二氧化钛等离子喷涂层的结构及性能
等离子喷涂TiO2-CeO2复合涂层的结构及抗菌性能研究
等离子喷涂TiO2-CeO2复合涂层的结构及抗菌性能研究赵晓兵;刘高鹏【摘要】利用等离子喷涂技术在医用Ti合金表面制备TiO2-CeO2复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层进行表征.研究CeO2含量对复合涂层的接触角、表面粗糙度、耐腐蚀和抗菌性能的影响.结果表明,TiO2-CeO2复合涂层主要由金红石型TiO2和少量的锐钛矿型TiO2组成.CeO2的掺杂使得涂层表面具有微米级粗糙度并保持良好的亲水性,且使涂层的耐腐蚀性能得到提高.CeO2的掺杂可提高复合涂层对金黄色葡萄球菌的抑制能力,而对大肠杆菌则没有明显的抑制能力.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(027)001【总页数】6页(P26-31)【关键词】等离子喷涂;TiO2-CeO2复合涂层;抗菌性【作者】赵晓兵;刘高鹏【作者单位】常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TG174;R318钛及其合金作为整形外科和牙科植入体已获得广泛的应用。
但是，钛及其合金一个重要的缺点是其手术过程中和生物材料有关的炎症反应。
作为生物材料，等离子喷涂制备TiO2涂层不仅具有优异的生物相容性，并且相对于其他涂层表现出更好的机械性能[1-2]。
另一方面，经过紫外辐照后的TiO2涂层能够杀死多种微生物体，如病毒、细菌和癌细胞[3-4]。
然而在可见光范围内，TiO2的低量子效率和极低的杀菌效率阻碍了其应用。
因此提高TiO2涂层抗菌活性成为当前的研究热点。
大量研究中采用掺杂其他金属氧化物或离子注入Ag、Cu、Zn、Ce、Fe、Sn和Sb来改善TiO2的光催化活性及抗菌活性。
CeO2作为一种稀土金属氧化物具有某些特殊的性能，如高可见光透过率，高储氧量和高可提取电荷密度[5-7]。
在生物医学应用方面，CeO2纳米颗粒可以保护细胞免受辐照损伤、氧化应激和炎症[8-9]。
《2024年等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》范文
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》篇一等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能一、引言随着现代工业技术的发展，等离子喷涂技术以其高效、灵活的涂层制备方法在材料科学领域中得到了广泛应用。
特别是AT/Al2O3复合涂层因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于航空航天、机械制造和电子工程等领域。
本文将针对等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能进行研究。
二、等离子喷涂技术及AT/Al2O3复合涂层概述等离子喷涂技术是一种高温、高速的涂层制备技术，其基本原理是利用电弧放电产生的等离子体将粉末材料加热至熔融或半熔融状态，然后高速喷射到基体表面形成涂层。
AT/Al2O3复合涂层由氧化铝（Al2O3）和AT材料组成，具有优异的绝缘性能、高温稳定性和耐磨性。
三、AT/Al2O3复合涂层的结构优化1. 优化喷涂参数：通过调整等离子喷涂过程中的电流、电压、喷涂距离等参数，控制涂层的厚度、孔隙率和结晶度，从而提高涂层的性能。
2. 优化粉末配比：根据需求调整AT和Al2O3的粉末配比，以获得最佳的物理和化学性能。
3. 多层喷涂：通过多层喷涂技术，增加涂层的致密性和均匀性，提高其耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
四、AT/Al2O3复合涂层的绝缘性能研究1. 绝缘电阻：通过测量涂层的绝缘电阻，评估其绝缘性能。
结果表明，优化后的AT/Al2O3复合涂层具有较高的绝缘电阻，能有效抵抗电场引起的击穿。
2. 介电性能：研究涂层的介电常数和介电损耗，发现优化后的涂层具有较低的介电损耗，有利于提高设备的能量利用率。
3. 耐压性能：通过耐压测试，发现优化后的AT/Al2O3复合涂层能承受更高的电压，表现出优异的耐压性能。
五、结论本文对等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能进行了研究。
通过优化喷涂参数、粉末配比和采用多层喷涂技术，提高了涂层的致密性、均匀性和物理化学性能。
同时，研究了涂层的绝缘电阻、介电性能和耐压性能，发现优化后的AT/Al2O3复合涂层具有优异的绝缘性能。
《大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》范文
《大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》篇一一、引言大气等离子喷涂（APS）是一种广泛使用的热喷涂技术，能高效地在基底材料上形成多层复合涂层。
本研究致力于探索使用大气等离子喷涂技术制备的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层，并对其介电性能进行深入研究。
该研究对于提升材料科学、电子工程以及相关领域的应用具有重要价值。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验中使用的原材料为Al2O3和MgAl2O4粉末，这些粉末经过精细研磨和筛选，确保其粒度分布和纯度满足实验要求。
2. 涂层制备采用大气等离子喷涂技术，将Al2O3和MgAl2O4粉末喷涂在基底材料上，形成多层型涂层。
喷涂过程中，控制喷涂距离、喷涂速度、粉末流量等参数，以保证涂层的均匀性和致密性。
3. 介电性能测试采用阻抗分析仪对涂层的介电性能进行测试，包括介电常数、介电损耗等。
同时，对涂层进行高温老化测试，以评估其在实际应用中的稳定性。
三、结果与讨论1. 涂层结构与形貌通过SEM（扫描电子显微镜）观察，发现Al2O3-MgAl2O4多层型涂层具有均匀的层状结构，各层之间结合紧密，无明显缺陷。
涂层表面光滑，颗粒分布均匀，无明显的孔洞和裂纹。
2. 介电性能分析实验结果显示，Al2O3-MgAl2O4多层型涂层具有较高的介电常数和较低的介电损耗。
这主要归因于涂层中Al2O3和MgAl2O4的优异电性能以及多层结构的特殊设计。
此外，涂层的介电性能在高温环境下保持稳定，显示出良好的耐热性。
3. 性能优化与影响因素分析在喷涂过程中，喷涂距离、喷涂速度、粉末流量等参数对涂层的结构和性能具有重要影响。
通过优化这些参数，可以进一步提高涂层的致密性和均匀性，从而提高其介电性能。
此外，涂层的厚度也会影响其介电性能，需要在实际应用中根据需求进行合理设计。
四、结论本研究采用大气等离子喷涂技术成功制备了Al2O3-MgAl2O4多层型涂层，并对其介电性能进行了深入研究。
【论文】钛合金表面等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层性能的研究
摘要钛合金的高温力学性能及热物理性能均不理想。
钛合金耐磨性差，摩擦系数高，在高温下抗氧化性差，从而限制了其进一步广泛应用。
本文采用等离子体喷涂技术在钛合金表面制备Cr2O3陶瓷涂层，改善钛合金表面的硬度及摩擦性能，找出实验工艺与性能的关系。
本实验利用显微硬度仪测定了Cr2O3陶瓷涂层的显微硬度；采用X射线衍射法（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了Cr2O3陶瓷涂层的相结构以及表面形貌特征；利用高速往复摩擦磨损实验机测试了等离子喷涂前后试样的耐磨性能。
实验结果表明：用钛合金等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的显微硬度显著提高，最高硬度达到HV1500，陶瓷涂层的耐磨性能明显改善。
关键词：钛合金，等离子喷涂，硬度，耐磨性能AbstractHigh-temperature mechanical properties of titanium alloy and thermal physical properties are not ideal. Its poor wear resistance, high friction coefficient and poor anti-oxidation in high temperature conditions, all of these limit its wide application. In the paper, the Cr2O3 ceramic coating was formed on the surface of titanium alloy by the plasma-sprayed technology. By the coating, hardness and wear-resistance property of the alloy’s surface were absolutely improved. And at the end of the experiment, the relation of experimental technique and samples’ performance was found.The microhardness of the ceramic coatings was measured by microharness tester. X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscope (SEM) were used to study the phase construction,the morphology and wear resistance of the ceramic coating was measured by high-speed reciprocating friction and wear testing machine.The result shows that XRD detects that Cr2O3 was the only component of coating on the surface of titanium alloy. The maximum harness is HV1500, the harness and friction property of the surface of titanium alloy was improved greatly.Key words: titanium alloy, plasma spraying, hardness, friction properties目 录第一章 前 言 (1)1.1 钛合金的概述 (1)1.1.1 钛合金的性能 (1)1.1.2钛合金的应用与发展趋势 (3)1.2 热喷涂技术 (6)1.2.1 超音速等离子喷涂技术 (6)1.2.2 反应热喷涂技术 (7)1.2.3 电弧喷涂技术 (8)1.3 等离子喷涂技术 (8)1.4 本实验的主要研究内容 (9)第二章 实验材料、实验设备 (10)2.1 实验材料 (10)2.1.1 基体材料 (10)2.1.2 试样的制备 (11)2.2 实验设备 (11)2.2.1 预磨机 (11)2.2.2 金相试样抛光机 (11)2.2.3 金相镶嵌机 (12)2.2.4 摩擦磨损检测仪 (12)2.3 实验工艺 (12)2.3.1等离子喷涂的实验工艺 (12)2.3.2 等离子喷涂的实验装置 (13)2.3.3实验前后试样比较 (15)第三章 等离子喷涂Cr2O3陶瓷层的形貌、显微组织以及分析、硬度分析 (16)3.1等离子喷涂Cr2O3陶瓷层的形貌及显微组织分析 (16)3.1.1 实验设备 (16)3.1.2 实验试样的扫描电镜分析 (16)3.2 等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的XRD 分析 (20)3.2.1 X射线衍射的物相分析原理 (20)3.2.2 等离子喷涂涂层XRD结果及分析 (21)3.3 等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的硬度分析 (22)3.3.1 检测所用的设备 (22)3.3.2 显微硬度仪的原理 (23)3.3.3硬度检测实验结果 (23)第四章 等离子喷涂Cr2O3陶瓷层摩擦学性能分析 (31)4.1 摩擦学的论述 (31)4.1.1摩擦机理 (31)4.1.2 影响滑动摩擦的因素 (32)4.2 等离子喷涂Cr2O3陶瓷层的耐磨性检测 (32)4.2.1检测装置 (32)4.2.2摩擦系数测试原理 (34)4.3 往复摩擦试验结果及分析 (34)4.3.1 往复摩擦试验的图片分析 (34)4.3.2 往复摩擦实验的曲线分析 (36)第五章 技术经济分析报告 (45)第六章 结 论 (46)参 考 文 献 (47)致 谢 (49)声 明 (50)第一章 前 言1.1 钛合金的概述1.1.1 钛合金的性能钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%，但其强度低、塑性高。
杨元政----等离子喷涂Al2O3+13%TiO2陶瓷涂层的组织结构及其耐磨性
杨元政 鹦，湖南入，出生于１９６６罐。１９９６ 筇毕韭予肇南理工大学，获博士学僚。现任 羧予广窳Ｚ疆大学耱辩辩学每王獠蓉，蘸教 授。目前融发表学术论文４０余篇，其中ｌＯ 余篇收入ｓｃＩ和ＥＩ索引。现主要从事等离 子喽涂、激光表露强化及新型纳米材料的磷
裁每开发工于＃。
Ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａＩｍ Ｗｅａｒ Ｒｅｓｉｓｔａ糠ｃｅ ｏｆ ＰＩａｓｍａ Ｓｐｒａｙｅｄ
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ＹＡＮＧ Ｙｕａｎｚｈｅｎ９１，Ｌ｛ｕ ｚｈｅｎｇｙｉ２，｜ｚＨｕＡＮＧ Ｙｕｚｈ扩
（１。Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍ８ｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅ∽ｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉ黼ｅｒｉＩ培，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ彰，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｓｌ００９０·Ｃ心ｎａ； ２。＆ｐａｒｔ溅ｅｎｌ ｏ董Ｍｅｃ酝嚣主ｃ鑫ｌ ａ《戮ｅｃｔｆｏ鑫ｉｅ嚣粼ｉ勰ｅｒｉｎｇ，ｓｏ毽ｔ羹Ｃｈｉ触Ｕ藤ｖｅ站粉ｏｆ氏ｃｈ∞酶ｇｙ，Ｇ髓ｎｇｚ如精，Ｓ王ＯＳ４薹，繇ｉｎ８）
由圈３（ａ．ｂ）ｃ４样品的截面及表面形貌像可见：金属基材、 金属牯结层、过渡屡及陶瓷层之间存在比较｛骨晰的分界面，潦 层均呈明显的层状结构．同时存在大量的微孔踩。陶瓷表面形 貌显示出撩层表面口凸不平，存在徽孔隙。总的说来．粘结层相 对致密．陶瓷层的致密性较差．
从显做硬度测量结果知．具有相同涂层设计的ｃ３与Ａ３样 品平均显微硬度分别是６２８Ｈｖ和９０４Ｈｖ．即Ａ１＝（１，潦层的硬 度比ＡＴ涂层的高．然而它们的苷痘宽度随时间的堡化曲线 （如图５所示）表明ｚ相同腾损时问内ＡＴ馀层磨｜直宽度但为 ＡＩ。ｏ，涂层的一半左右。说明Ｔ，【），的引人能明显地提高滁层 的耐磨性。
超音速等离子喷涂参数对Al2O3-3%TiO2涂层形貌结构的影响
超音速等离子喷涂参数对Al2O3-3%TiO2涂层形貌结构的影响毛杰;邓畅光;欧献;宋进兵;邝子奇;曾威【摘要】通过超音速等离子喷涂设备制备了Al2O3-3％TiO2(AT3)涂层，采用单变量法研究喷涂电流、喷涂距离等工艺参数对涂层沉积率、表面形貌、微观组织的影响。
结论表明一定范围内增加电流和喷距会提高AT3涂层的沉积率；随着喷涂距离的增加，涂层的孔隙率稍有增加；随着喷涂电流的增加，涂层相成分更均匀。
喷涂前后粉末和涂层表面的物相存在一定的差异：主要表现为衍射峰宽化，出现了少量(Al2O3)1.333等新相。
%Al2O3-3%TiO2 (AT3) coatings were prepared by the supersonic plasma spraying equipment. Single variable method was used to study the influence of spraying current, spray distance on deposition rate, surface morphology,microstructure of the coatings. The results indicate that increasing spraying current or spray distance to a certain range will increase the deposition rate. With the increase of spray distance, coating porosity increases slightly and with the increase of spraying current, phase composition of the coating is more uniform. There is a clear difference between the original powder and as-sprayed coating that diffraction peak enlarged the width and appeared a few new phase as (Al2O3) 1.333,etc.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P16-21)【关键词】超音速等离子喷涂;Al2O3-3%TiO2涂层;涂层形貌;显微结构【作者】毛杰;邓畅光;欧献;宋进兵;邝子奇;曾威【作者单位】广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651【正文语种】中文【中图分类】TG174.4等离子喷涂工艺作为一种成熟的表面工程技术，在传统的耐热、耐磨、抗氧化/腐蚀方面已经具有相当广泛的工业应用，地位越来越重要，同时随着等离子喷涂技术的发展，在超高温、生物和复合材料等高科技领域的研究和应用也在不断扩展[1-2]。
《2024年大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》范文
《大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》篇一一、引言随着科技的发展，表面涂层技术已经成为众多领域中不可或缺的工艺手段。
其中，大气等离子喷涂技术以其高效、灵活、可控制的特性在众多涂层制备方法中脱颖而出。
本文将重点探讨一种新型的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层的制备过程及其介电性能。
二、大气等离子喷涂技术大气等离子喷涂技术是一种利用高温等离子体射流将涂层材料加热至熔融或半熔融状态，再高速喷向基材形成涂层的技术。
此技术因其出色的加工特性被广泛应用于各类金属和非金属材料表面的防护和修复。
三、Al2O3-MgAl2O4多层型涂层的制备我们的新型Al2O3-MgAl2O4多层型涂层采用大气等离子喷涂技术进行制备。
首先，将Al2O3和MgAl2O4粉末混合均匀，然后通过等离子喷枪将混合粉末喷涂在基材上。
由于Al2O3和MgAl2O4的物理性质相似，它们可以形成紧密且牢固的涂层。
在喷涂过程中，我们采用了多层喷涂的方式，使得涂层具有更好的致密性和附着力。
四、涂层的结构和性能经过多层次喷涂后，我们得到了结构致密、附着性良好的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层。
通过扫描电子显微镜（SEM）观察，我们发现涂层具有均匀的表面形貌和良好的孔隙率。
此外，由于Al2O3和MgAl2O4的特性，涂层还具有良好的高温稳定性和抗氧化性。
五、介电性能研究在介电性能方面，我们测量了不同频率和温度下的介电常数和介电损耗。
实验结果显示，该涂层在高频下表现出较低的介电常数和介电损耗，表明其具有良好的高频特性。
此外，由于涂层的致密性和高温稳定性，其在高温环境下仍能保持良好的介电性能。
六、结论本文成功制备了大气等离子喷涂的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层，并对其结构和介电性能进行了深入研究。
结果表明，该涂层具有优良的致密性、附着力、高温稳定性和抗氧化性。
此外，其在高频和高温环境下均表现出良好的介电性能。
因此，该涂层在电子、电力、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
钛合金材料的等离子喷涂工艺研究
钛合金材料的等离子喷涂工艺研究钛合金是一种优良的材料，因其具有低密度、高强度、耐腐蚀、良好的高温性能和生物相容性等优点而被广泛应用于航空航天、生物医学、化工和汽车等领域。
然而，钛合金表面的耐磨损、耐腐蚀和抗氧化性能等方面仍存在问题，为了解决这些问题，使用等离子喷涂工艺对钛合金进行表面处理，已成为一种有效的方法。
一、等离子喷涂工艺的基础原理等离子喷涂工艺是一种非常有效的表面处理方法，它的基础原理是利用高温、高压气体，将金属或金属化合物材料，通过等离子体反应喷涂到基体表面上，形成一层有机化合物。
等离子喷涂工艺主要有两种方法，一种是直接喷涂法，另一种是离子束喷涂法。
直接喷涂法主要是使用高温、高压气体将金属粉末喷涂到基体表面上，然后用火焰热源进行热处理，使其形成一层金属涂层。
离子束喷涂法则是利用离子束高能量作用在金属或合金纳米粒子表面，在离子束轰击下形成的等离子体反应，将金属和非金属元素以一定的比例合成成一层硬质涂层。
二、钛合金等离子喷涂工艺的应用钛合金是一种重要的结构材料，在高温和腐蚀条件下，其材料表面往往会出现一些问题，比如磨损、腐蚀等。
为了增加钛合金的抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能，利用等离子喷涂工艺进行表面处理是一种非常有效的方法。
例如，在飞机发动机的涡轮叶片表面进行等离子喷涂处理，可提高其表面抗氧化性能和耐高温性能。
钛合金的生物相容性也被广泛应用于医疗领域，等离子喷涂工艺可以改善其生物相容性，提高其生体组织接受程度。
除此之外，钛合金的应用也涉及到汽车、航空、化工等领域。
等离子喷涂工艺可在汽车发动机缸体上形成一层热障涂层，可提高其表面抗氧化性能和耐高温性能。
在航空领域，等离子喷涂工艺也可使用在涡轮叶片、涡轮盘和整流器表面等部位，以提高其抗腐蚀性能和降低磨损程度，延长使用寿命。
三、等离子喷涂工艺存在的问题及发展方向虽然等离子喷涂工艺已被广泛应用于钛合金材料的表面处理，但在使用过程中，还存在一些问题需要解决。
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》范文
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》篇一等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能一、引言随着科技的发展，涂层技术已经成为众多领域中不可或缺的一部分。
在众多涂层材料中，AT/Al2O3复合涂层因其良好的物理和化学性能，在绝缘、耐热、耐磨等方面具有广泛应用。
然而，其性能的优化一直是科研领域的研究热点。
本文将重点探讨等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化及其对绝缘性能的影响。
二、等离子喷涂技术及其优势等离子喷涂是一种高效的涂层制备技术，其原理是利用电弧放电产生的热能将材料加热至熔融或半熔融状态，然后通过高速气流将其喷涂到基体表面，形成所需的涂层。
此技术具有喷涂速度快、涂层致密、结合力强等优点，因此在制备AT/Al2O3复合涂层中得到了广泛应用。
三、AT/Al2O3复合涂层的结构优化对于AT/Al2O3复合涂层，其结构优化主要包括两个方面：一是优化涂层的微观结构，如颗粒大小、孔隙率等；二是优化涂层的宏观结构，如厚度、均匀性等。
首先，优化微观结构的关键在于控制等离子喷涂过程中的工艺参数，如喷涂功率、喷涂距离、送粉速率等。
通过调整这些参数，可以获得具有不同颗粒大小和孔隙率的涂层。
此外，还可以通过二次喷涂、多层喷涂等方式进一步优化微观结构。
其次，优化宏观结构的关键在于控制涂层的厚度和均匀性。
这同样需要调整等离子喷涂过程中的工艺参数，并确保基体表面的预处理工作到位。
此外，还可以采用旋转基体、多角度喷涂等方法来提高涂层的均匀性。
四、结构优化对绝缘性能的影响通过优化AT/Al2O3复合涂层的结构和工艺参数，可以显著提高其绝缘性能。
首先，优化微观结构可以降低涂层的孔隙率，提高其致密性，从而减少电导通路，提高绝缘性能。
其次，优化宏观结构可以增加涂层的厚度和均匀性，进一步提高其绝缘能力。
此外，通过选择合适的AT/Al2O3配比和添加其他绝缘性能优异的添加剂，也可以进一步提高复合涂层的绝缘性能。
《2024年大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》范文
《大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展，涂层技术已成为提高材料性能和延长设备使用寿命的重要手段。
大气等离子喷涂技术作为一种先进的涂层制备方法，因其具有高效率、高附着力、高硬度等优点，被广泛应用于各种工业领域。
本文旨在研究大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层的制备工艺及其介电性能，以期为相关领域的应用提供理论依据和技术支持。
二、材料与方法1. 材料准备实验所使用的材料主要包括Al2O3和MgAl2O4粉末。
这些粉末经过精细研磨和纯化处理，以满足喷涂要求。
2. 涂层制备采用大气等离子喷涂技术制备Al2O3-MgAl2O4多层型涂层。
首先，将Al2O3和MgAl2O4粉末按照一定比例混合，然后通过喷枪将混合粉末喷涂在基材上。
喷涂过程中，控制喷涂距离、喷涂速度、粉末流量等参数，以获得理想的涂层厚度和结构。
3. 性能测试对制备的涂层进行介电性能测试，包括介电常数、介电损耗等。
此外，还对涂层的微观结构、硬度、附着力等性能进行测试和分析。
三、结果与讨论1. 涂层微观结构通过扫描电子显微镜（SEM）观察，发现Al2O3-MgAl2O4多层型涂层具有致密、均匀的微观结构，层与层之间结合紧密，无明显的孔洞和裂纹。
这表明大气等离子喷涂技术能够有效地将粉末颗粒牢固地喷涂在基材上，形成连续、致密的涂层。
2. 介电性能实验结果显示，Al2O3-MgAl2O4多层型涂层具有较低的介电常数和介电损耗。
这主要是由于Al2O3和MgAl2O4粉末具有良好的绝缘性能，能够有效降低涂层的介电常数和介电损耗。
此外，多层型结构也有利于提高涂层的介电性能，因为不同层之间的界面可以形成更多的极化中心，从而提高涂层的介电性能。
3. 其他性能除了介电性能外，Al2O3-MgAl2O4多层型涂层还具有较高的硬度和良好的附着力。
这表明该涂层具有良好的耐磨、耐腐蚀等性能，能够有效地提高基材的使用寿命。
《2024年等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》范文
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》篇一等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能一、引言等离子喷涂技术因其高温、高速度、高效率的特点，广泛应用于各类工程材料的表面涂层制备。
特别是AT/Al2O3复合涂层，由于兼具良好的机械性能和绝缘性能，成为近年来研究的热点。
本文旨在研究等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化及其对绝缘性能的影响。
二、等离子喷涂技术及AT/Al2O3复合涂层等离子喷涂是一种利用电弧放电产生的高温等离子体将粉末材料加热至熔融或半熔融状态，再高速喷射到基体表面形成涂层的技术。
AT/Al2O3复合涂层是由Al2O3基体与AT添加剂组成的复合材料，具有优良的绝缘性能和耐磨性能。
三、结构优化方法为了进一步提高AT/Al2O3复合涂层的性能，我们采取了以下结构优化方法：1. 调整喷涂参数：包括等离子喷枪的功率、喷涂距离、喷涂速度等，以获得最佳的涂层形成条件。
2. 优化粉末配比：通过调整AT添加剂与Al2O3基体的比例，以获得最佳的机械性能和绝缘性能。
3. 多层喷涂：采用多层喷涂技术，通过多次喷涂，使涂层更加致密，提高其机械强度和绝缘性能。
四、结构优化对绝缘性能的影响经过结构优化后的AT/Al2O3复合涂层，其绝缘性能得到了显著提高。
主要表现在以下几个方面：1. 介电强度：经过优化的涂层介电强度得到了显著提高，可以更好地抵抗电击穿。
2. 击穿电压：优化后的涂层具有更高的击穿电压，能够承受更高的电压而不被击穿。
3. 耐电弧性能：优化的涂层在电弧作用下表现出更好的稳定性，电弧难以在其表面形成或扩散。
五、结论本文通过研究等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化及其对绝缘性能的影响，发现通过调整喷涂参数、优化粉末配比以及采用多层喷涂技术，可以显著提高涂层的机械强度和绝缘性能。
优化后的AT/Al2O3复合涂层具有更高的介电强度、击穿电压和耐电弧性能，可以更好地满足工程应用的需求。
大气等离子喷涂Al2O3—3%TiO2涂层的性能
Ｌ ｖｌ ａａ 喷嘴降低了粒 子在等离子焰流中的速度 ， 延长了粒 子在焰 流中的停 留时间， 从而使涂层的结合 强度 和致密度降低 ， 而使涂层沉积率有明显升高 。
ＤＥ ＮＧ Ｃｈ ｎ ｍｉ ｇ ＺＨＯＵ － ｏ ｇ ＬＩ Ｍ ｉ ， ＮＧ ａ ｇ ｇ ａ ｇ Ｚ ｕ－ ｎ ， Ｋｅ ｓ ｎ ， Ｕ ｎ ＤＥ Ｃｈ ｎ － ｕ ｎ ， ＨＵ ｉ ｃ ａ Ｈｕ－ ｈ ｏ
（ ａｇ ｈ ｕＲ ｓａｃ ｓｔｔ ｆ ｎ Ｆ ｒ ｕ ｅ ｌ Ｇ ａ ｇｈ ｕ５ ０ ５ ） Ｇｕｎ ｚｏ ｅｅｒｈＩ ｔｕｅ Ｎｏ－ ｅｒ ｓ ｔ ｓ ｕｎ ｚ ｏ １ ６ １ ｎｉ ｏ ｏ Ｍ ａ，
第２ ３卷 第 １ 期 ２１ ０ ０年 ２月
中
国
表
面
工
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Ｎ ｏ． １
ＣＨＩ Ａ ＲＦＡＣＥ Ｇ Ｉ Ｎ ＳＵ ＥＮ ＮＥＥＲＩ Ｇ Ｎ
Ｆｅ ｒ ｒ ｂｕ ａ ｙ ２ ０ ０１
ｄ ｉ１．９９ ．ｓ．０ ７９ ８ ． ．１ ０ ｏ： ３ ６ ￣ｉ ｎ１０ — ２ ９ ０ ０ ． ４ Ｏ ｓ ２ １ ０ ０
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ：Ａ１ ３３％ ＴＯ ｏ ｔ ｇ ｒ ｐｅ ａｅ ｙ ｃｎ ｅｔ ｎ ｌａ ｌ ｍ ｐａ （ Ｓ ｎ ｉ ｐａｍａｓｒｙ ｗｉ ２ — ０ ｉ ２ｃ ａ ｎ ｓｗｅｅ ｒｐｒｄｂ ｏ ｖｎｉ ａ ｉ ｐａ ａ ｓｒｙ ＡＰ 、ａｄ ａ ｌ ｉ ｏ ｒ ｓ ｒ ｓ ｐａ ｔ ｈ
关键 词 ：大气等离子喷涂 ；延长 Ｌｖｌ ａａ喷嘴 ； １ ３ ％ ｉ２ Ａ２ — ＴＯ 涂层 Ｏ ３
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》范文
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》篇一等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能一、引言在当前的科技发展趋势下，复合材料凭借其独特的性能与多功能性广泛应用于众多领域。
等离子喷涂技术以其高速、低温、高效率等优点，在制备复合涂层方面具有显著优势。
本文以AT/Al2O3复合涂层为研究对象，探讨其结构优化及其绝缘性能的增强方法。
二、等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的制备AT/Al2O3复合涂层通过等离子喷涂技术制备而成。
该技术利用等离子弧的高温和高速喷涂粒子，在基体表面形成一层致密的涂层。
在制备过程中，通过调整喷涂参数和涂层组成，可以实现对涂层结构的优化。
三、AT/Al2O3复合涂层的结构优化（一）组成优化AT/Al2O3复合涂层的组成对涂层性能具有重要影响。
通过调整AT和Al2O3的比例，可以优化涂层的结构和性能。
例如，增加Al2O3的含量可以提高涂层的硬度和耐磨性，而AT的加入则有助于提高涂层的绝缘性能。
（二）微观结构优化和喷涂速度等，可以优化涂层的微观结构。
例如，提高喷涂功率可以增加涂层的致密性，而适当的喷涂距离和速度则有助于获得均匀的涂层。
四、AT/Al2O3复合涂层的绝缘性能研究（一）绝缘电阻的测量与分析通过测量涂层的绝缘电阻，可以评估其绝缘性能。
在结构优化的过程中，我们观察到随着Al2O3含量的增加和涂层致密性的提高，绝缘电阻值呈现出明显的上升趋势。
这表明优化后的涂层具有更好的绝缘性能。
（二）击穿电压的测量与分析击穿电压是衡量绝缘材料耐压能力的重要参数。
我们通过测量不同结构参数下AT/Al2O3复合涂层的击穿电压，发现经过优化的涂层具有更高的击穿电压值，表明其绝缘性能得到了显著提升。
五、结论通过对AT/Al2O3复合涂层的结构优化和绝缘性能的研究，我们得出以下结论：1. 通过调整AT和Al2O3的比例，可以实现对涂层结构和性能的优化。
适当增加Al2O3的含量可以提高涂层的硬度和耐磨性，而AT的加入则有助于提高涂层的绝缘性能。
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》范文
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》篇一等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能一、引言随着科技的不断进步，涂层技术已成为众多领域中不可或缺的一部分。
等离子喷涂技术以其独特的优势，如高效率、良好的粘附性和优异的涂层性能，在工业生产中得到了广泛应用。
AT/Al2O3复合涂层作为一种重要的涂层材料，其结构优化和绝缘性能的研究对于提高材料性能、拓宽应用领域具有重要意义。
本文旨在研究等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化及其对绝缘性能的影响。
二、等离子喷涂技术及AT/Al2O3复合涂层简介等离子喷涂技术是一种利用电弧等离子体产生的热量来熔化或部分熔化喷涂材料，并将其喷涂到基体表面的技术。
AT/Al2O3复合涂层是由氧化铝（Al2O3）和另一种特定添加剂（AT）组成的复合材料，具有较高的硬度和良好的绝缘性能。
三、等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化1. 优化喷涂参数：通过调整喷涂功率、喷涂距离、喷涂速度等参数，优化涂层的微观结构和性能。
2. 引入纳米材料：将纳米材料引入AT/Al2O3复合涂层中，提高涂层的硬度、耐磨性和绝缘性能。
3. 优化涂层厚度：根据实际需求，调整喷涂次数和喷涂量，控制涂层厚度，以达到最佳的绝缘性能。
四、结构优化对绝缘性能的影响1. 微观结构对绝缘性能的影响：优化后的涂层具有更致密、均匀的微观结构，有利于提高绝缘性能。
2. 纳米材料对绝缘性能的增强：纳米材料的引入可以显著提高涂层的绝缘电阻和耐电弧性能。
3. 厚度对绝缘性能的影响：适当厚度的涂层可以提供更好的绝缘保护，但过厚的涂层可能导致内部应力增大，影响其绝缘性能。
因此，需要控制合适的涂层厚度以达到最佳的绝缘效果。
五、实验方法与结果分析1. 实验方法：采用等离子喷涂技术制备AT/Al2O3复合涂层，通过调整喷涂参数、引入纳米材料和控制涂层厚度等方法进行结构优化。
2. 结果分析：通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对涂层的微观结构和性能进行表征。
钛合金表面等离子喷涂Al2O3-40%TiO2_陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能
第52卷第12期表面技术2023年12月SURFACE TECHNOLOGY·351·钛合金表面等离子喷涂Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能周志强1，郝娇山1*，宋文文1，孙德恩2，李黎1，蒋永兵1，张健1（1.重庆川仪调节阀有限公司，重庆 400707；2.西南大学 材料与能源学院，重庆 400715）摘要：目的研究温度对钛合金表面Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响，探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。
方法采用大气等离子喷涂技术（APS）在TC4钛合金表面制备Al2O3-40%TiO2（AT40）陶瓷涂层。
采用扫描电子显微镜（SEM）和能量分散谱仪（EDS），对AT40陶瓷涂层中的微观形貌和物相进行定性分析。
借助维氏显微硬度计，研究 AT40陶瓷涂层在常温下的截面显微硬度分布规律，以及高温下的显微硬度。
采用多功能摩擦磨损试验机，测试AT40陶瓷涂层在200、350、500 ℃下的摩擦磨损性能，并进行原位在线自动3D形貌表征。
结果 AT40陶瓷涂层呈典型的热喷涂层状结构，各相分布均匀，涂层结构致密，平均显微硬度相较于TC4钛合金基材提高了81%。
AT40陶瓷涂层在200、350、500 ℃下的高温硬度分别为513HV0.3、463HV0.3、448HV0.3。
在200、350 ℃时，AT40陶瓷涂层的平均摩擦系数分别为0.18±0.02和0.38±0.03，磨损率分别为(7.8±0.01)×10–5 mm3/(N·m)和(37.2±0.01)×10–5 mm3/(N·m)，涂层具有优异的抗高温摩擦磨损性能。
500 ℃时，涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.77±0.02和(134.4±0.01)×10–5 mm3/(N·m)，磨痕深度和磨损体积大幅增加，耐磨性能降低。
等离子喷涂TiO2-CeO2复合涂层的结构及抗菌性能研究
Ｔｉ ０２ － Ｃ ＿ ｅ ０２ Ｐｌ ａ ｓ ｍａ － Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｅ ｄ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｃｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ
ＺＨ Ａ Ｏ Ｘｉ ａ ｏ － ｂ ｉ ｎ ｇ， Ｉ Ｊ Ｕ Ｇａ ｏ － ｐ ｅ ｎ ｇ
（ Ｓｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｃｉ Ｓ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ， Ｃｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｃｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ３ １ ６ ４， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
石型 Ｔ ｉ Ｏｚ 和 少量 的锐 钛矿 型 ＂ ｒ ｉ ｏｚ 组成 。Ｃ ｅ （ ｈ的 掺杂 使得涂 层 表面 具有 微 米级 粗 糙 度并 保持 良好 的 亲水 性 ， 日使涂 层 的 耐 腐 蚀性 能 得
到提 高。Ｃ ｅ Ｏｚ 的掺 杂 可提 高复 合涂层 对 金黄 色葡 萄球 菌 的抑制 能力 ， 而对 大肠 杆 菌则没 有 明显 的抑制 能力 。 关键 词 ： 等离 子喷 涂 ； Ｔ ｉ Ｏ２ 一 Ｃ ｅ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｉｔ ｖ ｙ ｏ ｆ Ｔｉ ０２ 一 Ｃｅ ０２ ｃ ｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ —
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ Ｔｉ Ｏ２ 一 Ｃｅ Ｏ２ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｂ ｙ ｐ ｌ ａ ｓ ｍａ ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ．Ｔｈ ｅ
《2024年大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》范文
《大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》篇一一、引言随着现代工业技术的发展，表面涂层技术在诸多领域，如机械制造、航空航天和电子工业中得到了广泛的应用。
大气等离子喷涂技术因其能制备具有优良性能的涂层而受到广泛的关注。
本文重点研究了大气等离子喷涂制备的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能。
二、大气等离子喷涂技术概述大气等离子喷涂技术是一种先进的涂层制备技术，其基本原理是利用等离子射流将涂层材料加热至熔融或半熔融状态，然后高速撞击基体表面，形成牢固的涂层。
这种技术具有制备效率高、涂层致密、结合力强等优点。
三、Al2O3-MgAl2O4多层型涂层的制备本实验采用大气等离子喷涂技术制备了Al2O3-MgAl2O4多层型涂层。
首先，将Al2O3和MgAl2O4粉末按照一定比例混合均匀，然后通过喷枪将混合粉末喷涂在基体表面。
在喷涂过程中，通过控制喷涂参数（如喷枪距离、喷涂速度、喷涂功率等）来控制涂层的结构和性能。
四、涂层的结构和性能分析通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对涂层的结构和形貌进行了分析。
结果表明，制备的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层具有致密的微观结构和良好的结合力。
此外，我们还对涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能进行了测试，结果表明该涂层具有优异的性能。
五、介电性能的研究介电性能是评估涂层在电子器件中应用的重要指标。
本实验通过测量涂层的介电常数和介电损耗来评估其介电性能。
实验结果表明，Al2O3-MgAl2O4多层型涂层具有较低的介电常数和介电损耗，表明其具有良好的绝缘性能。
这为该涂层在电子器件中的应用提供了重要的理论依据。
六、结论本文通过大气等离子喷涂技术成功制备了Al2O3-MgAl2O4多层型涂层，并对其结构和性能进行了详细的分析。
结果表明，该涂层具有致密的微观结构、优良的力学性能和良好的介电性能。
这些优良的性能使该涂层在机械制造、航空航天和电子工业等领域具有广泛的应用前景。
等离子喷涂A12O3-30%TiO2微米／纳米复合涂层的结构与耐磨性能
ＡｌＯ３３ ％Ｔｉ ｃｏ Ｎａ ｏｃ ｍｐ ｓ ｅＣ ａｉｇ ２ —０ Ｏ２ ｒ ／ ｎ —ｏ ｏ ｉ ｏ ｔ ｓ Ｍｉ ｔ ｎ
易 德亮 ， 银平 刘 。冶 ， 光 ， 尹 斌 ， 周惠 娣 陈建 敏 ，
（ １中国科学 院 兰州 化学 物理研 究 所 固体 润滑 国家重 点 实验室 ， 州 ７ ０ ０ ； 兰 ３ ０ ０
表 明 复 合 涂 层 的磨 损 率 随初 始 粉 体 粒 径 的增 大 而 减 小 ， 始 粉 体 粒 径 为 １０ ｍ 左 右 时 ， 合 涂 层 的 磨 损 率 最 低 。复 合 初 ０ｎ 复
涂 层 的 磨 损 机 制 为 裂 纹 扩 展 导 致 的磨 损 剥 落 。 关 键 词 ：等 离 子 喷 涂 ； 米 ／ 米 复 合 涂 层 ； 擦 磨 损 微 纳 摩
２中 国科学 院 研究 生 院 ， 京 １ ０ ３ ） 北 ０ ０ ９
ＹＩＤｅｌ ｎ ＹＥ Ｙｉ— ｉｇ ， Ｕ ａ ｇ ＇ ＹＩ Ｂｉ ＺＨ ＯＵ ｉ ｉ， ＥＮ ｉｎ ｍｉ —ｉ ｇ ’ ａ ， ｎ ｐ ｎ ＬＩ Ｇｕ ｎ ， Ｎ ｎ’ ， Ｈｕ— ＣＨ ｄ Ｊａ — ｎ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ７ ． ４ ； Ｑ１ ４ Ｇ１ ４ ４ ２ Ｔ ７ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ － ３ １ ２ １ ） ５ ０ ２ － ６ ０ １４ ８ （ ０ ２ ０ － ０ ４ ０
ห้องสมุดไป่ตู้
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａ １Ｏ３３ （ ａ ｓ ｆ ａ ｔ ｎ Ｔｉ ａ ｏ ｏ ｏ ｉｅ ｐ ｗｄ ｒ ｔ ｉｆ ｒ ｎ ａ ｔｃｅ ｓｚ ｓ ｗｅ ｅ ２ —０ ｍ ｓ ｒ ｃ ｉ ） Ｏ２ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓｔ ｏ ｅ ｓ ｗｉｈ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｐ ｒ ｉｌ ｉｅ ｒ ｏ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｂ ｏ — ｅ ｍ ｅ ｈ ｄ Ｔｈ ａ ｏ ｐ ｗｄ ｒ ｒ ｈ ｎ ｓ ｒ ｙ ｄ ｉｄ，ａ ｄ ｓ ｒｅ ｆ Ａ １Ｏ３ Ｔｉ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｙ ｓ ｌｇ ｌ ｔｏ ． ｅ ｎ ｎ — ｏ ｅ ｓ ｗｅ ｅ ｔ ｅ ｐ ａ ｒｅ ｎ ｅ ｉｓ ｏ ２ 一 Ｏ２
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2006年 10月 BULLETIN OF THE CH INESE CERAM IC SOC IETY October, 2006
二氧化钛等离子喷涂层的结构及性能
基金项目 :国家自然科学基金 (NO. 50242008). 作者简介 :范艳华 (19792) ,女 ,博士研究生. 主要从事陶瓷基复合材料的研究.
第 5期
范艳华等 :二氧化钛等离子喷涂层的结构及性能
7
物相组成和涂层的显微结构进行观察和分析 。此外 ,对涂层的力学性能还进行了测试 (与基体的结合力 ,涂 层的硬度 ) 。
喷涂 , TiO2 没有与周围的气氛发生反应 ,生成新的物 质 ,这主要是由于喷涂粉料 TiO2 性能非常稳定 。但
是等离子喷涂后 ,物相的衍射强度大幅度的降低 ,经
分析可能是由于等离子焰流的温度高达 15000K以
上 ,粒子流的飞行速度高达 300 ～800m / s[ 6 ] ,使一些
TiO2 颗粒还来不及完全熔化 ,熔融颗粒冲击基体急
图 4 氧化钛涂层的 XRD图
速冷却 ,来不及形核长大 ,非平衡相相对增加 ,导致
Fig. 4 XRD pattern of TiO2 coating
非晶态相 ,反相晶界的形成 。其次 ,由于涂层很薄约
100～120μm ,导致各物相强度的下降 。
2. 2 涂层的显微结构
图 5为 TiO2 涂层的表面形貌图 ,从图中可以看出 TiO2 颗粒熔化较完全 ,但还有少量的部分熔融或未完 全熔融的 TiO2 存在 。熔融的 TiO2 颗粒从喷枪里喷出冲击基材 ,展开 ,平铺 ,凝固成准圆小薄片 ,这个过程的 时间很短 ,而不会出现第二个颗粒冲击到前一个已发生碰撞却没有凝固的颗粒上的情形 ,这样就形成了由小
1. 2 纳米 T iO2 涂层的制备 采用北京火箭研究所的大气等离子喷涂设备 ,制备纳米 TiO2 涂层 ,喷涂的参数如表 1 所示 。实验选用
Q235钢铁做基材 ,尺寸为 3cm ×6cm ,中间不加过渡层 ,涂层直接喷涂在钢铁基材表面上 。喷涂前 ,用丙酮对 钢材基体进行常规超声清洗 ,放在无水乙醇中浸泡 10m in脱水 ;再经过喷砂预处理 ,目的是为了去掉表面的 氧化层 ,暴露出新鲜的金属表面并使其表面粗化 ,增加表面活性 [4 ] ,提高涂层与金属基体间的结合强度 。等 离子喷涂过程的原理如图 3所示 。
8 专题论文
硅 酸 盐 通 报
第 25卷
σ f
= P / Fo
其中
σ f
为涂层的结合强度
,
P 为拉断载荷
,
Fo
为试样的结合表面积
[
5]
2 结果与Байду номын сангаас论
2. 1 涂层物相的组成
图 4为 TiO2 涂层的 XRD 图 。仔细分析比较 ,最 终确认熔覆层组织主要是由金红石型 TiO2 组成 ,但 也有非晶态相 。与图 1比较可看出 ,经过大气等离子
第 5期
范艳华等 :二氧化钛等离子喷涂层的结构及性能
9
2. 4 涂层的硬度 TiO2 涂层的显微硬度相当高 ,平均值达 (727. 95 ±41. 30) kg /mm2 。表中每一个试样的值均取同一试样
表面不同位置 10个测试点的平均值 。涂层的硬度值 主要是 TiO2 颗粒本身硬度高 ,经过等离子熔融喷涂形 成高硬度的涂层 。涂层致密性差是造成硬度低于颗粒硬度的一个原因 。
1 实 验
1. 1 等离子喷涂用的纳米 T iO2 粉末的制备
实验选用江苏的河海纳米有限公司生产的纳米级 TiO2 粉末为原料 ,经透射电镜分析 ,平均粒径为 50nm 左右 。在 KSY22D 218型可控硅温度控制炉中 ,分别经过 700℃、1000℃、1200℃煅烧 。在 700℃煅烧 ,粉料中 所含的杂质粒子 ,有机物等转化并挥发出去 ,并发生了从锐钛矿型 TiO2 向金红石型 TiO2 转变如图 1,但是此 温度下煅烧的粉料仍是粉料状态 ,无任何粘结 ,不适于造粒 。在 1200℃煅烧 ,粉料发生严重的结块 ,并且结 块很难磨碎 。在 1000℃煅烧 ,粉料稍有熔融结块 ,容易研磨得到喷涂用的粉末如图 2。实验表明经过造粒 的 TiO2 颗粒流动性好 ,着粉率高适合于等离子喷涂 。
图 3 等离子的喷涂原理图 Fig. 3 Schematic diagram of air p lasma2sp raying
表 1 等离子喷涂的工艺参数
Tab. 1 Spray param eters for nanostructured T iO2 coa ting
送粉 速率 / g·m in21
3 结 论
通过在 1000℃下煅烧 ,可制备粒径为 30～90μm ,流动性好 ,着粉率高 ,适合等离子喷涂的 TiO2 颗粒 。利 用大气等离子喷涂制备 TiO2 涂层 ,涂层主要是由金红石相组成 ,也存在非晶态 。等离子喷涂层表面粗糙 ,空 隙率高 。涂层与基体的结合性很好 ,平均结合强度达 (30. 90 ±4. 74)MPa,涂层平均硬度为 (727. 95 ±41. 30) kg /mm2 。
参考文献
[ 1 ] 陈 煌 ,丁传贤 . 等离子喷涂氧化锆纳米涂层显微结构研究 [ J ] . 无机材料学报 . 2002, 17 (4) : 8822886. [ 2 ] 高 濂 ,郑 珊 ,张青红. 纳米氧化钛光催化材料及应用 [ J ]. 北京化学工业出版社 2002. 124. [ 3 ] 叶福兴. 等离子喷涂二氧化钛涂层的结构与光催化特性的研究 [D ] . 西安 :西安交通大学 , 2000. [ 4 ] 薛玉芝 . 等离子喷涂陶瓷涂层性能的研究 [ J ] . 大连铁道学院学报 , 2000, 21 (2) : 61265. [ 5 ] Park H K, Hee K. Effect of solvent ontitania panicle formation and morphology in thermal hydrolysis of TiCL4 [ J ]. J Am Ceram Soc, 1997, 18 ( 3) :
2. 3 涂层与基体的结合强度 涂层的结合强度取决于喷涂粒子之间 , TiO2 粒子与基体之间的结合状况 ,以及基体 2涂层体系中的残余
应力状况 [ 8, 9 ] 。测得的纳米 TiO2 涂层与基体材料的平均结合强度为 (30. 90 ±4. 74)M Pa,且涂层的破坏方式 均为沿涂层与基体的界面剥离 ,说明涂层与基体以机械结合为主 ,其结合界面是涂层 2基体体系中的最薄弱 环节 。这表明涂层内部的结合强度超过了涂层与基体界面的结合强度 (图 8) 。
The Structure and Performance of Pla sma Sprayed T iO2 Coa ting
FAN Yan2hua, Y IN Yan2sheng
( Institute of Materials Science and Engineering, Ocean University of China, Q ingdao 266003)
纳米 TiO2 涂层具有抗高温 ,耐腐蚀 ,耐磨损 ,化学性质稳定 ,无毒无害等优异的性能 ;另外 ,由于 TiO2 的 纳米颗粒又具有纳米结构的小尺寸效应 、表面与界面效应 、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性 ,纳米 TiO2 涂层将具有更为广阔的应用前景 。[ 2, 3 ]
纳米结构的微粒不能直接用于等离子喷涂 ,因为纳米微粒尺寸太小 、本身的质量小 、比表面积太大 、活性 高 、容易聚集成团 、流动性差 ,这造成在喷涂过程中粉料在管道中的运输困难 ;另外 ,由于纳米微粒与基体材 料的冲量很小 ,这使纳米微粒无法在基体材料的表面沉积 ,形成致密的纳米涂层 。通过造粒技术 ,使纳米微 粒重组成微米级的微粒 ,以适合于等离子喷涂用 。通过 X射线衍射 (XRD ) 、扫描电镜 ( SEM )技术对涂层的
Abstract:Nano2TiO2 powders were calcined at 700℃, 1000℃, 1200℃ respectively. TiO2 coatings on carbon steel substrate were fabricated by air p lasm a sp raying. The m icro2structure and composition in calcined TiO2 powders and TiO2 coatings were investigated through XRD and SEM. The results show that radius of the best TiO2 particles which were used in air p lasma sp raying are 30290μm , and the particles have better mobility and better landed powder ratio. The main phase of coating is Rutile2TiO2 , and adhesion strength between coating and substrate is very good, up to 30. 90M Pa, hardness of coatings is 727. 95HV. Key words: nano2TiO2 ; calcined particles; air p lasma sp raying; adhesion strength
近年来 ,纳米结构涂层成了众多科学工作者的研究热点 ,由于晶粒尺寸效应和大量晶界的存在 ,具有比 传统涂层更优良的性能 。许多方法都可用于纳米结构涂层的制备 ,如热喷涂技术 、电子束物理气相沉积 、化 学气相沉积 、磁控溅射等 , 其中热喷涂技术尤其是等离子喷涂技术成了制备纳米结构涂层的有效方法 之一 [ 1 ] 。