。结... 详细信息

分别采用真空和大气等离子体喷涂工艺在GH3128镍基高温合金基材表面制备CoNiCrAlY结合层和氧化钇部分稳定的氧化锆陶瓷层组成热障涂层。采用有限元模拟计算了涂层的残余应力,研究了基材预热对打底层与陶瓷层界面应力分布的影响规律。结果表明,预热基材可以显著地降低陶瓷顶层内部产生的残余拉应力。采用钻孔法测量了涂层中的残余应力并与模拟结果作定量比较,结果表明:有限元模拟计算结果与实验测量结果能较好吻合。

关键词：热障涂层等离子喷涂残余应力有限元分析

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大气等离子体喷涂的单片层研究进展

无机材料学报 2017年第6期32卷 571-580页

作者：李大川赵华玉钟兴华陶顺衍中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院特种无机涂层重点实验室上海201899 中国科学院大学北京100049

大气等离子体喷涂技术是一种常用的涂层制备工艺。作为所制备涂层的结构基元,单片层的形貌特征及堆叠行为决定了涂层的微结构,对涂层性能产生显著影响。本文较为系统地综述了与熔滴自身理化状态相关的主体因素、与沉积涂层的衬底相关的... 详细信息

大气等离子体喷涂技术是一种常用的涂层制备工艺。作为所制备涂层的结构基元,单片层的形貌特征及堆叠行为决定了涂层的微结构,对涂层性能产生显著影响。本文较为系统地综述了与熔滴自身理化状态相关的主体因素、与沉积涂层的衬底相关的客体因素以及环境因素等对单片层形成过程的影响,着重分析了粉体尺寸、衬底预热过程等产生的多种不同影响及其之间的关联性,并通过对所述文献涉及实验方法各自特点的比较,提出未来的实验和模拟研究或都将向着与真实生产条件更加接近的方向发展。

关键词：大气等离子体喷涂热障涂层熔滴单片层综述

Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层的非等温晶化动力学

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中国表面工程 2019年第4期32卷 141-150页

作者：谭礼明杨凯袁建辉赵华玉陶顺衍丁传贤上海工程技术大学材料工程学院上海201620 中国科学院上海硅酸盐研究所上海201899

采用大气等离子体喷涂技术制备Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层,利用XRD和SEM检测喷涂态涂层样品的物相和形貌。通过差示扫描量热分析方法(DSC),在不同升温速率下连续加热测得涂层的特征温度。分别利用Kissinger,Augis-Bennett和Ozawa方程... 详细信息

采用大气等离子体喷涂技术制备Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层,利用XRD和SEM检测喷涂态涂层样品的物相和形貌。通过差示扫描量热分析方法(DSC),在不同升温速率下连续加热测得涂层的特征温度。分别利用Kissinger,Augis-Bennett和Ozawa方程计算相应的活化能(Ec和Ep),并用Matusita–Sakka方程计算Avrami指数n进而分析晶化机制。结果表明:通过调控等离子体喷涂工艺参数可成功制备出铁基非晶涂层;随着升温速率的增大,Fe-Cr-Mo-BC-P非晶合金涂层相应的特征温度也逐渐上升,在晶化过程中存在显著的动力学效应。

关键词：大气等离子体喷涂铁基非晶涂层热稳定性晶化动力学