检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

真空冷喷涂技术及其在功能器件中的应用

中国表面工程 2020年第4期33卷 26-50页

作者：马凯李成新西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

真空冷喷涂作为一种有潜力的新型涂层制备工艺,已引起来自多个国家研究团队的关注。超细陶瓷或金属颗粒以数百米每秒或更高速度撞击基体与累加沉积,无需高温烧结,即可在室温下制备致密或多孔的纳米结构陶瓷涂层或金属涂层。该工艺具有... 详细信息

真空冷喷涂作为一种有潜力的新型涂层制备工艺,已引起来自多个国家研究团队的关注。超细陶瓷或金属颗粒以数百米每秒或更高速度撞击基体与累加沉积,无需高温烧结,即可在室温下制备致密或多孔的纳米结构陶瓷涂层或金属涂层。该工艺具有材料适用广泛、成分不易发生变化、可直接快速制备复合材料以及多种结构涂层的优势。尤其是在功能陶瓷领域,真空冷喷涂有希望成为以烧结为基础的传统生产工艺的替代品。文中详细阐述了真空冷喷涂工艺的原理与特点、颗粒沉积行为和典型涂层形貌,并介绍了真空冷喷涂工艺在传感器(气体、湿度和温度)、能源器件(太阳能电池、燃料电池、锂离子电池和超级电容器等)、微机电系统(MEMS)器件、表面防护、生物涂层以及金属涂层等领域的应用和最新研究进展。最后对真空冷喷涂工艺的未来研究方向和应用领域进行了展望。

关键词：真空冷喷涂沉积行为陶瓷薄膜致密涂层多孔涂层

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

真空冷喷涂铜颗粒加速特性数值研究

表面技术 2013年第1期42卷 5-8页

作者：郑建新金耀辉刘传绍河南理工大学焦作454003

基于Fluent气固两相流数值模拟,研究真空冷喷涂铜颗粒的加速特性,分析了环境压力、喷涂距离、入口总温和颗粒粒径等参数对真空环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明:环境压力是决定颗粒撞击速度的关键因素,随环境压力的变化,小直径颗粒(d... 详细信息

基于Fluent气固两相流数值模拟,研究真空冷喷涂铜颗粒的加速特性,分析了环境压力、喷涂距离、入口总温和颗粒粒径等参数对真空环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明:环境压力是决定颗粒撞击速度的关键因素,随环境压力的变化,小直径颗粒(dp≤1μm)撞击速度的变化曲线呈抛物线状态,但大直径颗粒无显著变化;采用合适的喷涂距离,才能获得最大的颗粒撞击速度;增加入口总温可提高小直径颗粒的撞击速度,但对大直径颗粒无明显加速效果;真空冷喷涂颗粒的尺寸可从微米级减小至亚微米级,但过小的颗粒仍难达到足够高的撞击速度。

关键词：真空冷喷涂加速特性颗粒撞击速度气固两相流数值模拟

真空冷喷涂制备生物功能化羟基磷灰石复合涂层研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

真空冷喷涂制备生物功能化羟基磷灰石复合涂层研究

作者：李德燕青海大学

学位级别：硕士

随着生物医学及材料的飞速发展,新型生物材料的研发已逐渐成为生物医学领域的研究重点。钛及钛合金因其展现的优异生物相容性、力学特性和抗腐蚀性等,目前已在医用植入体领域得到了普遍的应用。然而钛材具有生物惰性,无法与周边骨组织... 详细信息

随着生物医学及材料的飞速发展,新型生物材料的研发已逐渐成为生物医学领域的研究重点。钛及钛合金因其展现的优异生物相容性、力学特性和抗腐蚀性等,目前已在医用植入体领域得到了普遍的应用。然而钛材具有生物惰性,无法与周边骨组织形成有效的骨整合,从而导致植入失败。因此,改善钛材表面性能具有重大临床应用的现实意义。羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层因其优异的生物学性能,而被普遍的用于钛材表面改性。但是,单纯HA涂层仍然存在诸多问题。功能化羟基磷灰石涂层不但可以保留羟基磷灰石优良的生物学性能,而且可以根据特定临床应用需求而改善相关性质,如涂层力学、生物相容性和抗细菌感染等性质。本论文主要研究新型HA基复合粉末及其钛材表面涂层的制备与生物学评价,为新型HA基复合材料在临床应用提供基础数据。本论文的主要研究内容和结论包括:(1)HA基复合粉末的制备采用HA粉末、ND及具有高效诱导成骨活性的BMP2为原料,制备了HA/ND-BMP2复合粉末;同时利用HA及和具有优异抗菌性能的GS,制备了HA-GS复合粉末。结果表明,采用氧化修饰法成功的在ND表面修饰了羧基基团,BMP2通过静电力等的相互作用而成功负载于ND上。(2)生物功能化纳米金刚石/HA复合涂层的构建利用VCS技术在室温条件下成功沉积了HA涂层及HA-ND、HA-ND/BMP2复合涂层,粉末的物相成分及纳米结构均完整的保留在了复合涂层中,涂层具有较为致密的结构,厚度约为40-50μm,XPS的结果证明了复合涂层中BMP2的存在。HA-ND复合涂层中添加入0.1 wt.%ND后,涂层的维氏硬度、弹性模量及抗摩擦磨损的性能均得到了提高。细胞贴附和MTT的结果表明,HA-ND及HA-ND/BMP2复合涂层无细胞毒性,且具有良好的生物相容性,同时BMP2的加入显著的促进了细胞的贴附、铺展等行为,表明VCS技术成功的保留了BMP2的骨诱导活性。(3)具有长效抗菌性能和良好生物相容性的HA基复合涂层的构建采用VCS技术制备了HA-GS复合涂层,XPS结果证明了粉末和涂层中GS的存在。药物释放实验表明,HA-GS复合涂层能够长期、缓慢的释放GS。HA-GS复合涂层及药物释放实验后的HA-GS复合涂层的抗菌率分别为98.08%及93.91%,因此HA-GS复合涂层不仅能够长期缓慢的释放GS,同时也能起到长期的抗菌作用。HA-GS复合涂层的细胞贴附及MTT的结果说明,该涂层也具有优良的生物相容性。

关键词：医用钛材羟基磷灰石生物涂层真空冷喷涂生物相容性

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

真空冷喷涂气固两相流数值分析

真空冷喷涂气固两相流数值分析

作者：金耀辉河南理工大学

学位级别：硕士

在冷喷涂过程中，颗粒撞击速度是影响颗粒沉积的关键因素，但受基板前激波影响，传统冷喷涂（常压环境）工艺中亚微米颗粒很难实现有效沉积或沉积效率很低。针对这一问题，本文结合传统冷喷涂原理及亚微米颗粒在高速气流中的加速行为，... 详细信息

在冷喷涂过程中，颗粒撞击速度是影响颗粒沉积的关键因素，但受基板前激波影响，传统冷喷涂（常压环境）工艺中亚微米颗粒很难实现有效沉积或沉积效率很低。针对这一问题，本文结合传统冷喷涂原理及亚微米颗粒在高速气流中的加速行为，对真空环境下影响亚微米颗粒撞击速度的因素进行了探讨与研究。具体而言，主要开展了如下研究：采用数值分析的方法研究了喷涂距离、颗粒直径及密度等参数对常压环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明：以临界沉积速度500m/s为依据，以Air为加速气体，在入口压力、温度为33.67atm、600K，喷涂距离为25mm的条件下Cu颗粒最佳尺寸范围为0.8～15μm。针对真空环境下影响亚微米颗粒撞击速度的环境压力（喷涂室内压力）、喷涂距离和温度等主要参数展开研究。结果表明：环境压力是决定亚微米颗粒撞击速度大小的关键因素。在入口压力、温度为5atm、600K，喷涂距离为25mm的条件下，环境压力由1atm降低到0.1atm的过程中，亚微米颗粒撞击速度逐步提高，进一步降低环境压力，亚微米颗粒撞击速度有小幅度增加。真空环境（入口压力、温度分别为5atm、600K，环境压力为0.1atm，喷涂距离为25mm）下0.2～1μm Cu颗粒撞击速度远大于常压环境（入口压力、温度分别为33.67atm、600K，环境压力为1atm，喷涂距离为25mm）下颗粒撞击速度。增大入口温度在一定程度上提高亚微米颗粒撞击速度。真空环境（入口压力、温度分别为5atm、600K，环境压力为0.1atm，喷涂距离为25mm）下，Cu颗粒最佳尺寸范围为0.4～5μm。考虑喷管壁面厚度，对真空环境下气体与喷管壁面传热过程进行了模拟，研究了喷管壁面温度分布情况，分析了不同材料喷管下颗粒撞击速度变化原因。结果表明：喷管壁面温度由内向外逐渐降低，温度最高点处于喷管喉部。喷管材料导热率越低，亚微米颗粒撞击速度越高。本研究成果可为亚微米级涂层的制备提供理论指导。

关键词：真空冷喷涂气固两相流颗粒撞击速度环境压力数值分析

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响

表面技术 2015年第12期44卷 75-79,121页

作者：郑建新郝婉君河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003

目的真空度直接影响着真空冷喷涂时气体流动特性和颗粒撞击速度,研究真空度对气体和颗粒流动特性的影响。方法确定真空冷喷涂系统结构,采用FLUENT软件进行真空冷喷涂气固两相流研究,通过数值模拟研究真空度对流场和颗粒撞击速度的影响,... 详细信息

目的真空度直接影响着真空冷喷涂时气体流动特性和颗粒撞击速度,研究真空度对气体和颗粒流动特性的影响。方法确定真空冷喷涂系统结构,采用FLUENT软件进行真空冷喷涂气固两相流研究,通过数值模拟研究真空度对流场和颗粒撞击速度的影响,并研究相同压力比下的气固两相流特性。结果当入口压力一定时,喷管内的气体轴线速度、密度和温度与环境压力大小无关;而在射流区,环境压力越小,则气体轴线速度波动越小、密度越低,但到达基板后的气体温度均接近喷管入口温度。环境压力对大粒径颗粒的撞击速度影响较大,颗粒撞击速度随环境压力增大而先增后减,最佳环境压力可根据气相云图和气体密度来确定。当进出口压力比相同时,喷管内和射流区域内的气相速度云图基本相同,气体轴线速度曲线基本重合,而基板前的颗粒速度不同,此时环境压力越低,颗粒速度越高,越有利于形成涂层。结论采用计算流体动力学分析方法厘清了真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响,为涂层制备奠定了理论基础。

关键词：真空冷喷涂气固两相流真空度流场颗粒速度数值研究

真空冷喷涂技术制备塑料染料敏化太阳能电池中TiO_2散射层及其性能表征

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

热喷涂技术 2014年第2期6卷 66-72,56页

作者： X.-L.He G.-J.Yang C.-X.Li C.-J.Li S.-Q.Fan 程旭莹 State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi'an Jiaotong UniversityXi'an Shaanxi China The University of Queensland QLD Australia

塑料染料敏化太阳能电池（DSC）由于其质量轻、形状灵活可变、适用于低成本的连续式生产而成为一种很有发展前景的光化学太阳能电池。为了提高电池的效率,在室温下用真空冷喷涂技术将亚微米级制备在TiO2纳米晶体层表面形成一层光散射层... 详细信息

塑料染料敏化太阳能电池（DSC）由于其质量轻、形状灵活可变、适用于低成本的连续式生产而成为一种很有发展前景的光化学太阳能电池。为了提高电池的效率,在室温下用真空冷喷涂技术将亚微米级制备在TiO2纳米晶体层表面形成一层光散射层。通过研究光散射层的影响以及散射层与纳米晶TiO2层的结合以理解电池效率提高的原因。为了对比,使用乙醇中添加亚微米级Al2O3或TiO2颗粒形成的悬浮液,采用溅射沉积法,制备出两种散射层。结果显示,所有三种散射层对光的反射能力均强于TiO2纳米晶体层。无照电流结果表明NC＋VCSTiO2电池的散射层与TiO2纳米晶体层连接比另外两对组合更有效。因此,由吸附在散射层粒子表面的分子所决定的光诱导电子可以有效转移到TiO2纳米晶体层,并最终输出到外电流回路。假设由于散射效应电池效率提升13%,那么散射层与TiO2纳米晶体层层之间的良好结合贡献10%,最终导致使用NC＋VCS-TiO2散射层的塑料染料敏化太阳能电池效率提升～23%。此外,NC＋VCS-TiO2散射层的抗弯性能优于NC＋SD-TiO2和NC＋SD-Al2O3电池。

关键词：真空冷喷涂塑料染料敏化太阳能电池光散射层光电性能

基于真空冷喷涂技术的PZT压电涂层制备及其电学性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于真空冷喷涂技术的PZT压电涂层制备及其电学性能研究

作者：朱合法三峡大学

学位级别：硕士

锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷材料是由铅(Pb)、钛(Ti)、锆(Zr)三种元素组成,该材料具有优良的铁电性能、压电性能和介电性能,在各种压电、铁电器件中广泛应用。本文针对复杂环境对表面制备压电陶瓷涂层制备的高要求,采用真空冷喷涂技术在不锈... 详细信息

锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷材料是由铅(Pb)、钛(Ti)、锆(Zr)三种元素组成,该材料具有优良的铁电性能、压电性能和介电性能,在各种压电、铁电器件中广泛应用。本文针对复杂环境对表面制备压电陶瓷涂层制备的高要求,采用真空冷喷涂技术在不锈钢基体表面制备PZT压电涂层,并通过工艺优化和后处理技术,提升PZT压电涂层的电学性能。具体研究内容如下:(1)PZT涂层的制备及工艺参数优化。采用PM100L型行星式球磨机对PZT粉末进行研磨,同时使用Mastersizer 2000激光粒度仪对球磨后的PZT粉末进行了粒径分析;设计正交试验得到了PZT涂层的最佳喷涂工艺参数:主气流量2.5 L/min,次气流量(粉)0.5 L/min,喷涂距离8 mm。(2)PZT涂层微观结构表征及影响因素。分析了粉末不同预处理参数,不同热处理温度及涂层厚度发生变化时,PZT涂层相结构、表截面形貌的变化。结果表明,预处理后PZT粉末和涂层没有发生晶相结构的转变,粉末和涂层均呈现出典型的钙钛矿结构;PZT涂层中Pb元素价态均为Pb,元素没有价态变化。粉末粒径随热处理温度升高,粉末颗粒增大且团聚,PZT涂层表面平整,结构致密。(3)PZT涂层电学性能分析及影响因素。分析了粉末不同预处理参数,不同热处理温度及涂层厚度发生变化时,PZT涂层铁电性能、压电性能、介电性能的变化。结果表明,PZT涂层剩余极化强度Pr最高能达到5.74μC/cm;PZT涂层压电系数d达到最大47 p C/N;PZT涂层的居里温度Tc约在370℃～400℃。

关键词：真空冷喷涂锆钛酸铅铁电性能压电性能介电性能

真空冷喷涂致密Al_2O_3陶瓷涂层微观结构的研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

热喷涂技术 2017年第3期9卷 36-45页

作者：王丽爽周恒福李成新王豫跃杨冠军雒晓涛李长久西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室西安710049

本文选用平均粒径为400nm的Al_2O_3陶瓷粉末,采用真空冷喷涂的方法在玻璃基体上制备了涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及高分辨透射电镜(HR-TEM)等方法对真空冷喷涂氧化铝涂层的微观结构进行了深入分析。结果表明,... 详细信息

本文选用平均粒径为400nm的Al_2O_3陶瓷粉末,采用真空冷喷涂的方法在玻璃基体上制备了涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及高分辨透射电镜(HR-TEM)等方法对真空冷喷涂氧化铝涂层的微观结构进行了深入分析。结果表明,Al_2O_3颗粒主要是以单个颗粒作为沉积单元,喷涂颗粒高速碰撞基体和已沉积涂层,发生了晶粒细化及塑性变形,在涂层的局部能够观察到由于粒子的强烈撞击而形成的非晶组织。此外,由于粒子高速碰撞过程中发生塑性变形,涂层局部产生了高密度的位错。

关键词：真空冷喷涂 Al2O3涂层微观结构局部非晶化塑性变形

真空冷喷涂LiNi_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33)O_2涂层颗粒沉积行为研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

热喷涂技术 2019年第1期11卷 30-36页

作者：谢扬马凯李成新杨冠军李长久西安交通大学材料科学与工程学院西安710049

真空冷喷涂是一种基于室温及真空条件下超细陶瓷粉末粒子的撞击破碎实现涂层沉积的方法。目前,真空冷喷涂技术已经在微电子器件,金属防护以及新能源领域展现了良好的应用前景。本研究将目光转向锂离子电池,基于真空冷喷涂技术,在氧化铝... 详细信息

真空冷喷涂是一种基于室温及真空条件下超细陶瓷粉末粒子的撞击破碎实现涂层沉积的方法。目前,真空冷喷涂技术已经在微电子器件,金属防护以及新能源领域展现了良好的应用前景。本研究将目光转向锂离子电池,基于真空冷喷涂技术,在氧化铝基体上制备了锂离子电池LiNi_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33)O_2(NMC)三元材料正极涂层,使用扫面电子显微镜(SEM)观察了NMC涂层的表面及截面微观形貌,使用X射线衍射(XRD)对涂层的相结构进行了测试,使用3D激光显微镜表征了涂层的表面粗糙度,系统研究了载气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件对NMC涂层微观形貌及粒子沉积行为的影响。结果表明,在真空冷喷涂NMC涂层中可以观察到明显颗粒破碎沉积现象,涂层结构致密。NMC粉末颗粒沉积方式受气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件的影响,载气流量的提高会提高粒子撞击速度,从而提高涂层沉积速率,但过高的气流量会导致粒子发生冲蚀,在涂层表面留下凹坑,致使涂层粗糙度增大。喷涂距离过大会导致NMC颗粒撞击速度减小,粒子破碎不充分,涂层呈现出类似团聚粉末堆积的疏松结构。喷涂次数影响涂层厚度,在合适的沉积参数条件下,可以通过调整喷涂次数实现涂层厚度的线性调控。

关键词：真空冷喷涂 NMC 涂层微观结构沉积行为