一、等离子涂层摩擦磨损性能与机制探讨（论文文献综述）
王迪[1]（2021）在《Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究》文中研究指明冲蚀磨损是工程领域中常见的磨损方式之一,当固体颗粒物质被气流夹带并冲击部件表面时会发生冲蚀磨损。随着科技的进步,特别是航空航天等国家重大工程领域的发展,传统材料已难以满足高温、高速、冲蚀磨损等多因素耦合的服役要求。利用现代表面处理技术在精密部件上制备防护涂层是一种行之有效且节能的方法。国外已将利用物理气相沉积（PVD）技术制备抗冲蚀涂层应用于航空发动机压气机部件。但我国在这方面相对较为落后,特别是涂层冲蚀失效行为和机理研究不系统。针对以上问题,本文利用脉冲电磁+强永磁复合磁场电弧离子镀技术在钛合金表面制备Cr基多元多层抗冲蚀涂层。系统研究了复合磁场对涂层中大颗粒的影响规律,涂层（单层/多层）的微观结构对残余应力、抗冲蚀性等主要性能的影响;深入探讨了单层/多层涂层的断裂失效机理;获得了高温环境下多层涂层的演变规律。主要研究结果如下:（1）通过对复合磁场中电磁场参数的调控,获得了弧斑的运动范围及运动速度规律,建立了电磁场参数与涂层结构、性能之间的内在联系。研究发现,在中等强度电压（25 V）和较高的电磁频率（16.7 Hz）时,CrAlN涂层表面大颗粒占比最少（约6.09%）,粗糙度最小（Ra 0.136 μm）。此时涂层的硬度（2072.34 Hv）、结合力（41.5 N）、摩擦磨损（摩擦系数约为0.35,磨损率为2.77×10-6 mm3·N-1·m-1）和抗冲蚀（30°的冲蚀速率约为0.17μm/g,90°条件下约为1μm/g）性能均达到最佳。分析了 CrAlN涂层的冲蚀断裂形貌,发现涂层为典型的脆性断裂机制,且涂层中大颗粒的尺寸和数量对性能有较大的负面影响。（2）设计并制备了金属软层/氮化物硬层交替系统的CrAl/CrAN微纳米多层结构涂层。该涂层中每一周期由层状CrAl层（25 nm厚）、3 nm柱宽的细柱状CrAl层（25 nm厚）和20 nm柱宽的粗柱状CrAlN层（150 nm厚）组成。与单层结构的CrN和CrAlN涂层对比发现,多层涂层具有更高的结合力（46.2 N）,断裂韧性（8.7MPa·m1/2）,最小的残余应力（-0.932 GPa）和多攻角条件下均较小的冲蚀速率,综合表现为抗冲蚀性能良好。但随着沉积周期（膜厚）的增加,CrAl/CrAlN多层涂层的表面颗粒增多,粗糙度和残余应力增大。当膜厚增至约8μm时出现崩碎现象,难以制备8 μm以上级别的厚涂层。（3）基于强韧性和内应力调控的设计理念,以多攻角固体粒子冲蚀作用下涂层的耐磨性需求及防护为基本要求,设计并制备了每周期200 nm,总厚度8μm的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层。揭示了 Cr/CrN与Cr/CrAlN不同调制比对涂层的微观组织结构、力学性能和抗冲蚀性能的影响规律。发现Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层均具有较高的硬度（3000 HV以上）,良好的膜基结合强度,调制比为1:2时结合力最高可达54.6 N,压痕等级可达HF1级。涂层相比于钛合金基体的抗冲蚀性能在30°和90°条件下分别提高8倍和5倍。利用有限元模拟的方法研究了涂层受砂砾冲蚀断裂的内在原因主要是CrAlN层下表面处的高拉伸应力集中,同时发现调制比1:2和1:3的涂层具有更好的吸收应力的能力。分析了涂层中裂纹扩展形貌和断裂微区结构变化,发现Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的断裂机制以脆性断裂为主。另外,基于多层结构间不同界面对裂纹尖端的影响,分析了涂层中裂纹的传播/终止机制,裂纹易从硬质相层（氮化物层）传播进入软相层（金属层）,而在软相层中消耗大量能量,终止或偏转于下一软硬界面。说明金属中间层提供了良好的抑制裂纹扩展和协调变形的能力,从而提高了涂层的脆断抵抗能力。最终获得LCr/CrN:LCr/CrAlN调制比为1:2的多层涂层具有最优的抗冲蚀性能。（4）采用调制比为1:2的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层工艺制备了 12 μm的厚涂层,在300℃、500℃、700℃和900℃下分别进行热循环疲劳试验,探究了高温环境下涂层微观组织结构的演变与其力学和冲蚀性能之间的内在关联。随着热循环温度的升高,在900℃热循环后涂层表面出现变色、起皱现象,同时在边缘区域发生剥落。分析其相结构及微观形貌变化,发现此时氮化物相消失,并且出现Cr2O3和A12O3相,揭示了涂层开裂失效的主要原因是在高温环境下产生的热膨胀失配应力和富Cr氧化物的生长应力。热循环后的涂层硬度和结合力均随热循环温度的升高而降低,抗冲蚀性能变差。热循环温度700℃以内的涂层在30°和90°条件下,抗冲蚀性约为钛合金基体的6倍和4倍以上,说明此时能够保持良好的冲蚀防护性能,但温度达到900℃后涂层已完全失效,无防护效果。对涂层在常温、300℃、500℃、700℃的摩擦磨损性能研究发现,摩擦系数随着温度的升高而降低,磨损率随着温度的升高而升高。这是由于在高温条件下,涂层表面发生氧化转变,Cr2O3能够起到类似“润滑剂”的作用。但随着温度的升高,涂层逐渐软化,磨痕区域发生了氧化磨损。最终可以确定本试验所制备的12μm厚Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层有效使用温度≤700℃。
杨文涛[2]（2021）在《内孔超音速等离子喷涂Al-25Si涂层工艺及性能研究》文中研究说明高硅铝合金具有轻质高强、高耐磨、高导热及低热膨胀系数等优异性能,与铝合金缸体和活塞的相容性好,查阅文献资料有喷射沉积技术制备高硅铝合金缸套的相关报导,但由于其工艺流程非常复杂,且生产效率低下,制备成本较高。基于高硅铝合金作为表面耐磨层的开发,本文采用内孔超音速等离子喷涂高硅铝涂层对缸体内壁实现耐磨强化,以替代缸套的作用,实现发动机的轻量化。本文首先对内孔超音速等离子喷涂的工艺参数进行优化,探索总气流量、氢气含量、电流、电压及喷涂距离与等离子射流中飞行粒子温度和速度间的关系,并揭示飞行粒子温度与速度对于涂层质量的影响,确定制备内孔高硅铝涂层的最优工艺参数;借助现代分析方法对内孔涂层显微结构进行表征并测试其力学性能,同时模拟实际工况测试内孔涂层的耐磨性能并分析其磨损机理;探索了实际服役条件下,温度对涂层耐磨性能与磨损机制的影响规律。主要结论如下:（1）固定功率32kW下,随着总气流量提高,粒子温度与速度分别提高约12.2%、46.9%,而氢气含量的提高对粒子温度基本无影响,同时会导致粒子速度降低12.5%;电压不变电流升高时,粒子速度增加了 12.3%,而温度仅增加了 4.3%;在测试范围内喷涂距离增加,粒子温度先增后减,粒子速度单调递减。飞行粒子沉积时表面温度提高,涂层熔化状态更均匀,平均显微硬度提高22.9%;飞行粒子沉积时速度提高,孔隙率减少84.2%,孔隙尺寸也大幅缩小。最优工艺参数为:总气流量115L/min,氢气含量7.5%,电压86V,电流430A,喷涂距离90mm。（2）喷涂粉末中的硅相具有较大尺寸（3μm以上）,并且形状不规则,经过内孔超音速等离子喷涂制备成涂层后,硅相尺寸明显细化（纳米级）,形状也多变为球形小颗粒。内孔涂层平均硬度为267.09±14.85HV0.2,其硬度相对较高主要是细晶强化与固溶强化的作用;内孔涂层平均结合强度为44.1MPa,拉伸断裂位置处于基体与涂层结合处的基体侧。（3）内孔涂层总磨损量为2.77×10-3mm3,磨痕宽度为654.3μm,磨痕深度为8.95μm,平均摩擦系数为0.20。涂层在油润滑条件下的磨损机制主要为二体磨粒磨损中的犁沟切削与挤压剥落、三体磨粒磨损与少量氧化磨损。内孔涂层主要的材料损失机制为对磨球挤压并切削磨损表面、Si硬质相脱落以及脱落的Si硬质相与氧化物切削磨损表面。（4）255℃热处理后涂层中的硅相颗粒开始团聚生长为块状的硅相,且涂层中硅相的粗化激活能远小于硅原子的自扩散激活能,表明随着热处理温度的升高,硅原子扩散方式由界面扩散主导转变为体扩散主导。热处理后涂层显微硬度随热处理时间延长先降低后稳定,这是固溶强化和细晶强化失效而析出强化加强,三者共同作用形成的。涂层磨损量随热处理温度升高而升高,磨损机理原本表现为磨粒磨损+少量氧化磨损,在255℃热处理后转变为磨粒磨损+粘着磨损+少量氧化磨损。
邓楚祥[3]（2021）在《激光沉积TiB2/Fe64Ni36因瓦基原位复合涂层研究》文中进行了进一步梳理目前,我国铁路运输正向高速化和重载化的方向发展,这对列车的安全运行提出了更高的要求,其中对制动系统的要求也更加严苛,现有传统的制动盘难以满足现代高速载运列车的切实需求。采用激光沉积技术对现有的制动盘进行表面强化,可以极大地提高制动系统的制动性能,激光沉积还可以对已失效的制动盘进行修复,延长制动盘的使用周期,节省列车的运营成本。本文运用激光沉积技术制备因瓦基原位复合涂层,研究了不同比例Ti和B的添加对涂层组织与性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等仪器,研究增强相对因瓦合金涂层宏观形貌、微观组织和凝固过程的影响;利用维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站等设备对复合涂层进行了表征,研究了复合涂层的维氏硬度、摩擦系数、表面粗糙度和耐腐蚀性能,得出以下结论:（1）反应体系热力学计算,通过对各反应焓值变化和吉布斯自由能变化的计算,得出了相关反应的变化函数,获得了体系中Ti B2最优先形成的条件,激光沉积制备了Ti B2/Fe64Ni36原位复合涂层。（2）添加Ti、B的涂层与基板结合良好,表面平整。随着Ti/B比例增大,Ni B含量逐渐减少,Ti B2含量逐渐增多。当Ti/B<0.5时,涂层主要为因瓦合金和Ni B的亚共晶组织;当Ti/B>0.5时,涂层主要为Ti B2颗粒弥散分布于因瓦合金的复合材料结构。通过错配度的理论计算,确定了Ni B可以以Ti B2为核心异质形核,并形成核壳式增强体,而因瓦合金基体与Ti B2之间由于错配度过大不满足异质形核条件。随着Ti/B比例的增加,涂层维氏硬度整体表现出先上升后下降的趋势,在Ti/B=0.5时达到最大值,平均维氏硬度为344 HV0.2。其摩擦系数表现出先下降后上升的趋势,在Ti/B=0.5时达到最小值0.563,涂层的主要磨损机理由疲劳磨损向磨粒磨损转变。其电化学交流阻抗值随着Ti含量增加而持续变大,说明耐腐蚀性能随Ti含量增加持续提高。（3）当Ti和B比例为0.5时,由于马兰戈尼效应,Ti-B含量为0 wt.%的纯因瓦合金涂层表面出现杂质与孔洞;Ti-B含量为3.21 wt.%～9.63 wt.%时,复合涂层宏观形貌良好;当Ti-B含量为12.84 wt.%时,由于生成过多的硼化物,涂层出现垂直于沉积方向的裂纹。随着Ti-B含量的增加,涂层从离异共晶转变为树枝状共晶,最后共晶组织消失,并出现大量以Ti B2为核心的核壳式结构。随着Ti-B含量的增加,涂层维氏硬度持续增加,当含量为12.84 wt.%时达到最大值417 HV0.2。其摩擦系数表现出先下降后稳定的趋势,但Ti-B含量为12.84 wt.%的涂层摩擦系数波动很大。
林冰涛[4]（2021）在《VW75镁合金等离子喷涂热障涂层工艺优化及失效行为研究》文中认为随着航空航天、武器装备轻量化需求的不断增加,高质量低密度材料的研究开发越发获得重视。镁合金作为最轻的金属结构材料,可以满足上述领域的需求。近年来,镁合金在高端武器装备中的应用逐年增加,应用的领域范围也在不断扩大,但是镁合金因自身不可忽视的缺点,限制了其在相关领域的应用,最为典型的就是常规镁合金耐热性不足的问题。目前来看,添加合适的合金化元素以及进行适当的表面处理是提高合金耐热性最为有效的办法。既有研究表明,陶瓷的导热系数极低,具有很好的耐热性能,而且目前在镁合金表面增加陶瓷层的方法也得到了突破,通常情况下有微弧氧化和等离子喷涂两种方式,由于构层组织和施加方式的不同,使得其应用的场景以及寿命各有不同。目前关于微弧氧化的研究及结果相对较多,被认为是提高镁合金耐腐蚀特性的重要手段,但是由于涂层厚度相对较薄,耐热性能的提升并非最优。相比等离子喷涂的热障涂层,由于具有双层结构,无论从构层本身还是组合方式,对提高耐热性能都具有极大的潜力。VW75镁合金作为具有完全自主知识产权的新型超高强镁合金,越来越多地应用在航空航天、武器装备中,特别是在某些特定的飞行器中。为了能够进一步扩大镁合金的应用范围,提升其在国防军事领域的重要地位。本论文以VW75稀土镁合金为对象,利用科学试验方法,设计正交试验方案,采用等离子喷涂技术在VW75镁合金表面喷涂氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）粉末并优化工艺参数,以提高材料的抗氧化性能,降低材料的导热性能。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、电化学工作站、风洞试验机等测试手段,研究VW75镁合金表面涂层性能,实现对等离子喷涂的热障涂层的关键性能参数的有效调控,发现热障涂层在制备过程中的失效机理,同时,系统研究热障涂层的耐高温性能、耐腐蚀性能、耐磨损性能、电弧风洞服役性能等,分析热障涂层的失效形式及具体原因,为进一步提升含热障涂层VW75镁合金在航空航天、武器装备中的应用打下坚实的理论基础及获得科学有效的试验数据。选择粒度分布d（0.5）为40-80μm之间纳米颗粒团聚氧化钇部分稳定氧化锆粉末作为等离子喷涂的原料,粒度分布d（0.5）为78.5 μm的NiCrAlY合金粉末作为粘接层材料,采用美国普莱克斯公司生产的大气等离子喷涂系统在VW75镁合金试样表面制备涂层,同时选用瑞士 ABB公司的喷涂机械手操作系统控制涂层喷涂的薄厚统一。采用正交试验方法,以喷涂电流（A）、喷涂距离（mm）、主气流量（SCFH）、辅气流量（SCFH）、喷涂速度（mm/s）以及送粉量（g/min）六个参数作为正交试验的因素构造了六因素五水平正交试验表,用极差分析方法对试验测试结果进行计算和分析,采用加权综合评分的方式对涂层的综合性能进行综合评价,根据综合评分结果分析,确定出上述各个因素对涂层综合性能影响重要程度顺序为:主气流量最大,喷涂电流、喷涂速度、送粉量、辅气流量依次减小,喷涂距离对涂层的综合性能影响最小,优选出了 VW75镁合金表面等离子喷涂ZrO2涂层的最佳工艺参数为:喷涂电流为875 A、喷涂距离为85 mm、主气流量为75 SCFH、辅气流量为45 SCFH、喷涂速度为400mm/s、送粉量为 30 g/min。通过扫描电子显微镜、光学显微镜、电化学分析、3.5 wt.%NaCl浸泡试验、中性盐雾试验等测试方法开展了等离子喷涂、微弧氧化态与原始VW75镁合金的浸泡析氢试验,比较了三种状态合金的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、交流阻抗值和腐蚀速率,发现两种表面处理试样的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、交流阻抗值均远优于原始T5态VW75镁合金,均能在浸泡前期对基体起到很好的保护作用,其中微弧氧化态耐腐蚀性能更佳;等离子喷涂后的样品耐腐蚀性有所改善,但长期腐蚀后结合层与基体界面处发生严重的界面腐蚀,导致涂层脱落失效。对等离子喷涂后合金在盐雾及浸泡试验过程中加速腐蚀的原因进行了讨论,认为陶瓷层在中性盐雾腐蚀过程由前期的膜层腐蚀发展到后期的基体腐蚀,腐蚀介质容易穿过陶瓷层缺陷到达粘接层后贮存,累积后通过腐蚀通道接触到镁合金基体时,在Cl-、Cr3+与Ni+离子的作用下基体严重腐蚀,陶瓷层彻底失效。VW75镁合金在250℃以上使用时仍然存在着不足,为了进一步提高合金的耐热性能,选择VW75-T5态、微弧氧化态以及等离子喷涂态合金,对合金在高温条件下短时服役和长时服役过程的组织进行了系统研究,通过分析三种不同表面状态的合金蠕变断裂机理,探究合金的蠕变机制。对其高温短时断裂性能以及抗热震性能进行了研究,发现在低应力状态下,等离子喷涂后VW75镁合金的最小蠕变速率以及总蠕变量表现最好,在250℃/150MPa时,等离子喷涂后的VW75镁合金在42.8h断裂,蠕变速率高于两外两种状态。在125 MPa时,等离子喷涂后的VW75镁合金在各个温度段均表现出较好的抗蠕变性能。通过线性回归法求解了三种状态合金的蠕变激活能分别是 130.3 kJ/mol、129.8 kJ/mol 以及 118.4 kJ/mol,应力指数 n 分别为 4、3.77 以及4.84,显示合金在250℃时的蠕变机制接近位错攀移机制,涂层的添加抑制了合金的进一步塑性变形,具有保持稳定性的可能。分析了合金的蠕变失效行为,研究了温度、保温时间以及涂层种类三个维度下合金的高温拉伸性能,发现微弧氧化以及等离子喷涂合金的性能波动相对较小,等离子喷涂后,合金的晶粒尺寸长大、基体强化相消失和晶界强化相长大,是合金在短时拉伸过程中性能下降的根本原因。分析了不同类别防护对涂层高温性能的综合影响机理,等离子喷涂涂层在158次热循环后整体剥落,陶瓷层与粘接层中的微裂纹和孔隙尚未发展为宏观裂纹,可以认为各层内部的结合相当致密,涂层质量很高,热障涂层的失效位置发生在镁合金基体与粘接层之间,涂层各层热膨胀性能差异是产生裂纹的重要原因。另外TGO的加厚也是发生剥落的重要原因。通过研究等离子喷涂前后VW75合金的动态摩擦系数及三维磨损形貌,发现等离子喷涂VW75镁合金在室温下其平均摩擦系数为0.247,在100℃下平均摩擦系数为0.784,200℃下平均摩擦系数为0.850,300℃下平均摩擦系数为0.754。而无涂层的VW75镁合金在室温下平均摩擦系数为0.108,在100℃下平均摩擦系数为0.578,200℃下平均摩擦系数为0.621,300℃下平均摩擦系数为0.495,带有涂层的VW75是无涂层VW75镁合金平均摩擦系数的两倍,但是带有涂层的VW75镁合金其在干摩擦磨损试验中,磨损体积少,其耐磨性优于无涂层的VW75镁合金;分析了不同温度下两种合金的摩擦系数变化规律,发现无涂层合金室温下摩擦系数变化不大,随着温度的升高而剧烈波动,而有涂层的VW75镁合金的摩擦系数无波动,摩擦系数都是随着试验的进行逐渐增大;无涂层的VW75镁合金的磨损表面呈现犁沟-山脊交替形貌,温度为200℃时磨痕深度相较于其他温度来说最大,有涂层的VW75镁合金的磨损表面呈现孤岛状突出峰-剥落坑形貌。电弧风洞热试验是检验等离子喷涂VW75镁合金综合性能的最有效办法之一,也是检测最终服役效果的有效手段。风洞试验装置控制不同样品保持相同的总温度、总压以及静温作为气动热输入条件,通过样件背温高低反映不同方案的隔热效果,评价不同合金的阻热性能。风洞试验后,涂层与基体的结合力良好,没有出现鼓包、脱落等现象;VW75镁合金样件内侧金属基体的升温速度由无涂层时的0.8℃/s降低至有涂层时的0.39℃/s,升温速度率降低了约50%。风洞试验结果表明,涂层结合性能良好、阻热效果显着,能满足未来的服役工作环境和工作要求。风洞试验获得了不同状态合金的升温曲线以及升温速率,通过参考CMC模型,构建了结构方程,计算得到热障涂层覆盖的VW75镁合金和ZK60镁合金的导热系数分别为6.44 W/（m·K）和6.84W/（m·K）,前者比后者的导热系数低,与风洞考核试验中的金属基体温升速率有较好的对应关系,验证了导热系数与风洞试验中基体升温速率的关系。
李光照[5]（2021）在《静电喷涂制备环氧导电涂层的性能研究》文中认为石油化工行业使用的导电涂料不仅需要耐蚀性好、结合强度高,而且要求耐磨损。而现有的导电涂料添加的导电介质多为金属粒子或石墨,采用涂刷法制备导电防腐涂层,由于导电粒子添加量大,分散性差,导电粒子大量沉淀,造成涂层呈现出由底部至表面导电粒子含量不断降低的分布;底层的导电粒子含量过高,导致底层成膜物质少,使涂层与基体的粘结性降低,涂层耐磨性差、容易鼓泡和起皮;表层导电粒子含量过低使涂层表层导电性低于涂层设计值,造成整个涂层使用寿命短、防腐和导电效果差,很难达到石化行业对导电涂料的要求。碳纳米管和石墨烯有优良的导电性,用作导电填料可以大大降低导电粒子的添加量,但涂刷法制备导电涂层仍有导电粒子分布不均的问题,静电喷涂有电场力和粒子二次雾化作用,必将对导电粒子产生很好的分散作用。但具有大长径比一维线性结构的碳纳米管和具有二维层片状结构的石墨烯作为填料对导电涂料导电性的影响机理尚不明确,静电喷涂过程的分散效果及影响因素、分散机理不清楚。本研究以化工行业常用的环氧树脂为成膜物质,以多壁碳纳米管（MWCNTs）和石墨烯为导电介质,利用静电喷涂法制备导电涂层,探索静电喷涂过程中导电介质在涂层中的分散性机理及对涂层性能的影响。采用剥离法测定了所制备涂层的粘结强度,采用蓝点法测试了涂层的孔隙率,采用HT-1000高温摩擦磨损试验机对试样进行摩擦磨损性能分析,采用RTS-9双电测四探针测试仪测试涂层的表面电阻率,以电化学法研究了涂层的耐蚀性,以电阻率间接分析静电喷涂过程导电粒子的分散性和对涂层性能的影响,进一步采用Merlin Compact蔡司扫描电子显微镜（SEM）观察涂层的表面微观形貌,表征了不同含量的MWCNTs和石墨烯在涂层中的分布情况。得到以下结论:（1）静电喷涂法的电场力有利于导电介质沿电场方向分布,使得MWCNTs沿厚度方向分布,石墨烯沿涂层的厚度方向形成层状结构,有效提高了涂层的导电性。这一特点降低了涂层中导电粒子的添加量,同时避免环氧树脂固化时导电粒子沉降引起导电介质分散不均和涂层表面电阻提高,有效降低了导电涂层的渗流阈值。（2）采用粉末静电喷涂法制备石墨烯/环氧树脂导电涂层,涂层的电阻率随着石墨烯添加量的增大而降低,涂层的孔隙率、耐磨性及耐腐蚀性等性能存在石墨烯添加量的最佳值。添加0.5 wt.%的石墨烯,涂层的体积电阻率已降至3397 Ω·m,添加量达到3 wt.%时,涂层内部的导电网络初步形成,达到渗流阈值;添加2 wt.%石墨烯的涂层孔隙率最低,耐蚀性最好;石墨烯可以有效地起到润滑作用,添加6 wt.%石墨烯的涂层耐磨性最佳;石墨烯的含量大于6 wt.%时在涂层中分散性降低,极易发生团聚,会降低涂层的摩擦磨损性能和耐蚀性。（3）静电粉末喷涂的MWCNTs/环氧树脂涂层中,一维线性结构的MWCNTs较石墨烯更容易相互交联形成导电网络,相同添加量情况下MWCNTs涂层的电阻率小于石墨烯涂层,在MWCNTs添加量为1.5 wt.%时,导电涂层已达到渗流阈值;但涂层的结合强度、耐蚀性及摩擦磨损性能较相同含量石墨烯涂层差。（4）MWCNTs进行酸化处理,有利于提高MWCNTs分散性,但破坏了 MWCNTs的结构,相同添加量的MWCNTs,酸化后MWCNTs制备的涂层电阻率高于未酸化MWCNTs制备的涂层;十二烷基硫酸钠（SDS）表面处理有效提高了涂层中MWCNTs的分散性,使涂层电阻率降低;添加SDS表面处理的MWCNTs 1 wt.%时制备的涂层就可达到渗流阈值。碳纳米管磁化处理后加入涂层并在磁场下固化制得的涂层导电性最佳。（5）采用液体静电喷涂制备石墨烯/环氧树脂涂层、MWCNTs/环氧树脂涂层,石墨烯受到向上的静电作用力有效抵消了其自由沉降,使石墨烯的分散性大幅提高;后喷涂到基体上的石墨烯粒子与先前喷涂到基体表面涂层中的石墨烯粒子之间发生碰撞,减薄包覆在石墨烯表面的环氧树脂层,从而使导电粒子间的接触电阻减小。石墨烯、MWCNTs在静电力作用下沿涂层厚度方向排列,有利于导电通道的形成,降低涂层电阻率,实现在更低的导电粒子添加量下达到渗流阈值的目的,MWCNTs添加量仅为0.5 wt.%时,环氧涂层即可达到渗流阈值,此时电阻率仅为26.1 Ω·m。含一维线性结构的MWCNTs涂层界面多,但容易形成网络结构,涂层导电性好于同样含量的石墨烯涂层。片层状石墨烯有效的延长了腐蚀介质的扩散通道,故石墨烯的导电涂层耐蚀性和耐磨性较添加MWCNTs的导电涂层性能较好。（6）钢基体经空气、氮气和氧气低温等离子体处理后制备的涂层结合强度明显增强。结合强度随处理时间的增加呈先增大后减小的趋势,氧气气氛等离子体处理效果最好。采用低温氧等离子体对Q 235钢表面处理可以清洁基体表面,同时使钢表面发生等离子体氧化生成Fe2O3和FeOOH,当氧等离子体处理时间较短时,氧化产物以FeOOH为主,其在钢表面堆积使表面的粗糙度大幅增加,羟基有效提高了钢表面的极性和表面自由能,与环氧涂层中的极性基团间产生氢键,可以进一步提高环氧树脂与金属基体间的结合强度;随着氧等离子体处理时间的延长,氧化层中的FeOOH由于高温分解成Fe2O3,使钢表面的自由能和极性降低,生成的氧化层较为疏松不利于涂层与基体间的结合,会使基体与涂层间的结合强度降低。
朱炜军[6]（2021）在《铝灰资源化制备β-Sialon及其磨损特性研究》文中指出在农业机械中,磨损失效占机械零部件失效的70%以上,造成了巨大的经济损失。为提高农机关键零部件的耐磨性,研发高性能耐磨新材料及在零件表面应用耐磨涂层技术是两个重要解决途径。Sialon是一种典型的氮氧化物陶瓷,因其具有优越的力学性能、热学性能与化学稳定性,被认为是最具潜力的高温结构陶瓷之一。目前,合成Sialon技术要求高,多采用纯原料制备,成本高,难以实现大规模工业生产,制约了其在工程中实际应用。本研究利用铝灰制备Sialon粉体,系统研究了原料组成和工艺参数对合成Sialon物相组成与微观形貌的影响规律,进一步地,研究了放电等离子烧结（SPS）与激光熔覆技术对Sialon致密体形成及涂层结构和性能的影响规律。探讨β-Sialon粉体分层现象与生长机理,为探索单相β-Sialon粉体的制备提供理论依据。研究Sialon陶瓷体与涂层成型机理,确定宏观形貌、截面形貌、物相组成、微观组织对磨损性能的影响规律。主要结论如下:（1）铝灰金属还原反应合成β-Sialon粉体。当合成温度为1450℃,保温时间为4 h,硅铝比为2.5时,合成β-Sialon纯度最高。随着硅铝比的增加,β-Sialon晶粒的长径比迅速增大,当硅铝比为2.5时形成晶须状组织。产物中有棒状和绒毛状两种晶须,生长机制分别遵循基体气-液-固机制和尖端气-固机制。产物分为两层,下层为纤维状,主要相为β-Sialon,上层为层状结构和晶须穿插,主要由β-Sialon、Al2O3和尖晶石组成。相分层现象的主要原因是金属氧化物在重力作用下从液态硅中分离。（2）β-Sialon致密化烧结及其摩擦磨损性能研究。烧结体物相为β-Sialon,平均密度为3.12 g/cm3,相对密度为0.975,显微硬度为1252 HV1,抗压强度为2869 MPa。β-Sialon陶瓷纵向断口形式为层状断口,断裂机理是穿晶断裂和沿晶断裂的复合模式,晶粒呈柱状形式存在,相互交织形成互锁结构,定向生长。β-Sialon陶瓷摩擦系数的范围在0.45～0.65之间,磨损量为0.0008～0.0072 mm3,磨损机理主要是剥落、粘结磨损及磨粒磨损。（3）激光熔覆制备Ni基β-Sialon复合涂层及其摩擦磨损性能研究。确定了β-Sialon陶瓷粉末的配比为:10%β-Sialon+90%Ni62合金粉末。工艺参数为:激光功率为3 k W,采用方形激光光斑,光斑宽度为5 mm,熔覆速度6～10 mm/s,搭接率为30%。涂层主要分为基体、结合区与熔覆层。由于熔覆材料整体性不能自由收缩与高温蒸发分解,涂层内存在明显的裂纹和气孔,表层出现凹坑。β-Sialon异质相颗粒存在改变晶粒生长形态,由平面晶向等轴晶转变,表层形貌为连续的网状组织与雪花状,形成Cr-Fe-Ni、Al-B-Ni、Al-Fe-Si及Al-Ni等强化相,实现涂层强化。熔覆层显微硬度显着提高,是母材的4倍左右,平均摩擦系数降低了约1/4,磨损量减少了50%以上,磨损机理主要为磨粒磨损与粘着磨损,具有良好的耐磨损性能。研究结果将为Sialon低成本、高效率应用在农业机械提供理论和试验基础。
李敏[7]（2021）在《MWD外筒抗冲蚀梯度涂层的制备与性能研究》文中提出随着石油钻探深度的增加,地质结构的复杂程度也增加,随钻测量（Measurement While Drilling,MWD）技术在钻井施工中发挥着不可替代的作用。但由于钻井过程中的工况极其恶劣,钻井液对MWD仪器外筒冲蚀磨损严重,会导致MWD脉冲信号传输失败和仪器外筒使用寿命缩短、更换频繁等问题,严重影响了钻井设备安全和生产效率。本文提出了在MWD仪器铜合金（QBe2）外筒上制备功能梯度材料涂层的新思路,通过大气等离子喷涂技术制备了NiCrAlY/Al2O3-20%TiO2梯度涂层。首先,综合评价了梯度涂层的微观组织和界面结合质量（结合强度测试和热震循环测试）;其次,研究了梯度涂层的摩擦磨损性能（改变试验载荷和摩擦副转速）和冲蚀磨损性能（改变冲蚀角度、冲蚀速度和含砂量）;最后,对MWD仪器外筒梯度涂层进行了现场应用评价。梯度涂层结构从基体至陶瓷工作层依次为:QBe2合金基体、NiCrAlY打底层、梯度过渡层（75%NiCrAlY+25%AT20、50%NiCrAlY+50%AT20、25%NiCrAlY+75%AT20）、AT20陶瓷工作层。随着AT20粉末含量的增加,喷涂功率也逐渐增大,以保证粉末粒子充分熔化。AT20陶瓷工作层的物相.主要由α-Al2O3、γ-Al2O3、Rutile-TiO2和Al2TiO5组成。NiCrAlY/AT20梯度涂层表面呈典型的层片状堆垛结构,涂层在整体上实现了成分的平稳过渡,且涂层各层之间及涂层与基体之间均结合良好。（1）随着AT20粉末含量的增加,NiCrAlY/AT20梯度涂层的显微硬度呈梯度增大,AT20陶瓷工作层的显微硬度为875HV0.05;梯度涂层与QBe2基体之间形成机械结合,结合强度为34.8MPa;在400℃下,热震循环467次后失效,梯度过渡结构大幅度地缓解AT20陶瓷工作层与QBe2基体之间的热膨胀不匹配性;梯度涂层的热稳定性良好,与QBe2基体的界面结合质量良好,进而确保随钻测量仪器外筒应用的可靠性和耐久性。（2）干摩擦条件下,NiCrAlY/AT20梯度涂层的摩擦系数为0.511～0.581,均低于QBe2合金基体的摩擦系数0.736～0.768,且波动幅度较小;AT20陶瓷工作层的磨损量小、磨痕较浅,表现出较好的耐磨性。NiCrAlY/AT20梯度涂层的磨损主要表现为疲劳断裂和磨粒磨损。（3）小角度冲蚀时,梯度涂层的冲蚀磨损表现为切削磨损和颗粒剥落;大角度冲蚀时,梯度涂层的冲蚀磨损表现为颗粒剥落、脆性断裂和塑性破坏;AT20陶瓷工作层的冲蚀磨损表现为小颗粒剥落和微裂纹扩展;NiCrAlY/AT20梯度过渡层的冲蚀磨损表现为颗粒剥落、脆性断裂和塑性破坏,且随着NiCrAlY含量的增加,梯度涂层的塑性破坏越明显。本论文研制的NiCrAlY/Al2O3-20%TiO2梯度涂层已成功应用于MWD仪器外筒,抗冲蚀磨损性能良好,在不影响MWD仪器外筒尺寸和磁性的情况下提高了其表面综合性能,使用寿命从原来的～512小时提高至1400小时,且梯度涂层没有完全脱落,MWD仪器外筒仍可以继续使用,具有较好的经济效益。
焦鹏程[8]（2021）在《等离子熔覆制备纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的工艺及性能研究》文中提出煤炭行业传统刮板输送机中部槽广泛采用Q235钢,由于Q235钢耐磨损性能较差,导致刮板输送机中部槽严重磨损而报废,不但影响煤炭企业生产效率,还给企业造成了较大的经济损失。采用等离子熔覆技术在中部槽表面熔覆一层耐磨涂层,不但可以延长中部槽使用寿命,还可对磨损较轻的中部槽进行修复,可有效解决煤炭行业因中部槽磨损而产生的停产和报废问题。因此,开展刮板输送机中部槽Q235钢表面耐磨涂层的制备技术的研究工作,提高Q235钢的力学性能和表面耐磨损性能,对于煤炭生产企业有重要的理论意义和工程应用价值。本文以Q235钢为基体,通过等离子熔覆改性FeCrSiVMn合金粉体,在Q235钢表面获得等离子熔覆改性涂层。通过机械混合的方式将不同含量的纳米CeO2（0 wt%、0.25 wt%、0.5 wt.%、0.75 wt%和1 wt%）加入FeCrSiVMn合金粉体中。借助纳米CeO2对熔覆合金涂层晶粒的细化和净化作用,进一步改善涂层的显微组织,提高涂层的综合力学性能。通过单因素试验优化确定改性熔覆涂层制备的工艺条件。采用X射线衍射仪分析涂层的相结构,采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察涂层的显微组织,采用扫描电镜能谱仪和氧氮仪定性和定量分析了涂层元素,测试涂层的摩擦系数、硬度、磨损失重和应力应变曲线,探究改性涂层制备工艺条件对涂层组织结构和力学性能的影响规律,揭示稀土氧化物对涂层晶粒细化的作用机理和力学性能的强化机制。结果表明:随着熔覆电流、离子气、保护气、送粉气和送粉量的增大,改性FeCrSiVMn合金熔覆涂层的摩擦系数和磨损失重呈现出先减小后增大的变化趋势,硬度呈现出先增大后减小的变化趋势。当电流为175 A、离子气为4.5 L/min、保护气为6.0 L/min、送粉气为5.0 L/min和送粉量为400 mg/s时,熔覆涂层的显微组织细小均匀,裂纹和气孔缺陷较少,熔覆涂层的往复摩擦系数最小,为0.666,平均硬度最大,为735.12 Hv,磨损失重最小,为0.0122 g。对纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的研究表明:随着纳米CeO2含量的增加,改性涂层中的晶粒由树枝晶变为等轴晶,晶粒的排列形式由长程有序变为短程无序。当改性涂层中CeO2添加量小于0.5 wt%时,涂层中的Ce、O、V三种元素结合在一起,形成钒酸铈离子化合物,并以第二相粒子的形式弥散分布在改性涂层的晶界处,产生弥散强化作用,同时Ce元素表现出良好的控O作用。当改性涂层中纳米CeO2的添加量大于0.5 wt%时,涂层中的晶粒又由等轴晶转变为树枝晶,排列方式由短程无序变为长程有序。而且熔池的流动性降低,Ce、V、O、Si四种元素同时出现在面扫能谱的同一位置上,形成了一种的硅酸盐离子化合物。当纳米CeO2的添加量为0.5 wt%时,改性熔覆涂层中等轴晶最多,且晶粒最小,改性涂层的往复摩擦系数最小且最稳定,表面平均硬度最大为759.69 Hv,磨损失重小为0.014 g,最大抗拉强度为1346 Mpa,氧含量为0.023%,铈含量为0.04%。涂层的综合力学性能最好。
卞灿星[9]（2021）在《钴基多元耐磨高温复合涂层设计及磨损特性研究》文中研究表明随着现代航空、航天及核工业等高新技术产业的迅猛发展,对服役于苛刻工况下运动部件的强度及耐磨性要求不断提高。GH4169镍基高温合金是制造热端部件的主要材料,普遍应用于航空航天等领域;但该合金服役温度局限于650℃以下,并且在中低温阶段磨损严重。涂层技术可在不影响零部件功能的前提下改善表面摩擦学性能,提高运动系统的可靠性。因此,开发在宽温域内（室温～1000℃）具有高强度、稳定可靠及耐磨损性能良好的涂层材料有着迫切需求。本文采用热压烧结技术在GH4169镍合金表面制备Y和Nb强化的Co Cr Ni Fe基耐磨高温复合涂层。系统性研究含量、温度、载荷和滑动速度对涂层摩擦学性能的影响,运用ANSYS模拟涂层应力场分布,通过热震试验评估涂层与基底结合强度。制备Y强化的Co Cr Ni Fe基耐磨高温复合涂层,探讨Y对涂层微观组织和高温摩擦学性能的影响。烧结过程中,Y与金属颗粒表面吸附的氧或其他氧化物杂质反应净化了晶界,生成的Y2O3明显改善涂层硬度与致密度。涂层摩擦系数随温度的升高先减小后增大,磨损率变化趋势相反。20～600℃范围内,涂层磨损率比基底降低0.3～15倍,1000℃时约为3×10-5 mm3/N.m。这归因于涂层的高硬度以及Y2O3强化的氧化物润滑层的润滑作用。低温下,涂层的磨损机理为磨粒磨损和轻微塑性变形,高温时主要为氧化磨损。400℃时,由Y强化的Co Cr Ni Fe基涂层摩擦系数曲线随载荷增加先上升后下降,提高滑动速度则使摩擦系数逐渐增大;磨损率变化均呈现升高趋势。摩擦学性能的改变与表面氧化物润滑层的形成和分布情况相关。低载荷或低速度时,磨损机理以磨粒磨损为主;随着载荷、滑动速度的增加,转变为磨粒磨损和氧化磨损。不同工况条件下,涂层有效改善了基底的耐磨性。设计Nb强化的Co Cr Ni Fe基复合涂层,研究涂层的微观组织及摩擦学性能,优化Nb含量。涂层中Nb增加导致硬度升高、致密度逐渐降低。20～1000℃内,涂层摩擦系数随试验温度的升高逐渐降低并趋于平稳;磨损率随温度变化先增大后减小,整体保持在0.85～7.12×10-5 mm3/N.m之间,弥散分布的Ni3Nb颗粒改善了涂层的硬度和耐磨性。综合比较,宽温域内含5.0 wt.%Nb涂层表现出最佳的摩擦系数和磨损率,磨损机理与Y强化涂层相似,并且Nb强化涂层在高温下的摩擦学性能优于Y强化涂层。采用ANSYS有限元软件,编写APDL程序语言简化涂层冷却和高温摩擦过程,根据模型进行变形和应力场分析。结果显示:急速冷却过程中,涂层边缘处发生外扩变形,中心部出现上拱翘曲现象;随涂层厚度增加,形变位移和残余应力呈增大趋势。运用热震试验表征结合强度,在25次冷、热循环后,涂层表面状态良好,无脱落及其他明显损伤,与基底粘附牢固。Y强化涂层的结合强度优于Nb强化涂层,试验结果与仿真分析相吻合。
李云峰[10]（2021）在《大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究》文中研究表明大型履带式工程车辆广泛应用于建筑、采矿、石油等工程领域。由于工作环境恶劣,驱动履带行走的主动轮齿圈齿面在伴有高冲击载荷摩擦力作用下,短期内出现严重磨损现象,现有的齿面感应淬火工艺已无法满足工作需要。为了解决齿面短期失效问题,提升轮齿服役周期,论文以大型齿圈常用的ZG42CrMoA材料为研究对象,以提高该材料表面耐磨性能并改善抗冲击与耐腐蚀性能为研究目标,采用激光熔覆技术开展了涂层材料选择和基础工艺优化、耐磨颗粒选配、稀土元素调控、脉冲激光熔覆影响、复合涂层设计与制备以及齿圈齿面激光熔覆工艺等研究工作,取得如下主要研究结果:（1）为提升主动轮齿圈齿面耐磨耐冲击性能,设计了一种包含界面连接层、增韧层与耐磨层的“三明治”夹层式复合结构涂层。界面连接层连接熔覆涂层与基材,为消除铸钢基材气孔、夹杂等冶金缺陷,采用大稀释率制备,有利于缺陷的排除,在界面形成良好冶金结合。增韧层用于缓冲外力作用,增强涂层耐冲击性能。耐磨层用于提升涂层的耐磨性能。增韧层与耐磨层以交替层叠方式制备。选择韧性与润湿性俱佳的Ni201粉末作为连接层与增韧层的材料。由于Ni45合金具有相对良好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能,因此将其作为耐磨层主体材料,通过添加WC颗粒增强耐磨性,添加稀土提升耐冲击性。（2）采用数值模拟与工艺试验相结合的方法,获得了激光熔覆过程的最佳载粉气流量为600 L/h。在此基础上通过正交试验分析方法,针对激光熔覆的激光功率、扫描速度与送粉量进行优化选择,得到Ni45涂层与Ni201涂层的最佳激光熔覆工艺参数,即Ni45涂层采用2100 W激光功率、300 mm/min扫描速度、8.87 g/min送粉率;Ni201涂层采用2700 W激光功率、300 mm/min扫描速度、4.72 g/min送粉率。采用上述参数进行多道搭接优化试验,得到40%的最佳搭接率。通过300℃的预热缓冷处理解决了40%搭接率涂层的开裂问题。（3）为提高激光熔覆Ni45涂层的耐磨性能,研究了微米与纳米两种尺度WC颗粒对涂层组织与性能的影响。由于微米WC颗粒具有较高的硬度和较低的粘着键形成几率,因而具有良好的抗粘着磨损特性,能有效提高Ni45涂层的耐磨性能。但具有较高脆性的WC颗粒会在涂层中形成高应力集中点,使Ni45涂层的耐冲击性能明显下降。而纳米WC颗粒尺寸小、比表面积大,会附着在固液界面前沿阻碍晶粒生长,从而使涂层组织得到显着细化。在提升涂层耐磨性的同时,耐冲击性及耐腐蚀性也得到显着改善。相比于Ni45涂层,添加10 wt.%纳米WC后,涂层磨损率降低53.17%,冲击韧性提高13.4%,腐蚀电流密度降低34.12%。（4）为改善激光熔覆Ni45涂层的耐冲击性能,研究了稀土钇及其氧化物对涂层组织与性能的调控作用。纯钇能抑制晶粒生长,从而细化涂层组织,但也会产生许多硬质析出相。由于硬质相在涂层内会成为应力集中点,在冲击力作用下会增加涂层开裂倾向,进而限制涂层耐冲击性的提高。同时,硬质相会增加Cr元素析出量,加剧涂层贫Cr现象,进而不能显着提高涂层耐腐蚀性。由于氧化钇难熔且不与其他金属发生反应,阻碍晶粒生长的同时,还会成为异质形核质点,因此能有效细化涂层组织并抑制硬质相析出,缓解涂层的应力集中与贫Cr现象,提高涂层耐冲击与耐腐蚀性。相比于Ni45涂层,添加0.4 wt.%氧化钇的涂层磨损率仅降低2.86%,冲击韧性提高53.8%,腐蚀电流密度降低56.24%。（5）为进一步调控Ni45涂层的综合性能,分析了脉冲频率对涂层组织与性能的影响机制。脉冲激光使熔池具有更大的温度梯度与冷却速率,因此可以有效细化组织并减少硬质相析出。相比于连续激光熔覆层,脉冲频率为80Hz的涂层磨损率降低26.63%,冲击韧性提高29.94%,腐蚀电流密度降低40.08%。（6）综合前述最优工艺分别制备了匀质和夹层式两种结构的复合涂层。结果表明:匀质复合涂层组织细化均匀,富W与富Cr相尺寸与数量较小。夹层式复合涂层中的增韧层晶界富集Mo元素,能有效阻碍Cr元素扩散。匀质复合涂层磨损率与腐蚀电流密度较基材降低76.94%和87.98%,较高频淬火基材降低72.80%和92.71%。夹层式复合涂层具有最优异的耐冲击性能,较匀质复合涂层与高频淬火试样分别提高8.21%和14.67%。（7）设计了大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具。该工装结构简单,能快速安装定位,运动稳定,并能实现齿圈和送粉头的联动。根据齿圈和送粉头的运动轨迹控制方法在齿面制备了均匀等厚的夹层式复合涂层。通过有限元模拟方法对比分析了高频淬火、激光熔覆匀质和夹层式复合涂层三种齿面与履带销在冲击和摩擦过程中的应力分布状态。相比于高频淬火和激光熔覆匀质涂层,由于夹层式复合涂层中的增韧层在冲击和摩擦过程中会发生微观塑性变形,从而分散涂层内部应力,有效缓解齿面的应力集中,因此该涂层在保证优异耐磨性能的同时,可获得良好的耐冲击性能。
二、等离子涂层摩擦磨损性能与机制探讨（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、等离子涂层摩擦磨损性能与机制探讨（论文提纲范文）
（1）Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体颗粒冲蚀简介 |
| 1.2.1 固体颗粒冲蚀机理 |
| 1.2.2 影响固体颗粒冲蚀的因素 |
| 1.2.3 固体颗粒冲蚀防护方法 |
| 1.3 抗冲蚀磨损涂层的制备方法 |
| 1.3.1 电镀涂覆技术 |
| 1.3.2 热喷涂技术 |
| 1.3.3 激光表面熔覆技术 |
| 1.3.4 化学气相沉积技术 |
| 1.3.5 物理气相沉积技术 |
| 1.4 抗冲蚀涂层的材料体系与结构设计 |
| 1.4.1 抗冲蚀涂层的材料体系 |
| 1.4.2 抗冲蚀涂层的结构设计 |
| 1.5 抗冲蚀涂层的国内外研究、应用现状及存在的问题 |
| 1.5.1 国外抗冲蚀涂层研究和应用现状 |
| 1.5.2 国内抗冲蚀涂层的研究现状 |
| 1.5.3 抗冲蚀涂层研究存在的问题 |
| 1.6 论文选题意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 2 实验设备与方法 |
| 2.1 实验材料及前处理 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 试样尺寸 |
| 2.1.3 试样前处理 |
| 2.2 设备简介及工艺流程 |
| 2.2.1 电弧离子镀设备简介 |
| 2.2.2 涂层结构设计及沉积工艺 |
| 2.3 涂层的组织与结构分析 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.3 X射线物相分析(XRD) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4 涂层的性能表征 |
| 2.4.1 膜基结合力 |
| 2.4.2 硬度与弹性模量 |
| 2.4.3 残余应力 |
| 2.4.4 摩擦磨损性能 |
| 2.4.5 冲蚀性能 |
| 2.4.7 热循环疲劳性能 |
| 2.5 计算机软件与数据处理 |
| 3 CrAlN单层涂层的制备及其结构与性能 |
| 3.1 复合磁场电弧离子镀的设计与构建 |
| 3.2 电磁电压对CrAlN涂层结构及性能的影响 |
| 3.2.1 电磁电压对靶面放电的影响 |
| 3.2.2 电磁电压对涂层厚度均匀性的影响 |
| 3.2.3 电磁电压对CrAlN涂层微观结构的影响 |
| 3.2.4 电磁电压对CrAlN涂层力学性能的影响 |
| 3.2.5 电磁电压对CrAlN涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 3.2.6 电磁电压对CrAlN涂层冲蚀性能的影响 |
| 3.3 电磁频率对CrAlN涂层结构及性能的影响 |
| 3.3.1 电磁频率对靶面放电的影响 |
| 3.3.2 电磁频率对涂层厚度均匀性的影响 |
| 3.3.3 电磁频率对CrAlN涂层微观结构的影响 |
| 3.3.4 电磁频率对CrAlN涂层力学性能的影响 |
| 3.3.5 电磁频率对CrAlN涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.6 电磁频率对CrAlN涂层冲蚀性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CrAl/CrAlN梯度多层涂层的构筑、结构与性能 |
| 4.1 CrAl/CrAlN多层涂层的设计及制备 |
| 4.1.1 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的微观结构及相组成 |
| 4.1.2 CrAl/CrAlN涂层的沉积机理及其对残余应力的影响 |
| 4.1.3 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的力学性能 |
| 4.1.4 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的冲蚀性能 |
| 4.1.5 CrAl/CrAlN涂层的冲蚀机理 |
| 4.2 厚度对CrAl/CrAlN多层涂层的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的构筑、结构与性能 |
| 5.1 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的设计及制备 |
| 5.1.1 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的微观结构及相组成 |
| 5.1.2 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的力学性能 |
| 5.1.3 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的冲蚀性能 |
| 5.2 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的断裂机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的热循环疲劳及高温摩擦学性能研究 |
| 6.1 涂层的热循环疲劳性能研究 |
| 6.1.1 涂层热循环后的微观结构及相组成 |
| 6.1.2 涂层热循环后的力学性能 |
| 6.1.3 涂层热循环后的冲蚀性能 |
| 6.2 涂层的高温摩擦学性能研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（2）内孔超音速等离子喷涂Al-25Si涂层工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 高硅铝合金的应用现状 |
| 1.2.1 快速凝固高硅铝合金的制备 |
| 1.2.2 快速凝固高硅铝合金的组织结构 |
| 1.2.3 高硅铝合金的摩擦学行为 |
| 1.2.4 存在问题 |
| 1.3 内孔超音速等离子喷涂技术 |
| 1.3.1 内孔超音速等离子喷涂简介 |
| 1.3.2 内孔超音速等离子喷涂高硅铝涂层可行性分析 |
| 1.4 研究目的与意义 |
| 1.5 课题研究方案 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 内孔涂层的制备 |
| 2.1.1 喷涂粉末与基体 |
| 2.1.2 喷涂设备与过程 |
| 2.1.3 喷涂参数的优化 |
| 2.2 涂层的组织结构与性能检测 |
| 2.2.1 检测设备 |
| 2.2.2 涂层的制样过程 |
| 2.2.3 涂层及粉末的物相组成 |
| 2.2.4 涂层及粉末的形貌与微观结构 |
| 2.2.5 涂层的显微硬度 |
| 2.2.6 涂层的孔隙率 |
| 2.2.7 涂层的结合强度 |
| 2.2.8 涂层的耐磨性能 |
| 3 内孔喷涂高硅铝涂层的工艺优化 |
| 3.1 影响涂层质量的因素 |
| 3.2 各喷涂参数对飞行粒子温度与速度的影响 |
| 3.2.1 喷涂距离对飞行粒子温度与速度的影响 |
| 3.2.2 喷涂气参数对飞行粒子温度与速度的影响 |
| 3.2.3 喷涂电参数对飞行粒子温度与速度的影响 |
| 3.3 飞行粒子温度与速度对涂层质量的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 内孔涂层的组织与性能 |
| 4.1 粉末与涂层的组织 |
| 4.2 内孔涂层显微硬度 |
| 4.3 内孔涂层结合强度 |
| 4.4 内孔涂层磨损性能 |
| 4.4.1 摩擦系数与磨损体积 |
| 4.4.2 磨痕形貌与磨损机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 热处理对涂层的组织及性能影响 |
| 5.1 涂层的热处理 |
| 5.1.1 热处理方案设计 |
| 5.1.2 热处理涂层组织 |
| 5.1.3 热处理中硅相析出行为 |
| 5.2 热处理涂层的显微硬度 |
| 5.3 热处理涂层的磨损性能 |
| 5.3.1 摩擦系数与磨损体积 |
| 5.3.2 磨痕形貌与磨损机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（3）激光沉积TiB2/Fe64Ni36因瓦基原位复合涂层研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 制动盘表面涂层 |
| 1.3 激光沉积 |
| 1.3.1 激光沉积概述 |
| 1.3.2 激光沉积研究现状 |
| 1.4 因瓦合金 |
| 1.4.1 因瓦合金的概述 |
| 1.4.2 因瓦合金的特性 |
| 1.4.3 因瓦合金研究现状 |
| 1.4.4 因瓦合金的强化 |
| 1.5 原位自生 |
| 1.5.1 原位自生概述 |
| 1.5.2 原位自生的制备方法 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基板材料 |
| 2.1.2 激光沉积材料 |
| 2.2 实验方法及路线 |
| 2.2.1 技术路线 |
| 2.2.2 激光沉积混合粉末的制备 |
| 2.2.3 激光沉积工艺 |
| 2.3 组织与性能分析 |
| 2.3.1 金相组织分析 |
| 2.3.2 扫描电镜及能谱分析 |
| 2.3.3 物相分析 |
| 2.3.4 差式扫描量热分析 |
| 2.3.5 显微硬度性能分析 |
| 2.3.6 摩擦磨损性能分析 |
| 2.3.7 耐腐蚀性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 复合涂层制备过程热力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热力学判据的计算基础 |
| 3.3 TiB_2/Fe_(64)Ni_(36)体系反应热力学计算 |
| 3.3.1 反应热力学计算 |
| 3.4 TiB_2/Fe_(64)Ni_(36)体系反应热力学分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TiB_2/Fe_(64)Ni_(36)原位复合涂层的组织 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ti/B比对复合涂层的影响 |
| 4.2.1 复合涂层的宏观形貌 |
| 4.2.2 复合涂层的微观组织形貌 |
| 4.2.3 复合涂层的能谱分析 |
| 4.2.4 复合涂层EBSD分析 |
| 4.2.5 错配度理论分析 |
| 4.2.6 复合涂层凝固过程分析 |
| 4.3 不同Ti-B添加量对复合涂层的影响 |
| 4.3.1 复合涂层宏观形貌 |
| 4.3.2 复合涂层的微观组织形貌 |
| 4.3.3 复合涂层的能谱分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 TiB_2/Fe_(64)Ni_(36)原位复合涂层的性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同Ti/B比复合涂层的性能 |
| 5.2.1 复合涂层的力学性能 |
| 5.2.2 复合涂层的摩擦磨损性能 |
| 5.2.3 复合涂层的耐腐蚀性能 |
| 5.3 不同Ti-B添加量对复合涂层的性能 |
| 5.3.1 复合涂层的力学性能 |
| 5.3.2 复合涂层的摩擦磨损性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）VW75镁合金等离子喷涂热障涂层工艺优化及失效行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 常用稀土镁合金 |
| 1.2 热障涂层 |
| 1.2.1 陶瓷层材料 |
| 1.2.2 粘接层材料 |
| 1.3 热障涂层的失效 |
| 1.3.1 TGO的形成和增厚 |
| 1.3.2 涂层中的应力 |
| 1.3.3 陶瓷层的烧结 |
| 1.3.4 裂纹的形成 |
| 1.4 热障涂层寿命的提高 |
| 1.4.1 粘接层成分及工艺优化 |
| 1.4.2 热障涂层结构的改变 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 试验方法及设备 |
| 2.3.1 热障涂层制备 |
| 2.3.2 微弧氧化涂层制备 |
| 2.3.3 涂层测试 |
| 3 VW75镁合金等离子喷涂工艺的优化 |
| 3.1 喷涂粉末状态优化 |
| 3.2 等离子喷涂工艺参数优化 |
| 3.2.1 正交试验设计 |
| 3.2.2 正交试验结果测试 |
| 3.2.3 试验数据计算和分析 |
| 3.2.4 最优等离子粉末喷涂工艺参数确定 |
| 3.3 本章结论 |
| 4 不同表面处理VW75镁合金腐蚀行为研究 |
| 4.1 T5态VW75镁合金形貌观察 |
| 4.2 不同表面处理VW75镁合金腐蚀行为 |
| 4.2.1 析氢及失重 |
| 4.2.2 腐蚀机理 |
| 4.3 本章结论 |
| 5 不同表面处理VW75镁合金耐热性能研究 |
| 5.1 不同表面处理VW75镁合金蠕变性能 |
| 5.1.1 不同表面处理VW75镁合金蠕变曲线 |
| 5.1.2 不同表面处理VW75镁合金蠕变机制研究 |
| 5.2 不同表面处理VW75镁合金蠕变断裂 |
| 5.2.1 断裂形态 |
| 5.2.2 蠕变断裂分析 |
| 5.3 不同表面处理VW75镁合金高温拉伸性能 |
| 5.4 等离子喷涂态VW75镁合金热震失效机制 |
| 5.5 本章结论 |
| 6 不同表面处理VW75镁合金耐磨性能研究 |
| 6.1 室温下摩擦磨损性能 |
| 6.2 100℃下摩擦磨损性能 |
| 6.3 200℃下摩擦磨损性能 |
| 6.4 300℃下摩擦磨损性能 |
| 6.5 本章结论 |
| 7 不同镁合金电弧风洞试验考核 |
| 7.1 风洞试验后的外观形貌 |
| 7.2 风洞试验阻热行为分析 |
| 7.3 不同镁合金涂层热传导机理研究 |
| 7.4 本章结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）静电喷涂制备环氧导电涂层的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 导电涂料简介 |
| 1.2 导电涂料成膜物质 |
| 1.2.1 环氧树脂成膜物质 |
| 1.2.2 环氧树脂的固化 |
| 1.2.3 环氧树脂的稀释剂 |
| 1.3 导电介质 |
| 1.3.1 碳纳米管 |
| 1.3.2 石墨烯 |
| 1.4 环氧导电涂层的制备及导电原理 |
| 1.4.1 环氧树脂涂层的制备工艺 |
| 1.4.2 导电涂层的导电原理 |
| 1.5 导电复合涂层导电性改善方法 |
| 1.5.1 分散性提升方法 |
| 1.5.2 定向排列 |
| 1.6 导电涂料存在问题及解决方法 |
| 1.6.1 导电涂料存在问题 |
| 1.6.2 导电涂料存在问题的解决方法 |
| 1.7 静电喷涂法 |
| 1.7.1 静电喷涂简介 |
| 1.7.2 静电喷涂制备涂层的生产工艺流程 |
| 1.7.3 静电喷涂影响因素 |
| 1.7.4 静电喷涂的优势 |
| 1.8 研究目的、意义及研究内容 |
| 1.8.1 研究目的及意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 研究技术路线 |
| 2 试验及测试方法 |
| 2.1 试验材料及设备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.2 试样的制备 |
| 2.2.1 导电涂层的制备 |
| 2.2.2 MWCNTs的表面处理 |
| 2.2.3 MWCNTs的磁化处理及涂层制备 |
| 2.3 性能检测方法 |
| 2.3.1 涂层的结合强度测试 |
| 2.3.2 涂层的孔隙率测试 |
| 2.3.3 涂层的摩擦磨损测试 |
| 2.3.4 涂层的耐蚀性测试 |
| 2.3.5 涂层的导电性测试 |
| 2.3.6 表面能测试方法 |
| 2.3.7 红外光谱测试 |
| 2.3.8 组织形貌分析 |
| 3 粉末静电喷涂环氧导电涂层 |
| 3.1 石墨烯/环氧导电涂层 |
| 3.1.1 涂层的基础性能 |
| 3.1.2 涂层的导电性 |
| 3.1.3 导电机理分析 |
| 3.2 MWCNTs/环氧导电涂层 |
| 3.2.1 涂层的基础性能 |
| 3.2.2 涂层的导电性 |
| 3.2.3 MWCNTs分散性对导电性影响 |
| 3.3 表面改性的MWCNTs对环氧粉末涂层性能影响 |
| 3.3.1 MWCNTs的分散性 |
| 3.3.2 红外光谱 |
| 3.3.3 XRD测试 |
| 3.3.4 改性MWCNTs制备涂层的导电性 |
| 3.4 MWCNTs的磁化处理对涂层导电性的影响 |
| 3.4.1 MWCNTs的磁化效果 |
| 3.4.2 红外光谱 |
| 3.4.3 XRD测试 |
| 3.4.4 磁化MWCNTs制备涂层的导电性 |
| 3.5 电场对导电介质分散性的影响 |
| 3.5.1 静电喷涂电压对涂层厚度的影响 |
| 3.5.2 喷涂电压对涂层粗糙度的影响 |
| 3.5.3 电场对导电介质分散性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 静电液体喷涂环氧导电涂层 |
| 4.1 石墨烯/环氧导电涂层 |
| 4.1.1 涂层的基础性能 |
| 4.1.2 涂层的导电性 |
| 4.1.3 导电机理分析 |
| 4.2 MWCNTs/环氧导电涂层 |
| 4.2.1 涂层的基础性能 |
| 4.2.2 MWCNTs分布对涂层导电性影响分析 |
| 4.2.3 导电机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基体前处理对静电法制备涂层结合强度的影响 |
| 5.1 表面前处理对涂层结合强度的影响 |
| 5.2 前处理对涂层基体表面化学结构的影响 |
| 5.3 前处理对基体表面粗糙度影响分析 |
| 5.4 涂层基体表面能计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 论文创新点 |
| 博士在读期间取得的主要成果 |
（6）铝灰资源化制备β-Sialon及其磨损特性研究（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 农业机械触土部件摩擦磨损研究进展 |
| 1.3 耐磨陶瓷材料概述 |
| 1.4 Sialon陶瓷材料概述 |
| 1.4.1 Sialon陶瓷结构及性能 |
| 1.4.2 Sialon的制备方法 |
| 1.4.3 利用工业固废制备Sialon材料的研究现状 |
| 1.5 陶瓷涂层概况 |
| 1.5.1 陶瓷涂层的性能 |
| 1.5.2 陶瓷涂层的制备方法 |
| 1.6 激光熔覆制备陶瓷涂层研究现状 |
| 1.7 主要研究内容及技术路线 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 技术路线 |
| 第二章 铝灰金属还原反应合成Sialon粉体 |
| 2.1 试验原料 |
| 2.2 试验仪器 |
| 2.3 铝灰成分分析 |
| 2.4 试验方案 |
| 2.5 材料性能表征方法 |
| 2.5.1 样品增重率(WR) |
| 2.5.2 X射线衍射物相(XRD)分析 |
| 2.5.3 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.5.4 X射线荧光光谱分析(XRF)分析 |
| 2.6 试验结果及讨论 |
| 2.6.1 样品外观和增重率的变化 |
| 2.6.2 合成温度对合成Sialon的影响 |
| 2.6.3 保温时间对合成Sialon的影响 |
| 2.6.4 原料配比对合成Sialon的影响 |
| 2.6.5 β-Sialon的显微结构 |
| 2.6.6 物相分层及其形成机理 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 β-Sialon致密化烧结及其摩擦磨损性能研究 |
| 3.1 试验原料 |
| 3.2 试验仪器 |
| 3.3 SPS烧结原理与特点 |
| 3.4 试验过程 |
| 3.5 材料性能测试及表征方法 |
| 3.5.1 密度测试 |
| 3.5.2 硬度测试 |
| 3.5.3 抗压强度测试 |
| 3.6 摩擦磨损试验 |
| 3.6.1 试验准备与实验参数 |
| 3.6.2 摩擦系数与磨损量测定方法 |
| 3.6.3 磨损表面形貌观测方法 |
| 3.7 实验结果与讨论 |
| 3.7.1 试样成分分析 |
| 3.7.2 试样性能测试 |
| 3.7.3 试样显微结构分析 |
| 3.7.4 SPS烧结β-Sialon致密体原理 |
| 3.8 摩擦磨损试验结果与讨论 |
| 3.8.1 摩擦系数结果与分析 |
| 3.8.2 摩擦量结果与分析 |
| 3.8.3 磨损形貌及机理分析 |
| 3.9 小结 |
| 第四章 激光熔覆制备Ni基β-Sialon复合涂层及其摩擦磨损性能研究 |
| 4.1 试验材料及处理 |
| 4.1.1 65Mn钢 |
| 4.1.2 熔覆材料 |
| 4.2 试验过程 |
| 4.3 涂层组织观察与性能测试 |
| 4.4 摩擦磨损试验 |
| 4.5 实验结果与讨论 |
| 4.5.1 试样宏观形貌分析 |
| 4.5.2 试样成分分析 |
| 4.5.3 试样性能测试 |
| 4.5.4 试样显微结构分析 |
| 4.6 摩擦磨损试验结果与讨论 |
| 4.6.1 摩擦系数结果与分析 |
| 4.6.2 磨损量结果与分析 |
| 4.6.3 磨损形貌及机理分析 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）MWD外筒抗冲蚀梯度涂层的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 铍青铜合金的特点及应用领域 |
| 1.2.1 铍青铜合金的特点 |
| 1.2.2 铍青铜合金的应用领域 |
| 1.3 等离子喷涂技术原理及其发展现状 |
| 1.3.1 等离子喷涂原理 |
| 1.3.2 等离子喷涂的影响因素 |
| 1.3.3 等离子喷涂的特点及发展现状 |
| 1.4 梯度涂层的研究现状 |
| 1.4.1 功能梯度材料研究现状 |
| 1.4.2 等离子喷涂梯度涂层研究现状 |
| 1.4.3 Al_2O_3-TiO_2复合涂层研究现状 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 1.6 创新点 |
| 2 梯度涂层设计与实验过程 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验材料与实验设备 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 打底层材料 |
| 2.2.3 陶瓷层材料 |
| 2.2.4 实验仪器 |
| 2.3 梯度结构设计及其原理 |
| 2.4 梯度涂层的制备方法 |
| 2.4.1 制备喷涂粉末 |
| 2.4.2 基体表面预处理 |
| 2.4.3 等离子喷涂梯度涂层 |
| 2.5 涂层微观组织表征 |
| 2.5.1 涂层微观形貌及成分分析 |
| 2.5.2 涂层物相分析 |
| 2.6 涂层性能测试 |
| 2.6.1 显微硬度 |
| 2.6.2 抗热震性 |
| 2.6.3 结合强度 |
| 2.6.4 摩擦磨损性能 |
| 2.6.5 冲蚀磨损性能 |
| 3 等离子喷涂NiCrAlY/Al_2O_3-20%TiO_2梯度涂层微观组织与界面质量 |
| 3.1 喷涂粉末的组织特征 |
| 3.2 喷涂粉末的物相分析 |
| 3.3 梯度涂层的微观组织 |
| 3.3.1 梯度涂层的表面形貌分析 |
| 3.3.2 梯度涂层的截面形貌分析 |
| 3.4 梯度涂层的结合强度 |
| 3.5 梯度涂层的抗热震性能 |
| 3.5.1 梯度涂层热震后的宏观形貌 |
| 3.5.2 梯度涂层热震前后的XRD分析 |
| 3.5.3 梯度涂层热震行为分析 |
| 3.5.4 梯度涂层热震后剥落界面的元素分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 等离子喷涂NiCrAlY/Al_2O_3-20%TiO_2梯度涂层的摩擦磨损性能 |
| 4.1 梯度涂层显微硬度分析 |
| 4.2 梯度涂层的摩擦磨损性能分析 |
| 4.2.1 摩擦系数 |
| 4.2.2 磨损量和磨痕的粗糙度 |
| 4.2.3 磨痕形貌 |
| 4.2.4 摩擦磨损分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 等离子喷涂NiCrAlY/Al_2O_3-20%TiO_2梯度涂层的冲蚀磨损性能 |
| 5.1 冲蚀角度对梯度涂层冲蚀磨损性能的影响 |
| 5.1.1 冲蚀角度与梯度涂层冲蚀磨损率的关系 |
| 5.1.2 梯度涂层冲蚀形貌 |
| 5.1.3 讨论与分析 |
| 5.2 冲蚀速度对梯度涂层冲蚀磨损性能的影响 |
| 5.2.1 冲蚀速度与梯度涂层冲蚀磨损率的关系 |
| 5.2.2 梯度涂层冲蚀形貌 |
| 5.2.3 讨论与分析 |
| 5.3 含砂量对梯度涂层冲蚀磨损性能的影响 |
| 5.3.1 含砂量与梯度涂层冲蚀磨损率的关系 |
| 5.3.2 讨论与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 等离子喷涂NiCrAlY/Al_2O_3-20%TiO_2梯度涂层的应用评价 |
| 6.1 MWD仪器外筒的等离子喷涂工艺 |
| 6.1.1 喷涂前MWD仪器外筒表面预处理 |
| 6.1.2 MWD仪器外筒梯度涂层制备 |
| 6.2 制备梯度涂层后MWD仪器外筒的应用情况 |
| 6.2.1 MWD仪器测试 |
| 6.2.2 MWD仪器外筒的使用情况 |
| 6.3 MWD仪器外筒梯度涂层应用评价 |
| 6.3.1 抗冲蚀磨损性能评价 |
| 6.3.2 经济效益分析 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（8）等离子熔覆制备纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的工艺及性能研究（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 表面技术 |
| 1.3 等离子熔覆技术研究现状 |
| 1.3.1 等离子熔覆原理 |
| 1.3.2 等离子熔覆的特点 |
| 1.3.3 等离子熔覆涂层研究现状 |
| 1.4 稀土对等离子熔覆涂层的影响 |
| 1.5 本文主要研究意义与内容 |
| 1.5.1 主要研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 技术路线图 |
| 第二章 实验材料,设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 等离子熔覆基体 |
| 2.1.2 等离子熔覆粉体 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 改性熔覆粉体制备 |
| 2.2.2 等离子熔覆层制备 |
| 2.2.3 涂层组织性能测试 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 优化熔覆工艺参数 |
| 2.3.2 粉末前处理 |
| 2.3.3 改性熔覆涂层试样的制备 |
| 2.4 改性熔覆涂层组织结构、物相组成和力学性能测试 |
| 2.4.1 组织结构分析 |
| 2.4.2 XRD分析 |
| 2.4.3 力学性能测试 |
| 2.5 改性熔覆涂层的元素含量分析 |
| 2.5.1 氧含量测试 |
| 2.5.2 铈含量测试 |
| 第三章 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金等离子熔覆工艺研究 |
| 3.1 电流对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.1.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.1.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.1.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.2 离子气流速对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.2.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.2.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.2.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.3 保护气流速对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.3.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.3.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.3.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.4 送粉气流速对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.4.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.4.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.4.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.5 送粉量对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.5.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.5.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.5.3 纳米CeO_2改性合金涂层的磨损失重 |
| 3.6 等离子熔覆FeCrSiVMn合金涂层的显微形貌 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的组织结构及性能 |
| 4.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的显微组织 |
| 4.1.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层截面热影响区的形貌 |
| 4.1.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层截面熔覆区的形貌 |
| 4.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的元素分布 |
| 4.2.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂的EDS分析 |
| 4.2.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的氧含量测试 |
| 4.2.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的氧含量测试 |
| 4.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的XRD |
| 4.4 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的性能 |
| 4.4.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的显微硬度 |
| 4.4.2 纳米CeO_2改性 FeCrSiVMn合金涂层的耐磨性 |
| 4.4.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 4.4.4 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的抗拉强度 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）钴基多元耐磨高温复合涂层设计及磨损特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 钴基耐磨高温复合涂层研究现状 |
| 1.3 涂层的润滑与磨损机制 |
| 1.3.1 析出效应 |
| 1.3.2 转移膜理论 |
| 1.3.3 氧化物釉质层理论 |
| 1.3.4 磨损机制 |
| 1.4 高温耐磨复合涂层的制备技术及发展现状 |
| 1.4.1 热喷涂技术 |
| 1.4.2 电火花沉积技术 |
| 1.4.3 激光熔覆技术 |
| 1.4.4 热压烧结技术 |
| 1.5 基底材料概述及应用背景 |
| 1.6 论文研究目的和内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.7 技术路线 |
| 第2章 钇(Y)元素强化的CoCrNiFe基耐磨高温涂层的摩擦学性能 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 涂层材料及制备 |
| 2.1.2 密度的测定 |
| 2.1.3 显微硬度测试 |
| 2.1.4 摩擦磨损性能测试 |
| 2.1.5 物相及显微组织分析 |
| 2.2 复合涂层微观结构与力学性能 |
| 2.3 温度对复合涂层摩擦学性能的影响 |
| 2.3.1 复合涂层的摩擦系数和磨损率 |
| 2.3.2 复合涂层的磨损机理研究 |
| 2.4 载荷对复合涂层摩擦学性能的影响 |
| 2.4.1 复合涂层的摩擦系数和磨损率 |
| 2.4.2 复合涂层的磨损机理研究 |
| 2.5 速度对复合涂层摩擦学性能的影响 |
| 2.5.1 复合涂层的摩擦系数和磨损率 |
| 2.5.2 复合涂层的磨损机理研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 铌(Nb)元素强化的CoCrNiFe基耐磨高温涂层的摩擦学性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 涂层材料及制备 |
| 3.1.2 试验方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 涂层微观结构与力学性能 |
| 3.2.2 复合涂层的高温摩擦学性能 |
| 3.2.3 复合涂层的高温磨损机理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 CoCrNiFe基涂层应力场数值模拟及热震试验分析 |
| 4.1 涂层的残余应力与失效形式 |
| 4.2 急冷条件对涂层的变形与应力分析 |
| 4.2.1 基本假设条件 |
| 4.2.2 有限元模型建立 |
| 4.2.3 边界条件的设定 |
| 4.2.4 涂层热物理性能参数确定 |
| 4.2.5 涂层急速冷却后变形分析 |
| 4.2.6 涂层急速冷却后残余应力场分析 |
| 4.2.7 涂层厚度变化对变形和残余应力的影响 |
| 4.3 摩擦热和磨损力共同作用对涂层的影响 |
| 4.3.1 分析前处理 |
| 4.3.2 涂层摩擦过程温度场分析 |
| 4.3.3 涂层摩擦过程变形及应力场分析 |
| 4.4 热震试验评估CoCrNiFe基涂层结合强度 |
| 4.4.1 试验设计 |
| 4.4.2 结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 相关技术研究现状 |
| 1.2.1 齿形件传统表面改性研究现状 |
| 1.2.2 金属耐磨耐冲击涂层制备技术研究现状 |
| 1.2.3 激光熔覆技术 |
| 1.2.4 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.2.5 大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层需解决的科学问题 |
| 1.3 本文主要研究内容与方案 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究方案 |
| 第2章 复合涂层结构的初步设计、材料选择及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层结构的初步设计与材料选择 |
| 2.3.1 复合涂层结构的初步设计 |
| 2.3.2 界面连接层与增韧层粉末材料选择 |
| 2.3.3 耐磨层合金粉末材料选择 |
| 2.4 试验与测试分析方法 |
| 2.4.1 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层制备方法 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 金相样件制备及组织观察 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.5 透射电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.6 热辐射谱测试与高速摄像设备 |
| 2.5 相关性能测试方法 |
| 2.5.1 维氏硬度测试 |
| 2.5.2 耐磨性能测试 |
| 2.5.3 耐冲击性能测试 |
| 2.5.4 拉伸性能测试 |
| 2.5.5 电化学腐蚀性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆基础工艺参数优化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载粉气流量对激光熔覆涂层形貌的影响 |
| 3.2.1 载粉气流量对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.2 载粉气流量对粉末流态的影响 |
| 3.3 单道激光熔覆正交优化试验 |
| 3.3.1 单道激光熔覆涂层工艺正交优化试验 |
| 3.3.2 正交试验结果方差分析(ANOVA) |
| 3.3.3 单道激光熔覆涂层参数优化选择与响应预测 |
| 3.4 多道搭接激光熔覆工艺优化与分析 |
| 3.4.1 多道搭接激光熔覆工艺试验 |
| 3.4.2 多道搭接激光熔覆过程应力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳化钨颗粒对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.2.1 微米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.2.2 微米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.2.3 微米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.2.4 微米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.3 纳米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.3.1 纳米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.3.2 纳米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.3.3 纳米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.3.4 纳米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 稀土对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纯钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.2.1 纯钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.2.2 纯钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.2.3 纯钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.2.4 纯钇对涂层性能的影响 |
| 5.3 氧化钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.3.1 氧化钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.3.2 氧化钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.3.3 氧化钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.3.4 氧化钇对涂层性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 脉冲频率对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌与微观组织的影响 |
| 6.2.1 脉冲激光功率对单道涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.3 脉冲激光频率对涂层微观组织的影响 |
| 6.2.4 脉冲激光频率对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 6.3 脉冲激光频率对涂层性能的影响 |
| 6.3.1 脉冲激光频率对涂层显微硬度的影响 |
| 6.3.2 脉冲激光频率对涂层耐磨性能的影响 |
| 6.3.3 脉冲激光频率对涂层力学性能的影响 |
| 6.3.4 脉冲激光频率对涂层电化学腐蚀特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面向大型齿圈齿面的激光熔覆复合涂层设计与制备 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 面向大型齿面的激光熔覆复合涂层结构与成分设计 |
| 7.3 激光熔覆复合涂层的宏观形貌与微观组织分析 |
| 7.3.1 激光熔覆复合涂层宏观形貌分析 |
| 7.3.2 激光熔覆复合涂层微观组织分析 |
| 7.4 激光熔覆复合涂层性能及相关机理分析 |
| 7.4.1 匀质复合涂层显微硬度分析 |
| 7.4.2 匀质复合涂层耐磨性能与磨损机理分析 |
| 7.4.3 匀质与夹层式复合涂层的耐冲击性能分析 |
| 7.4.4 带基材复合涂层综合耐冲击性能分析 |
| 7.4.5 匀质复合涂层耐腐蚀性能分析 |
| 7.5 大型齿圈齿面激光熔覆耐磨耐冲击涂层制备 |
| 7.5.1 大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具设计 |
| 7.5.2 齿圈齿面激光熔覆运动轨迹控制 |
| 7.5.3 主动轮齿圈齿面激光熔覆工艺过程 |
| 7.5.4 不同强化层对齿圈齿面啮合过程应力状态分布的影响 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
四、等离子涂层摩擦磨损性能与机制探讨（论文参考文献）
- [1]Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究[D]. 王迪. 西安理工大学, 2021
- [2]内孔超音速等离子喷涂Al-25Si涂层工艺及性能研究[D]. 杨文涛. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]激光沉积TiB2/Fe64Ni36因瓦基原位复合涂层研究[D]. 邓楚祥. 华东交通大学, 2021(01)
- [4]VW75镁合金等离子喷涂热障涂层工艺优化及失效行为研究[D]. 林冰涛. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [5]静电喷涂制备环氧导电涂层的性能研究[D]. 李光照. 西安理工大学, 2021(01)
- [6]铝灰资源化制备β-Sialon及其磨损特性研究[D]. 朱炜军. 西北农林科技大学, 2021
- [7]MWD外筒抗冲蚀梯度涂层的制备与性能研究[D]. 李敏. 常州大学, 2021(01)
- [8]等离子熔覆制备纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的工艺及性能研究[D]. 焦鹏程. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [9]钴基多元耐磨高温复合涂层设计及磨损特性研究[D]. 卞灿星. 太原理工大学, 2021(01)
- [10]大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究[D]. 李云峰. 长春理工大学, 2021(01)