一、Fe-Al复合涂层电弧喷涂工艺及组织性能的研究（论文文献综述）
孙轩[1]（2021）在《Ti-Si-C系反应等离子喷涂涂层组织/性能与形成机理研究》文中认为以钛粉、硅粉和蔗糖（碳的前驱体）为原料,采用喷雾造粒/前驱体热解技术制备了 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合粉末;经大气等离子喷涂成功制备了耐磨和抗氧化性能优异的Ti-Si-C系复合涂层。在此基础上,优化了 Ti-Si-C系复合粉末的喷雾造粒/前驱体热解技术,探讨了 Ti-Si-C系复合涂层的组织/性能及其影响因素,并对复合涂层的形成机理进行了研究。喷雾造粒/前驱体热解技术制备的Ti-Si-C系复合粉末由蔗糖热解形成的碳粘结Ti粉和Si粉团聚而成。喷雾造粒赋予复合粉末高的球形度和流动性;前驱体热解形成的碳继承了蔗糖高的粘性,为复合粉末提供高的结合强度。采用14wt%的蔗糖作为前驱体,Ti粉平均粒径10μm、Si粉平均粒径5μm、球磨时间6h、固含量50%的最佳工艺参数,制备的Ti-Si-C系复合粉末球形度高、流动性好且结合强度高。Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层为典型热喷涂层状组织结构,主要由TiC、Ti5Si3和Ti3O相组成。其中,亚微米球形TiC颗粒聚集形成贫Si片层,而纳米Ti5Si3和Ti3O晶粒共生形成富Si片层。随着体系中Si含量的提升,复合涂层中的Ti5Si3含量逐渐增加,TiC和Ti3O含量逐渐减少。在反应等离子喷涂过程中,每一个Ti-Si-C系复合粉末作为独立单元参与反应;复合粉末进入等离子射流后迅速升温,Ti粉和Si粉熔化并形成包裹C的液相。固态的C与液相中的Ti反应生成TiC并长大为亚微米颗粒,形成包含亚微米球形TiC聚集的液滴。在撞击过程中,亚微米球形TiC聚集区变形成为贫Si片层,而液相快速冷却凝固形成Ti5Si3和Ti3O的纳米共生富Si片层。Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层具有远超TC4钛合金的高硬度、优异的耐磨性能以及良好的抗氧化性能。随着复合涂层中Si含量的增加,涂层的硬度呈先升高后降低的趋势,其表面洛氏、截面显微维氏和纳米压痕硬度最高分别可达 86.86±1.36HR15N、1980.92±310.47HV0 1 和 22.9GPa。随着 Si含量的增加,涂层的抗氧化性能上升,且温度越高,Si含量对抗氧化性能的提升作用越明显。随着Si含量的增加,涂层内脆性Ti5Si3相增多,涂层耐磨性能有所下降。综合耐磨和抗氧化性能,Si含量为6wt%的涂层综合性能最佳,其室温耐磨、高温耐磨（600℃）、和抗氧化（800℃）性能分别为TC4钛合金的169倍、45倍和5倍。以蔗糖为前驱体,SiC为Si和部分C的来源,Ti-Si-C原子比为3:1:2制备了 Ti-SiC-C复合粉末,经反应等离子喷涂成功制备了复合涂层,并与以单质Si和C为原料制备的Ti-Si-C复合涂层进行了对比。两种涂层都形成了亚微米球形TiC聚集的贫Si片层和Ti5Si3-Ti3SiC2共生的富Si片层组织结构。采用SiC为原料的涂层中,SiC未完全反应,并以颗粒形式分散在涂层中,导致Ti3SiC2相含量较少,但涂层硬度反而略高。
党哲,高东强[2]（2021）在《热喷涂制备耐磨涂层的研究进展》文中研究说明综述了不同热喷涂技术的原理和特点,包括大气等离子喷涂、超音速等离子喷涂、超音速空气燃料喷涂、爆炸喷涂、超低压等离子喷涂、悬浮液等离子喷涂、高速电弧喷涂等。分析了不同热喷涂技术制备的耐磨涂层的国内外研究现状,以及不同材料体系的减摩耐磨涂层的特点及其所适应的最佳热喷涂技术。对未来热喷涂技术制备耐磨涂层的研究方向提出展望。
吴志诚[3]（2020）在《FeAl-Al金属间化合物涂层的制备及冲蚀、热腐蚀性能研究》文中指出FeAl金属间化合物具有长程有序的特殊结构,从而拥有许多优异性能,如良好的抗高温氧化性能,优良的抗硫化腐蚀性能,较高的比强度等,同时又具有密度小,成本低廉等许多优点,有望解决循环流化床锅炉的高温冲蚀与热腐蚀的防护问题。本论文通过超音速火焰喷涂技术（High Velocity Oxygen Fuel,HVOF）制备了结构致密且成分均匀的FeAl-Al涂层,集中研究了FeAl-Al金属间化合物涂层在高温环境下的冲蚀磨损与热腐蚀行为,为最终开发出适用于循环流化床锅炉防护的高温抗冲蚀、热腐蚀涂层提供理论依据,主要内容与结果如下:对喷涂粉末喂料进行设计,分别在铁铝合金粉末喂料中添加质量比5%﹑10%的铝粉,利用超音速火焰喷涂制备了制备厚度约为150μm的FeAl-Al金属间化合物涂层。相比FeAl涂层,在粉末喂料中添加Al粉均可明显改善超音速火焰喷涂效果,获得结构致密,与基体结合牢固的涂层。对添加5%的Al粉,涂层表面由熔融粒子堆砌紧密,未发现明显的孔洞与裂缝,部分区域结构非常均匀。而添加10%Al的粉,涂层中大量的Al元素聚集,出现铝单质的聚集。热处理可进一步改善涂层微观组织结构,合适的热处理温度能进一步消除喷涂缺陷,使涂层微观结构更加致密,显微硬度增加。喷涂态FeAl、FeAl-5Al、FeAl-10Al涂层物相均为Fe2Al5,随着热处理温度从500℃升高至800℃,Fe2Al5相的衍射峰逐渐增强,提升了涂层的结晶度。当热处理时间由2h增加至6h,FeAl-5Al涂层更均匀致密,生成了更多的FeAl金属间化合物。利用试制的气固型高温冲蚀磨损试验机研究了冲蚀温度、冲蚀磨粒流量以及冲蚀角度对FeAl-Al涂层高温冲蚀性能的影响,采用SEM分析了涂层微观结构变化与冲蚀行为。常温下FeAl-Al涂层冲蚀率为5.36 mg/kg,失重主要由脆性剥落与犁削引起。随着冲蚀温度的升高,FeAl-Al涂层冲蚀能力提升,冲蚀温度500℃时抗冲蚀性能最佳,冲蚀率仅为1.86 mg/kg。随着磨粒流量的增大,涂层表面破坏程度逐步加大,0.5 kg时冲蚀率最大,为4.62 mg/kg。FeAl-Al涂层冲蚀行为属于典型的塑性冲蚀,冲蚀角度为45°时冲蚀率最大,为5.29 mg/kg;冲蚀角度为90°时,冲蚀主要为犁削与微切削,冲蚀角度为30°时,冲蚀主要为切削。研究了FeAl-Al涂层的热腐蚀性能,500℃温度下75%Na SO4/25%Na Cl熔盐热腐蚀发现,FeAl-5Al涂层具有优异的抗热腐蚀性能,其热腐蚀模型属于低温热腐蚀模型。涂层表面物相为Fe2Al5相与少量Al2O3,热腐蚀作用类似于热处理的作用,涂层中缺陷减少,结构更加致密。当热腐蚀温度提高至700℃,2h热腐蚀后涂层出现少量细小裂缝,表面出现了少量Al2O3,随着热腐蚀时间延长,表层氧化膜厚度增加,腐蚀时间为6小时时,氧化膜厚度约为80μm。
李香谕[4]（2020）在《Al/Fe/Fe2O3双包覆粉体的可控制备及其复合涂层性能研究》文中进行了进一步梳理本文通过化学镀结合沉淀法制备出了具有核壳结构的双包覆型Al/Fe/Fe2O3复合粉体,探究了复合粉体制备过程中各因素对Fe2O3包覆效果的影响,确定出最佳工艺参数,并对复合粉体的相成分、微观结构及热学性能进行了分析。利用等离子喷涂技术把制得的Al/Fe粉体、Al/Fe/Fe2O3粉体作为过渡层喷涂材料应用到复合涂层的制备中,并对制备出的复合涂层的物相、微观结构及各项性能进行测试分析。对化学镀结合沉淀法制备的双包覆层Al/Fe/Fe2O3复合粉体制备过程中的各项参数研究得出:当Fe2+浓度为0.20 mol/L,氨水浓度为1.20 mol/L,反应温度45℃,反应时间 60min,添加 1.25g PEG1500 时,500℃o煅烧 2h 后所得 Al/Fe/Fe2O3复合粉体的包覆效果最佳,Fe2O3平均质量分数为27.50%,Fe203平均包覆率可达到 56.44%。对复合粉体的微观结构进行分析,化学镀法制备的Al/Fe粉体中的Fe以网状包覆于A1粉表面,网状Fe由排列紧密的棱锥状颗粒构成,Fe壳层厚度可达到4μm;在此基础上沉淀法包覆的Fe203呈纳米级的短棒状沉积在Al/Fe粉体表面,包覆层较厚且比较均匀,实现了对Al粉的双层包覆。对Al/Fe/Fe2O3复合粉体进行DSC分析,Al和Fe2O3的铝热反应放热峰出现在1055℃,反应放热焓约为913J/g,Fe的加入会对Al与Fe2O3的铝热反应产生影响,一定程度上可降低Al与Fe2O3的铝热反应温度。以市售A1203粉体与制得的Al/Fe复合粉体、Al/Fe/Fe2O3复合粉体为喷涂材料,通过反应等离子喷涂技术在Q235钢基体上制备了单层及双层复合涂层（单层Al2O3涂层、单层Al/Fe涂层、单层Al/Fe/Fe2O3涂层、双层Al/Fe+Al2O3复合涂层、双层Al/Fe/Fe2O3+Al2O3复合涂层）。利用SEM、EDS、XRD等测试方法对涂层的结构、组成进行分析,并对涂层的结合强度、硬度、抗热震性、气孔率、耐腐蚀性等性能进行测试,结果表明:以Al/Fe复合粉体制备的涂层主要有A12O3、Al、Fe3Al、FeO四种相,以Al/Fe/Fe2O3复合粉体制备的涂层的物相组成包括FeAl2O4、Fe3Al、Al2O3及少量的Al和FeO;两种涂层均有Fe3Al金属间化合物的存在,表明两种复合粉体均可作为在金属基体上制备Al2O3陶瓷涂层的过渡层喷涂材料;通过对不同涂层的抗热震性、结合强度等性能分析可以得出有过渡层存在的复合涂层的抗热震性和结合强度都明显好于单层Al2O3涂层的性能,利用制得的复合粉体引入过渡层可以有效缓解氧化铝陶瓷涂层与钢基体的热物理性能差异,提高涂层的整体性能,其中以Al/Fe/Fe2O3双包覆粉体为过渡层喷涂材料制备的复合涂层（双层Al/Fe/Fe2O3+Al2O3复合涂层）性能最优,在15℃-750℃热循环条件下的热循环次数可达到25次,与基体结合强度为24.27MPa,涂层气孔率为7.6%,耐腐蚀性较好。
李乔磊[5]（2020）在《等离子喷涂金属/Al2O3-TiO2涂层界面的微观结构及结合机理研究》文中研究说明随着热喷涂技术的不断发展,热喷涂陶瓷涂层被广泛运用于航空航天、军事乃至普通民用机械铁基零部件表面的耐磨和防腐等领域。随着工业服役条件越来越苛刻,对涂层的性能提出了更高的要求,由于陶瓷涂层的热膨胀系数、力学性能、晶格结构等与金属/合金粘结层差异较大,粘结层与陶瓷层的界面决定了整个材料的服役寿命,这极大的限制了热喷涂陶瓷涂层更广泛地运用。铁基零部件表面Al2O3-40wt%Ti O2（AT40）耐磨陶瓷涂层失效主要是陶瓷面层与粘结层界面的裂纹扩展而导致的耐磨陶瓷涂层片状剥落。从目前耐磨陶瓷涂层的失效方式来看,粘结层与陶瓷涂层界面力学性能梯度是导致耐磨涂层失效最重要的原因之一。然而界面力学性能梯度与粘结层材料的选择和界面结构的设计有极大的关系,尤其是不同的界面结构具有不同的结合机理,至今对界面结合机理尚存争议。而且目前不同粘结层材料构成的不同界面结构的失效机制也不甚清楚,对耐磨陶瓷涂层的粘结层材料选择和界面结构设计缺乏具体的理论支持和系统的界面力学性能研究。本课题通过铁基磨损零部件的工况分析优选了AT40陶瓷面层。在金属（Cu）和合金（Fe Cr Al）粘结层与AT40陶瓷面层的传统双层结构界面研究的基础上,通过热处理工艺设计制备了Cu-AT40耦合界面和Fe Cr Al-AT40原位氧化物钉扎界面。通过界面结构设计和粘结层材料优选对比研究了非晶-AT40连续梯度过渡界面和Cu-Ti3Al C2纳米复合连续梯度过渡界面。对不同界面结构的微观结构和相组成进行了系统分析,揭示了不同界面结构的结合机理,对不同界面的力学性能进行了多尺度的测试和分析。通过对比不同粘结层材料的不同界面结构的界面力学性能,结合铁基零部件的服役工况优选出铁基零部件表面AT40耐磨陶瓷涂层的粘结层材料和界面结构。用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对陶瓷层与粘结层界面进行微观结构和物相分析,利用能谱仪、电子探针微量分析仪、电子背散射衍射和X射线衍射仪对界面进行元素分布、物相分布和晶粒尺寸的研究,然后利用纳米压痕、显微压痕、三点弯曲（3PB）测试技术和粘接-拉伸法对界面进行多尺度力学性能和失效分析。围绕铁基零部件表面AT40耐磨陶瓷涂层的粘结层材料和界面结构优选,揭示不同界面结构的结合机理和失效机制。对约15组、共约700个Q235基体表面耐磨陶瓷涂层体系样品进行了超过19000次微观结构表征和力学性能测试,根据试验结果系统分析了不同界面的结合机制、多尺度力学性能和失效机制,得到了如下主要研究结论:双层结构界面:传统双层结构界面主要以机械嵌合的方式连接,Cu-AT40界面通过900 oC/12h的Ar气氛保护下热处理在界面上生成由Cu Al O2、Cu Al2O4、Al2O3、Ti O2和Cu混合构成的不足10μm的耦合界面层,该耦合界面实现了粘结层与陶瓷层的冶金结合,提高了超过37.5%的界面粘结强度。Fe Cr Al-AT40界面在Ar+1 vol%O2气氛下进行了900 oC/12h的热处理,在界面孔隙中生成了大量条状Al2O3并与陶瓷层相连,形成了原位氧化物钉扎界面,该界面缓解了因陶瓷和合金原子键合方式差异而导致的界面失效问题。在粘结层中界面附近先生成的Al2O3阻碍了热处理过程中后续O的进入,形成了从粘结层到基材Al2O3的梯度分布现象,从而形成弹性模量梯度粘结层。弹性模量梯度-原位氧化物钉扎界面改善了界面两侧的力学性能梯度,提高界面粘结强度超过20%。连续梯度过渡界面:通过大气等离子喷涂两路同时送粉一次喷涂技术在铁基体表面成功制备了AT40-非晶(Fe56Cr23Mo13B8)连续梯度过渡界面。该界面中陶瓷相从非晶粘结层到陶瓷层呈现非晶相逐渐减少和陶瓷相逐渐增多的梯度微观结构,通过喷涂工艺设计实现了成分的梯度变化,形成模糊化界面,使硬度和断裂韧性形成梯度过渡。该界面进一步降低界面两侧的力学性能梯度,提高了界面断裂韧性和抗裂纹扩展能力,证实非晶-陶瓷连续过渡界面是改善热喷涂陶瓷复合涂层机械性能可行的新选择。纳米复合涂层:（1）通过热诱导使非晶粘结层部分结晶,形成大量合金和固溶体的纳米颗粒,成功在粘结层中原位引入纳米颗粒,制备了纳米复合粘结层。该粘结层具有较高的硬度和杨氏模量,显微压痕测试中有效抑制了裂纹的扩展,提高了涂层界面性能。（2）基于Ti3Al C2在高温下易分解和氧化的特性,通过大气等离子喷涂成功制备了纳米复合粘结层。涂层中出现了大量的纳米陶瓷相,铜在纳米陶瓷颗粒周围形成空间网状结构。通过3PB试验,纳米复合粘结层的断裂韧性高达9.4 MPa·m1/2,并且能量释放速率仅为15.1 Nm-1,显示出良好的断裂韧性和抗裂纹扩展能力。经900 oC/12h的Ar气氛保护下热处理产生了更多纳米陶瓷颗粒和网状铜的梯度互穿结构,将陶瓷面层与基体紧密连接在一起。纳米颗粒和固溶体,有效地阻碍了涂层中裂纹的扩展,提高了涂层性能。纳米复合梯度过渡界面:通过Cu/Ti3AlC2混合粉末等离子单路送粉一次喷涂技术成功制备了纳米复合连续梯度过渡粘结层,具有大量尺寸大约为30 nm-200 nm的Al2O3和Ti O2纳米颗粒。Cu/Ti3Al C2-AT40纳米复合连续梯度过渡涂层与传统双层结构涂层相比其界面粘结强度提高超过80%。经900 oC/12h热处理,与传统双层结构涂层相比其界面粘结强度提高了151.99%。四种涂层体系界面硬度和弹性模量梯度从小到大的顺序为:Cu/Ti3Al C2-AT40纳米复合连续梯度过渡涂层、非晶-AT40连续梯度过渡涂层、Fe Cr Al-AT40双层原位氧化物钉扎界面涂层、Cu-AT40双层耦合界面涂层;界面粘结强度从大到小依次是:Cu/Ti3Al C2-AT40纳米复合连续梯度过渡涂层、Cu-AT40双层耦合界面涂层、Fe Cr Al-AT40双层原位氧化物钉扎界面涂层。通过耐磨铁基零部件的服役环境、粘结层与AT40耐磨陶瓷涂层界面力学性能梯度和界面粘结强度的综合分析,Cu/Ti3Al C2-AT40纳米复合连续梯度过渡粘结层是铁基零部件表面AT40耐磨陶瓷涂层的优选粘结层。
贾倩倩[6]（2020）在《热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究》文中进行了进一步梳理钛及钛合金具备密度低、比强度高、抗腐蚀性能好等优点,然而当温度超过600℃时,由于氧的渗入所造成的高温氧化会严重影响钛合金的强度,致使合金整体的力学性能下降,如果能在钛合金表面制备一层具有优异的抗高温氧化性能的防护涂层,则可以在显着提高合金抗高温氧化性能的同时,又不降低合金的韧性和塑性。首先,本文采用等离子喷涂结合电弧喷涂的工艺方法,在工业纯钛表面制备出单一纯Al涂层及含Al的双层涂层,并对喷涂态涂层进行炉中加热改性处理,使得纯Al涂层与钛基体之间、含Al的双层涂层之间发生改性反应并原位生成具有一定防护性能的金属间化合物涂层。结果显示,喷涂有纯Al涂层的钛块经炉中加热改性处理后,涂层中Al元素可以直接与基体中Ti元素反应并原位生成TiAl3、TiAl2、TiAl及Ti3Al等金属间化合物,形成保护涂层,当炉中加热处理条件为900℃/5h时,生成的Ti-Al金属间化合物层最厚;喷涂有Al/Ni涂层的钛块经炉中加热改性处理后,Al、Ni涂层间可原位生成NiAl3,Ni2Al3及NiAl金属间化合物,形成保护涂层,当炉中加热处理条件为800℃/15h时,生成的Ni-Al金属间化合物层最厚;除此之外,还在钛表面制备了Al/NiAl、Al/NiCr及Al/NiCu涂层,并通过炉中加热试验,对这些元素之间的相变规律进行了研究。为了对钛表面纯Al涂层及Al/Ni涂层的相变规律进行理论分析,本文还进行了第一性原理计算,得知Ti-Al金属间化合物的有效生成热（EFH）的排序为:TiAl3<TiAl2<TiAl<Ti3Al<0;而Ni-Al金属间化合物的有效生成热（EFH）的排序为:NiAl3<Ni2Al3<NiAl<0。从热力学的角度分析了在这两个体系中,各种化合物优先形成的顺序,这些计算结果与本文试验现象相符合。为了检测炉中加热试验中原位生成的各金属间化合物涂层的抗高温氧化性能,本文对这些改性反应后所得的金属间化合物涂层均进行了高温氧化试验。试验表明,Al/Ti、Al/Ni/Ti、Al/NiAl/Ti、Al/NiCr/Ti及Al/NiCu/Ti试件经炉中加热处理后所得到的金属间化合物涂层,对高温下氧的扩散渗入均有着一定的阻碍作用,但相比之下,NiAl金属间化合物涂层的抗氧化性能要优于TiAl3金属间化合物涂层。在各种改性涂层中,改性Al/NiCr涂层的抗高温氧化效果最佳。最后,本文还采用了激光重熔的方法对钛表面纯Al涂层及Al/Ni涂层进行了改性处理,研究了通过此种方法获得原位生成金属间化合物保护涂层的可能性。结果表明,钛表面纯Al涂层经激光重熔处理后,重熔反应区仅有少量TiAl3相金属间化合物生成,而钛表面Al/Ni涂层经激光重熔处理后,重熔反应区则有较多的呈等轴晶状的Ni2Al3相及少量的呈树枝晶状的NiAl相生成。另外,氧化试验结果显示,经激光重熔改性处理后所得改性Al涂层及改性Al/Ni涂层均具有一定的抗高温氧化能力,但其抗高温氧化效果不如炉中加热改性Al涂层及改性Al/Ni涂层。
黄晋培[7]（2020）在《碳化物/高熵合金复合熔覆层组织与性能研究》文中研究表明高熵合金是将五种或者五种以上的金属元素组合成为合金系统,利用合金元素之间产生的高熵效应,通过固溶强化来提高合金的各项性能。由于高熵合金表现出优异的力学性能,因此在涂层制备的领域也带来了巨大的发展潜力。碳化物在提高合金性能方面也有特殊的贡献,因此本实验利用激光熔覆技术制备了FeCoCrNiTiMo系的高熵合金复合熔覆层,并且在不同的的激光功率下制备了碳化物/FeCoCrNiTiMo高熵合金复合熔覆层,并且研究了碳化物/高熵合金多层复合熔覆层的结构和性能。本实验利用电子扫描电镜（SEM）、能谱测试仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等仪器对制备的高熵合金涂层样品进行观察和分析,研究了TaC、SiC的添加对于FeCoCrNiTiMo高熵合金涂层微观组织与晶体结构的影响,分析了不同功率下的激光功率对碳化物/高熵合金复合熔覆层的影响,并且进一步制备了多层TaC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层,分析了高熵合金中相组成的演变过程及原理,利用维氏硬度计等测试了涂层力学性能并分析了影响因素。实验结果表明:添加碳化物制备得到的SiC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层和TaC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层与原FeCoCrNiTiMo复合熔覆层相比,硬度与耐摩损性能得到明显提升,并且相比于基体45#调制钢都有了较大的提升。Si、Ta元素在加入到高熵合金涂层中起到明显的细化晶粒的作用。SiC/FeCoCrNiTiMo合金系统当激光功率由1000W上升至1500W时,硬质相增强方式减少,固溶强化增多。相比与Si元素,Ta元素在涂层中能够增强复合熔覆层的断裂韧性,使涂层整体性能更好。多层TaC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层制备过程中能够有效融解伴随产生的金属间化合物析出物,随着层数的增加,复杂的金属间化合物会减少,复合熔覆层中的自由原子增多,复合熔覆层中的自由原子会趋于形成BCC固溶体或FCC固溶体,整个熔覆层由于固溶强化得到增强而提高了硬度与耐磨损性能。
吴孝泉[8]（2019）在《Al-Si合金表面激光熔覆层的制备及其性能研究》文中进行了进一步梳理为规避传统表面处理技术方法成本高、污染大、不易加工自动化等缺点,解决铸造铝合金表面硬度低、耐磨性差、零件使用寿命短等突出问题,本文以Nd:YAG固态激光器对Al-Si合金表面处理为研究对象,采用预置法和同步送粉法,运用SEM、EDS、XRD、显微硬度计、摩擦磨损实验机等检测设备系统地研究了铝合表面制备复合增强熔覆层的组织和性能,并对熔覆过程中增强相的生成、溶解、析出及强化机制进行了讨论。主要的研究内容及研究成果如下:1.利用镍基自熔性熔覆材料,采用自动送粉法在AlSi7Mg表面制备出单道复合熔覆层。发现熔覆层中生成了细小的NiAl相、网状结构Ni3Al相以及M7C3相,显微硬度最高为780HV;在室温条件下进行滑动干摩擦实验,发现当载荷为80N时,平均摩擦系数最小,熔覆层平均摩擦系数在0.37～0.43间。对激光熔覆熔池中晶粒的长大、生长速度、生长方向进行了讨论。揭示了熔覆层中晶粒长大的规律以及晶粒形貌呈梯度变化的机理。2.利用Al-Ti-C粉熔覆材料,采用预置法在AlSi7Mg表面原位制备多道TiC复合增强熔覆层。发现熔覆层中生成了颗粒状尺寸约为1μm的TiC和尺寸约为6-10μm的Al3Ti强化相;显微硬度呈梯度分布,最高为824HV,在离熔覆层表层0.25mm处,显微硬度快速降低;对熔覆层中热能密度分布进行讨论并对熔覆层的稀释率进行计算,发现本实验中圆形光斑能量密度遵从高斯分布,得到的熔覆层平均稀释率仅为3.5%。3.在镍基自熔性熔覆材料中加入WC颗粒,采用自动送粉法在AlSi7Mg表面制备出WC/Ni基复合增强熔覆层。利用Marangoni效应揭示WC颗粒在熔覆层中的分布机理。复合增强熔覆层中,生成AlNi、Al3Ni、M7C3、M23C3等相;熔覆层显微硬度值呈梯度分布,最大值约为1100HV。室温条件下进行干滑动摩擦实验,在载荷低于60N时,磨损率随载荷的增加而增加,当载荷达80N时,对磨副材料发生转移,磨损率下降。在20N和40N的条件下,平均摩擦系数基本保持在0.4左右;当载荷为60N时,平均摩擦系数降低到最小值0.137;当载荷增加到80N时,平均摩擦系数升高到0.67。对WC颗粒在熔覆层中的烧损情况进行了分析与讨论,揭示了WC烧损分别以熔解扩散式和溃散式烧损的机理。4.对激光熔覆工艺中裂纹、气孔、球化、高稀释率等缺陷的产生机理及其控制措施进行了分析与讨论,得到如下结论:裂纹主要分为热裂与冷裂两类,热裂由于熔覆层中过冷度过大、生成脆性相、物相间热膨胀系数及其体积间的差异而产生的;冷裂主要由于残余应力得不到有效释放而产生的。科学设计熔覆材料的成分,控制增强颗粒的形貌、尺寸和分布等方法是改善热裂的途径;热处理是改善冷裂缺陷的最有效方法。熔覆层中气体来源于冶金反应生成气和外来气体（保护气、载粉气以及粉体中水气）,适当提高激光功率、减小扫描速度以及合理的熔覆材料成分是改善熔覆层气孔缺陷的方法。球化缺陷分为熔覆层内金属颗粒球化和熔覆层表面金属球化两种,熔覆层内金属颗粒球化主要是因为比能量过小,造成金属颗粒吸热不足而球化,影响熔覆层性能。熔覆层表面金属球化是由于熔体温度过高,金属液滴在熔体表面发生Leidenfrost现象,使金属液滴在熔覆层表面凝固,影响熔覆层表面质量。控制激光比能量,设计熔覆材料尺寸与成分能显着改善球化缺陷。稀释率的计算分为实测成分计算法和几何尺寸计算法,其影响因素包括:激光功率、扫描速度、送粉速率以及熔覆层成分。激光熔覆过程中,科学设计激光熔覆材料、选用低激光功率、高扫描速度和高送粉率能得到低稀释率激光熔覆层,其中,提高送粉率是降低稀释率的最有效方法。
籍鹏飞[9]（2019）在《基于热作模表面电弧喷涂粉芯材料的研制》文中提出针对热锻模具在服役过程中,经常发生表面局部磨损和热疲劳龟裂等失效问题,设计并试制了FeCrNiAl系、FeBSiCrAlNi系、FeCrMoBSiAlNi系等三类合金粉芯喷涂材料,并采用高速电弧喷涂工艺分别在热作模具钢5CrNi Mo试板上制备了一系列试验涂层。结果表明:除FeCrNiAl系涂层试样与基体结合程度部分较差外,其余二类合金系涂层试样均未发现宏观缺陷。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及附属能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微维氏硬度计（Vickers Indenter）、摩擦磨损试验机（Friction/Wear Machine）等测试手段对试验涂层的结构、成分及性能进行了分析研究。另外,采用四辊可逆式中厚板轧机初步探索了热压变形对试验涂层结构与性能的影响规律。结果表明,试验涂层均呈典型层状不均匀结构,存在大量的孔隙与未熔结构,主要物相为α-Fe,Fe-Cr,Ni-Cr-Fe,Ni与Al,Fe的金属间化合物,含有少量Cr2O3,Al2O3。FeBSiCrAlNi系涂层截面平均显微硬度最高达864.56 HV0.2、提升FeBSiCrAlNi中Ni元素含量后平均显微硬度最低为682.17 HV0.2,均明显高于5CrNi Mo基体硬度。涂层表现出良好的抗热震性能,优于基体的耐高温氧化性能、抗摩擦磨损性能以及耐高温冲蚀性能。随着Ni含量的增加,FeCrMoBSiAlNi系涂层的致密度提高,化学微观不均匀系数降低。其中,热震次数最高为116次且抗高温氧化性能优异。摩擦磨损试验表明涂层的摩擦系数相对基体波动较小,摩擦磨损失重率均为基体的50%以下,涂层高温冲蚀失重率均小于基体。其中含Ni量高的FeCrMoBSiAlNi涂层,其摩擦磨损失重率最小为0.08%,高温冲蚀失重量最低,仅为基体的24.7%。涂层热压变形试验表明,在450℃下,一定的变形量可明显提高涂层的致密度与显微硬度,涂层合金化程度越高,塑性越好,致密度提升越明显。
陈永雄,梁秀兵,程江波,商俊超,张志彬[10]（2019）在《异质双丝电弧喷涂制备复合涂层的工艺优化》文中研究指明异质双丝电弧喷涂是利用两根不同材质金属丝制备复合涂层的一种工艺.对于熔点相差较大的丝材组合,常出现高熔点材料熔化不完全、频繁断弧的现象.为此文中提出了异步送丝的电弧喷涂方法,并对碳钢丝—铝丝双丝组合喷涂的电弧区行为展开了研究.结果表明,异步送丝的电弧喷涂设备可有效解决熔点差别较大的异质双丝电弧喷涂时的稳定性问题.最后使用扫描电镜和X射线衍射仪对Fe-Al复合涂层的组织进行表征,表明异质双丝电弧喷涂过程中阴阳两极材料间基本不发生冶金反应,形成的是一种铝软质颗粒和碳钢硬质颗粒交错叠加的机械混合涂层.
二、Fe-Al复合涂层电弧喷涂工艺及组织性能的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Fe-Al复合涂层电弧喷涂工艺及组织性能的研究（论文提纲范文）
（1）Ti-Si-C系反应等离子喷涂涂层组织/性能与形成机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 反应热喷涂技术研究现状 |
| 2.1.1 反应热喷涂方法 |
| 2.1.2 反应热喷涂粉末 |
| 2.1.3 反应热喷涂机理研究现状 |
| 2.1.4 反应热喷涂工艺研究现状 |
| 2.2 Ti-Si-C系复合涂层研究现状 |
| 2.2.1 磁控溅射 |
| 2.2.2 电弧熔覆 |
| 2.2.3 激光熔覆 |
| 2.2.4 反应等离子喷涂 |
| 2.3 选题背景及意义 |
| 2.4 主要研究内容 |
| 2.5 主要创新点 |
| 3 试验材料和方法 |
| 3.1 技术路线 |
| 3.2 试验材料 |
| 3.3 试验方法 |
| 3.3.1 喷涂及淬熄试验 |
| 3.3.2 相组成及组织结构分析 |
| 3.3.3 性能测试 |
| 4 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合粉末设计与制备 |
| 4.1 喷雾造粒/前驱体热解技术 |
| 4.2 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合粉末成分设计 |
| 4.2.1 前驱体选择 |
| 4.2.2 蔗糖含量设计 |
| 4.2.3 成分体系设计 |
| 4.3 喷雾造粒/前驱体热解工艺研究 |
| 4.3.1 Ti粉粒径的影响 |
| 4.3.2 球磨时间的影响 |
| 4.3.3 固含量的影响 |
| 4.3.4 前驱体热解的影响 |
| 4.4 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合粉末相组成及显微结构 |
| 4.5 小结 |
| 5 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层组织结构 |
| 5.1 Ti-Si-C系反应等离子喷涂涂层相组成及显微组织结构 |
| 5.2 成分对Ti-Si-C系反应等离子喷涂涂层显微组织结构的影响 |
| 5.3 工艺对Ti-Si-C系反应等离子喷涂涂层显微组织结构的影响 |
| 5.3.1 粉末粒径对涂层显微组织结构的影响 |
| 5.3.2 喷涂功率对涂层显微组织结构的影响 |
| 5.3.3 喷涂距离对涂层显微组织结构的影响 |
| 5.4 小结 |
| 6 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层形成机理 |
| 6.1 Ti-Si-C体系反应热力学分析 |
| 6.2 Ti-Si-C系复合粉末反应物理模拟 |
| 6.3 Ti-Si-C系复合粉末反应等离子喷涂行为 |
| 6.4 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层形成过程与物理模型 |
| 6.5 小结 |
| 7 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层性能研究 |
| 7.1 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层硬度 |
| 7.2 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层耐磨性 |
| 7.2.1 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层室温耐磨性 |
| 7.2.2 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层高温耐磨性 |
| 7.3 Ti-Si-C系反应等离子喷涂复合涂层高温抗氧化性 |
| 7.4 小结 |
| 8 Ti-SiC-C反应等离子喷涂复合涂层组织及性能 |
| 8.1 Ti-SiC-C反应等离子喷涂复合粉末 |
| 8.2 Ti-SiC-C反应等离子喷涂复合涂层相组成及显微组织结构 |
| 8.3 Ti-SiC-C反应等离子喷涂复合涂层性能 |
| 8.4 小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）热喷涂制备耐磨涂层的研究进展（论文提纲范文）
| 1 热喷涂技术概述 |
| 2 热喷涂技术在耐磨涂层领域的研究现状 |
| 2.1 大气等离子喷涂 |
| 2.2 超音速等离子喷涂 |
| 2.3 超音速空气燃料喷涂 |
| 2.4 爆炸喷涂 |
| 2.5 超低压等离子喷涂 |
| 2.6 悬浮液等离子喷涂 |
| 2.7 高速电弧喷涂 |
| 3 结语 |
（3）FeAl-Al金属间化合物涂层的制备及冲蚀、热腐蚀性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 FeAl金属间化合物的发展与现状 |
| 1.2.1 金属间化合物的特点 |
| 1.2.2 FeAl金属间化合物 |
| 1.2.3 高温FeAl金属间化合物研究进展 |
| 1.4 热喷涂概述 |
| 1.4.1 热喷涂技术定义及分类 |
| 1.4.2 超音速火焰喷涂简介 |
| 1.5 磨损及磨损试验方法概述 |
| 1.5.1 磨损分类 |
| 1.5.2 冲蚀磨损 |
| 1.6 论文研究意义及内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验简介及实验设备简介 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.1.1 喷涂设备简介 |
| 2.1.2 热处理设备简介 |
| 2.1.3 高温冲蚀磨损设备简介 |
| 2.1.4 高温腐蚀设备简介 |
| 2.3 实验表征与分析 |
| 第3章 FeAl-Al金属间化合物涂层的制备及热处理 |
| 3.1 FeAl-Al涂层的制备 |
| 3.1.1 试验方法 |
| 3.1.2 实验结果与分析 |
| 3.2 热处理2h对 FeAl-Al涂层微观形貌影响研究 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 实验结果与分析 |
| 3.3 热处理6h对 FeAl-Al涂层微观形貌影响研究 |
| 3.3.1 试验方法 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.3.3 本章小结 |
| 第4章 FeAl-5Al金属间化合物涂层的高温冲蚀性能研究 |
| 4.1 冲蚀温度对高温冲蚀性能的影响 |
| 4.1.1 试验方法 |
| 4.1.2 实验结果与分析 |
| 4.2 冲蚀砂量对高温冲蚀性能的影响 |
| 4.2.1 试验方法 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 冲蚀角度对高温冲蚀性能的影响 |
| 4.3.1 试验方法 |
| 4.3.2 实验结果与分析 |
| 4.3.3 本章小结 |
| 第5章 FeAl-5Al金属间化合物涂层热腐蚀性能研究 |
| 5.1 500℃热腐蚀对FeAl-5Al涂层的微观形貌影响研究 |
| 5.1.1 实验方法 |
| 5.1.2 实验结果与讨论 |
| 5.2 700℃热腐蚀对FeAl-5Al涂层的微观形貌影响研究 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.2.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果及所获荣誉 |
| 致谢 |
（4）Al/Fe/Fe2O3双包覆粉体的可控制备及其复合涂层性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 核壳结构复合粉体概述 |
| 1.2.1 核壳材料的作用机理 |
| 1.2.2 核壳结构复合粉体的制备方法 |
| 1.2.3 核-壳结构复合粉体在涂层领域的研究现状 |
| 1.3 热喷涂法制备陶瓷涂层 |
| 1.3.1 热喷涂法制备陶瓷涂层的研究现状 |
| 1.3.2 目前存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 实验内容与研究方法 |
| 2.1 实验材料及仪器设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器及设备 |
| 2.2 技术路线及实验过程 |
| 2.2.1 Al/Fe复合粉体的制备技术路线 |
| 2.2.2 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的制备技术路线 |
| 2.2.3 复合涂层的设计与制备 |
| 2.3 粉体及涂层的表征 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 微观结构与形貌分析 |
| 2.3.3 复合粉体密度测试 |
| 2.3.4 铁的质量分数及包覆率计算 |
| 2.3.5 氧化铁的质量分数及包覆率计算 |
| 2.3.6 热分析 |
| 2.3.7 涂层的结合强度分析 |
| 2.3.8 涂层的硬度分析 |
| 2.3.9 抗热震性测试 |
| 2.3.10 气孔率的测定 |
| 2.3.11 涂层的耐腐蚀性分析 |
| 第三章 化学镀结合沉淀法制各Al/Fe/Fe_2O_3粉体 |
| 3.1 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的包覆过程及原理 |
| 3.2 Al/Fe复合粉体的制备与表征 |
| 3.3 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的可控制备 |
| 3.3.1 沉淀剂浓度对Fe_2O_3包覆效果的影响 |
| 3.3.2 反应温度对Fe_2O_3包覆效果的影响 |
| 3.3.3 滴定时间对Fe_2O_3包覆效果的影响 |
| 3.3.4 添加剂对Fe_2O_3包覆效果的影响 |
| 3.3.5 煅烧温度对Fe203形成的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的结构与性能 |
| 4.1 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的物相组成 |
| 4.2 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的微观形貌 |
| 4.3 Al/Fe/Fe_2O_3复合粉体的热学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 F-Al/Al_2O_3复合涂层的结构与性能 |
| 5.1 涂层的成分分析 |
| 5.2 涂层的微观结构 |
| 5.3 涂层与基体的结合强度 |
| 5.4 涂层的显微硬度 |
| 5.5 涂层的抗热震性 |
| 5.6 涂层的气孔率 |
| 5.7 涂层的耐腐蚀性 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）等离子喷涂金属/Al2O3-TiO2涂层界面的微观结构及结合机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 热喷涂耐磨陶瓷涂层 |
| 1.2.1 耐磨陶瓷涂层的研究现状 |
| 1.2.2 粘结层的特性及选择依据 |
| 1.3 热喷涂耐磨陶瓷涂层的失效 |
| 1.4 金属粘结层-陶瓷层界面的研究现状 |
| 1.4.1 界面调控及结构设计 |
| 1.4.2 微观界面与扩散对界面力学性能的关系 |
| 1.4.3 宏观结构与缺陷对界面力学性能的关系 |
| 1.4.4 界面力学性能的表征 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.5.1 问题提出 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 研究特色及创新点 |
| 第二章 研究方法及技术路线 |
| 2.1 试验准备 |
| 2.1.1 试验设计 |
| 2.1.2 试验材料 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 喷涂设备 |
| 2.2.2 热处理工艺 |
| 2.2.3 界面试样制备 |
| 2.3 涂层表征及性能检测 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 陶瓷-金属双层结构界面微观结构及结合机理 |
| 3.1 试验思路及工艺介绍 |
| 3.2 Cu-AT40界面微观结构 |
| 3.2.1 Cu-陶瓷界面微观结构 |
| 3.2.2 Cu片层与陶瓷片层界面微观结构 |
| 3.3 Cu-AT40界面形成机理及力学性能 |
| 3.3.1 界面形成机理 |
| 3.3.2 界面力学性能 |
| 3.3.3 界面综合评价与讨论 |
| 3.4 FeCrAl-AT40 界面微观结构 |
| 3.4.1 界面显微结构 |
| 3.4.2 界面元素分布和相组成 |
| 3.5 FeCrAl-AT40 界面力学性能及结合机理 |
| 3.5.1 连续梯度弹性模量界面力学性能及失效分析 |
| 3.5.2 界面结合机制分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 连续梯度过渡界面微观结构及断裂失效模式研究 |
| 4.1 试验设计及工艺方法 |
| 4.2 界面显微结构及元素分布 |
| 4.2.1 界面微观结构分析 |
| 4.2.2 界面元素分布 |
| 4.2.3 不同喷涂功率下连续梯度过渡界面相演变 |
| 4.3 非晶-陶瓷梯度过渡界面对涂层力学性能的影响 |
| 4.3.1 界面的断裂韧性分析 |
| 4.3.2 界面的抗裂纹扩展能力分析 |
| 4.4 界面断裂模式及结合机制分析 |
| 4.4.1 涂层表面裂纹扩展模式分析 |
| 4.4.2 涂层断裂行为分析 |
| 4.4.3 界面结合机制讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 纳米复合连续梯度过渡界面构筑及多尺度力学性能分析 |
| 5.1 试验设计及工艺介绍 |
| 5.2 强度和韧性并存的非晶-纳米晶复合粘结层界面 |
| 5.2.1 热处理对非晶粘结层界面微观结构的影响 |
| 5.2.2 纳米粘结层界面多尺度力学性能分析 |
| 5.2.3 界面结合机理分析 |
| 5.2.4 小节 |
| 5.3 原位Cu-Ti_3AlC_2 金属-纳米陶瓷粘结层 |
| 5.3.1 粘结层微观结构 |
| 5.3.2 粘结层力学性能 |
| 5.4 纳米金属-陶瓷复合梯度粘结层界面 |
| 5.4.1 热处理对纳米梯度粘结层界面微观结构的影响 |
| 5.4.2 热处理对纳米梯度粘结层界面力学性能的影响分析 |
| 5.4.3 界面形成机理及结合机制分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 铁基零部件表面AT40耐磨陶瓷层的粘结层材料和界面结构优选 |
| 6.1 粘结层材料和界面结构对界面力学性能梯度的影响 |
| 6.1.1 双层结构和连续梯度过渡界面的TEM显微组织分析 |
| 6.1.2 界面力学性能梯度的研究 |
| 6.2 粘结层-陶瓷层界面粘结强度及失效分析 |
| 6.2.1 界面失效机制分析 |
| 6.2.2 热喷涂粘结层与陶瓷层界面粘结强度分析 |
| 6.3 铁基体-陶瓷涂层的粘结层材料及界面结构优选 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文、专利及获奖情况 |
| 1、论文 |
| 2、国家发明专利 |
| 3、获奖情况 |
| 附录 B 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
（6）热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛及钛合金的应用及特点 |
| 1.2 钛及钛合金表面改性方法研究现状 |
| 1.2.1 气相沉积与离子注入 |
| 1.2.2 热喷涂 |
| 1.2.3 热扩散 |
| 1.2.4 高能束表面改性处理 |
| 1.3 钛及钛合金表面抗氧化涂层 |
| 1.3.1 金属间化合物涂层 |
| 1.3.2 陶瓷涂层 |
| 1.3.3 复合涂层 |
| 1.4 涂层抗氧化实验研究现状 |
| 1.5 原位生成金属间化合物第一性原理计算 |
| 1.6 本课题研究目的、意义与主要内容 |
| 第2章 实验材料、设备与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 试件的制备 |
| 2.4 涂层反应改性方法 |
| 2.4.1 炉中加热改性处理 |
| 2.4.2 激光加热改性处理 |
| 2.5 涂层组织观察与结构分析 |
| 2.6 高温氧化试验 |
| 第3章 钛表面炉中加热改性Al涂层组织变化及反应机理的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试件的制备 |
| 3.3 炉中加热改性处理规范 |
| 3.4 改性Al涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 3.4.1 加热温度的影响 |
| 3.4.2 加热时间的影响 |
| 3.5 原位生成Ti-Al金属间化合物第一性原理计算 |
| 3.5.1 计算模型 |
| 3.5.2 计算方法 |
| 3.5.3 计算结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钛表面炉中加热改性Al/Ni涂层组织变化及反应机理的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Al/Ni对比试样相变规律分析 |
| 4.2.1 试件的制备 |
| 4.2.2 炉中加热改性处理规范 |
| 4.2.3 相变规律分析 |
| 4.3 改性Al/Ni涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 4.3.1 试件的制备及炉中加热改性处理规范 |
| 4.3.2 相变规律分析 |
| 4.3.3 加热温度的影响 |
| 4.3.4 加热时间的影响 |
| 4.3.5 扩散反应动力学分析 |
| 4.3.6 Ni涂层与Ni块相变规律的分析 |
| 4.3.7 关于Al层耗尽的分析 |
| 4.4 原位生成Ni-Al金属间化合物第一性原理计算 |
| 4.4.1 计算模型 |
| 4.4.2 计算方法 |
| 4.4.3 计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 钛表面炉中加热改性Al/NiAl、Al/NiCr及 Al/NiCu涂层组织变化及反应机理的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改性Al/NiAl涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 5.2.1 试件的制备 |
| 5.2.2 炉中加热改性处理规范 |
| 5.2.3 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 5.3 改性Al/NiCr涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 5.3.1 试件的制备 |
| 5.3.2 炉中加热改性处理规范 |
| 5.3.3 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 5.4 改性Al/NiCu涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 5.4.1 试件的制备 |
| 5.4.2 炉中加热改性处理规范 |
| 5.4.3 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 钛表面炉中加热改性Al、Al/Ni、Al/NiAl、Al/NiCr及Al/NiCu涂层抗氧化性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 比较试件抗高温氧化性能 |
| 6.2.1 试件的制备及高温氧化试验规范 |
| 6.2.2 抗高温氧化性能 |
| 6.3 改性Al涂层抗高温氧化性能 |
| 6.3.1 试件的制备 |
| 6.3.2 抗高温氧化性能 |
| 6.4 改性Al/Ni涂层抗高温氧化性能 |
| 6.4.1 试件的制备 |
| 6.4.2 抗高温氧化性能 |
| 6.5 改性Al/NiAl涂层抗高温氧化性能 |
| 6.5.1 试件的制备 |
| 6.5.2 抗高温氧化性能 |
| 6.6 改性Al/NiCr涂层抗高温氧化性能 |
| 6.6.1 试件的制备 |
| 6.6.2 抗高温氧化性能 |
| 6.7 改性Al/NiCu涂层抗高温氧化性能 |
| 6.7.1 试件的制备 |
| 6.7.2 抗高温氧化性能 |
| 6.8 抗高温氧化性能比较 |
| 6.9 本章小结 |
| 第7章 钛表面激光重熔处理改性Al涂层、Al/Ni涂层组织变化、反应机理及抗高温氧化性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 改性Al涂层组织形貌、反应机理及抗高温氧化性能 |
| 7.2.1 试件的制备及激光重熔处理规范 |
| 7.2.2 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 7.2.3 抗高温氧化性能 |
| 7.3 改性Al/Ni涂层组织形貌、改性机理及抗高温氧化性能 |
| 7.3.1 试件的制备及激光重熔处理规范 |
| 7.3.2 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 7.3.3 抗高温氧化性能 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）碳化物/高熵合金复合熔覆层组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 合金与高熵合金 |
| 1.3 高熵合金主要特点 |
| 1.3.1 高熵效应 |
| 1.3.2 迟滞扩散效应 |
| 1.3.3 晶格畸变效应 |
| 1.3.4 鸡尾酒效应 |
| 1.4 高熵合金涂层的制备工艺及发展 |
| 1.4.1 激光熔覆技术 |
| 1.4.2 热喷涂技术 |
| 1.4.3 物理气相沉积 |
| 1.5 激光熔覆高熵合金的发展 |
| 1.6 制备工艺的影响 |
| 1.7 本文实验内容及意义 |
| 1.7.1 本实验主要内容 |
| 1.7.2 本实验的研究意义 |
| 第二章 试样制备及试验方法 |
| 2.1 试验材料的制备 |
| 2.1.1 基体材料的制备 |
| 2.1.2 粉末的制备 |
| 2.1.3 复合熔覆层的制备 |
| 2.2 碳化物/高熵合金复合熔覆层的制备 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 相结构分析 |
| 2.3.2 组织分析 |
| 2.3.3 硬度测试 |
| 2.3.4 磨损失重测试 |
| 第三章 单层碳化物/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层的研究 |
| 3.1 FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层的组织与性能 |
| 3.1.1 FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层截面的形貌观察 |
| 3.1.2 FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层的相结构 |
| 3.1.3 FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层截面组织与成分 |
| 3.1.4 FeCoCrNiTiMo高熵合金硬度测试 |
| 3.1.5 FeCoCrNiTiMo高熵合金复合熔覆层稀释率 |
| 3.1.6 FeCoCrNiTiMo高熵合金热力学分析 |
| 3.2 SiC/FeCoCrNiTiMo高熵合金复合熔覆层组织与性能的研究 |
| 3.2.1 SiC/FeCoCrNiTiMo高熵合金复合熔覆层XRD分析 |
| 3.2.2 SiC/FeCoCrNiTiMo高熵合金复合熔覆层微观组织形貌 |
| 3.2.3 SiC/FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层力学性能分析 |
| 3.3 TaC/FeCoCrNiTiMo高熵合金复合熔覆层组织与力学性能研究 |
| 3.3.1 TaC/FeCoCrNiTiMo高熵合金涂层XRD分析 |
| 3.3.2 TaC/FeCoCrNiTiMo高熵合金涂层微观组织形貌 |
| 3.3.3 TaC/FeCoCrNiTiMo高熵合金涂层力学性能 |
| 第四章 多层TaC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层的研究 |
| 4.1 多层FeCoCrNiTiMo TaC复合熔覆层XRD图谱分析 |
| 4.2 多层TaC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层的显微形貌 |
| 4.3 多层TaC/FeCoCrNiTiMo复合熔覆层的力学性能 |
| 第五章 总结与展望 |
| 1.结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（8）Al-Si合金表面激光熔覆层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 Al-Si合金材料组成及其在工业中的应用 |
| 1.1.1 Al-Si合金的特点 |
| 1.1.2 Al-Si合金在工业中的应用 |
| 1.2 铝合金表面强化技术 |
| 1.2.1 阳极氧化技术 |
| 1.2.2 电镀与化学镀技术 |
| 1.2.3 电弧喷涂技术 |
| 1.2.4 等离子喷涂技术 |
| 1.2.5 激光表面改性技术 |
| 1.3 激光熔覆技术 |
| 1.3.1 激光与材料相互作用基础理论 |
| 1.3.2 激光熔覆设备特点 |
| 1.3.3 激光熔覆材料体系 |
| 1.3.4 激光熔覆工艺特征 |
| 1.3.5 激光熔覆技术的应用 |
| 1.3.6 激光熔覆技术的研究现状 |
| 1.4 铝合金激光熔覆的研究现状 |
| 1.5 复合熔覆层强化机理 |
| 1.5.1 载荷传递强化 |
| 1.5.2 细晶强化 |
| 1.5.3 位错强化 |
| 1.5.4 固溶强化 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料的选择 |
| 2.1.2 熔覆材料的选择 |
| 2.2 试验设备与方法 |
| 2.2.1 激光熔覆设备 |
| 2.2.2 激光熔覆实验 |
| 2.2.3 组织与性能测试 |
| 2.2.4 稀释率的计算 |
| 2.2.5 磨损性能测试 |
| 第3章 激光熔覆制备Ni_XAl/M_7C_3 增强熔覆层的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 熔覆工艺参数 |
| 3.3 原位生成Ni_XAl/M_7C_3 增强熔覆层宏观形貌 |
| 3.4 原位生成Ni_XAl/M_7C_3 增强熔覆层微观形貌 |
| 3.5 熔覆层化学成分分析 |
| 3.6 熔覆层显微硬度与摩擦磨损性能分析 |
| 3.7 溶池晶粒生长机制 |
| 3.7.1 熔池晶粒生长速度与方向 |
| 3.7.2 熔池晶粒生长形貌 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 激光熔覆制备Al_3Ti/Ti C增强熔覆层的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 熔覆材料与工艺 |
| 4.2.1 熔覆材料 |
| 4.2.2 熔覆工艺 |
| 4.3 原位制备Al_3Ti/Ti C增强熔覆层宏观形貌 |
| 4.4 原位制备Al_3Ti/Ti C增强熔覆层微观形貌 |
| 4.5 熔覆层化学成分分析 |
| 4.6 不同扫描速度熔覆层显微硬度分析 |
| 4.7 热能密度分布与稀释率的计算 |
| 4.7.1 熔覆层中的热能密度分布 |
| 4.7.2 熔覆层稀释率的计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 激光熔覆制备WC/Ni基增强熔覆层的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 熔覆工艺 |
| 5.2.1 单道激光熔覆参数 |
| 5.2.2 多道激光熔覆参数 |
| 5.3 WC/Ni复合熔覆层形貌 |
| 5.3.1 单道WC/Ni熔覆层形貌 |
| 5.3.2 多道WC/Ni熔覆层形貌 |
| 5.4 熔覆层的稀释率 |
| 5.5 熔覆层化学成分分析 |
| 5.6 熔覆层显微硬度分析 |
| 5.7 熔覆层磨损性能分析 |
| 5.7.1 熔覆层磨面的分析 |
| 5.7.2 WC颗粒破碎模型 |
| 5.7.3 熔覆层磨削的分析 |
| 5.7.4 摩擦磨损性能分析 |
| 5.7.5 熔覆层摩擦性能的分析 |
| 5.8 WC烧损机理的分析 |
| 5.8.1 溶解扩散式烧损模型 |
| 5.8.2 溃散析出式烧损模型 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 激光熔覆工艺中常见缺陷与改善措施 |
| 6.1 裂纹 |
| 6.1.1 裂纹的分类及其形成机理 |
| 6.1.2 控制裂纹的措施 |
| 6.2 气孔 |
| 6.2.1 气孔的产生及其形成机理 |
| 6.2.2 控制气孔的措施 |
| 6.3 球化 |
| 6.3.1 球化的分类及其形成机理 |
| 6.3.2 控制球化的措施 |
| 6.4 稀释率 |
| 6.4.1 稀释率的定义及形成机理 |
| 6.4.2 控制稀释率的措施 |
| 6.5 其它缺陷 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 下一步工作的方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（9）基于热作模表面电弧喷涂粉芯材料的研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及国内外研究现状 |
| 1.2 课题研究目的及内容 |
| 第二章 试制粉芯丝材以及试验方法 |
| 2.1 粉芯材料成分设计的主要依据 |
| 2.2 金属粉芯丝材的成分设计 |
| 2.3 粉芯材料的制备 |
| 2.4 高速电弧喷涂层的制备 |
| 2.5 涂层测试方法及分析 |
| 2.5.1 涂层试样制备与金相观察 |
| 2.5.2 涂层显微硬度测定 |
| 2.5.3 涂层形貌及成分分析 |
| 2.5.4 涂层的物相分析 |
| 2.5.5 涂层抗热震性能试验 |
| 2.5.6 涂层孔隙率测定 |
| 2.5.7 涂层受热轧制变形试验 |
| 2.5.8 涂层抗高温氧化性能试验 |
| 2.5.9 涂层摩擦磨损试验 |
| 2.5.10 涂层冲蚀磨损试验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 涂层组织结构与性能分析 |
| 3.1 涂层宏观形貌分析 |
| 3.2 涂层的显微组织分析 |
| 3.3 涂层的显微硬度测定 |
| 3.4 涂层的物相分析 |
| 3.5 涂层孔隙率测定 |
| 3.6 热压变形对涂层性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 涂层的耐热性分析 |
| 4.1 涂层抗热震性能测试与分析 |
| 4.2 涂层抗高温氧化性能测试与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 涂层的耐磨性能测试与分析 |
| 5.1 涂层的摩擦磨损性能测试与分析 |
| 5.2 涂层的冲蚀磨损性能测试与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 课题结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
四、Fe-Al复合涂层电弧喷涂工艺及组织性能的研究（论文参考文献）
- [1]Ti-Si-C系反应等离子喷涂涂层组织/性能与形成机理研究[D]. 孙轩. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]热喷涂制备耐磨涂层的研究进展[J]. 党哲,高东强. 电镀与涂饰, 2021(06)
- [3]FeAl-Al金属间化合物涂层的制备及冲蚀、热腐蚀性能研究[D]. 吴志诚. 江西科技师范大学, 2020(02)
- [4]Al/Fe/Fe2O3双包覆粉体的可控制备及其复合涂层性能研究[D]. 李香谕. 山东大学, 2020(10)
- [5]等离子喷涂金属/Al2O3-TiO2涂层界面的微观结构及结合机理研究[D]. 李乔磊. 昆明理工大学, 2020(05)
- [6]热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究[D]. 贾倩倩. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [7]碳化物/高熵合金复合熔覆层组织与性能研究[D]. 黄晋培. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [8]Al-Si合金表面激光熔覆层的制备及其性能研究[D]. 吴孝泉. 南昌大学, 2019(01)
- [9]基于热作模表面电弧喷涂粉芯材料的研制[D]. 籍鹏飞. 合肥工业大学, 2019
- [10]异质双丝电弧喷涂制备复合涂层的工艺优化[J]. 陈永雄,梁秀兵,程江波,商俊超,张志彬. 焊接学报, 2019(02)