中文名 | 电弧喷涂制备纳米硼化物陶瓷复合涂层及其特性研究 | 项目类别 | 面上项目 |
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项目负责人 | 栗卓新 | 依托单位 | 北京工业大学 |
针对陶瓷涂层脆性大与基体结合强度低的问题,将陶瓷与金属的特性结合起来,具有重要的研究价值和应用前景。本课题采用电弧喷涂方法制备含TiB2纳米陶瓷相的复合涂层,拟研究纳米粉末致密化颗粒制备工艺、含TiB2纳米颗粒粉芯线材配方及制备技术、含纳米陶瓷相复合涂层的性能及微观结构。以搞清纳米粉致密化的工艺及纳米相在电弧喷涂中的行为和作用。目的在于最大的发挥含硼化物陶瓷复合涂层的优越性,通过纳米所具有的熔点低
批准号 |
50375004 |
项目名称 |
电弧喷涂制备纳米硼化物陶瓷复合涂层及其特性研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0508 |
项目负责人 |
栗卓新 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
北京工业大学 |
研究期限 |
2004-01-01 至 2006-12-31 |
支持经费 |
24(万元) |
FeCrBSiNb非晶纳米晶复合涂层和FeAlNbB金属间化合物非晶纳米晶涂层均由非晶和纳米晶两相结构组成,涂层结合强度高,摩擦磨损性能等明显优于传统耐磨涂层,在机械金属零件的再制造修复领域应用前景广阔。
为了解决大型桥梁钢箱梁的长效防腐蚀问题,以浙江舟山连岛工程西堠门大桥防腐蚀工程为依托,结合电弧喷涂防腐蚀技术和纳米改性封闭涂层技术,提出了电弧喷涂纳米封闭复合涂层体系的设计思路,对比了电弧喷涂长效防腐传统方案与创新设计方案,对不同腐蚀环境下推荐设计采用不同的电弧喷涂金属涂层材料,对比分析了纳米封闭涂层与普通环氧底层的技术指标,简述了电弧喷涂纳米封闭复合涂层施工各工序的质量要求和检测方法。
《电弧喷涂亚稳态复合涂层技术》可供从事材料科学与工程方面的科研、教学和_丁程技术人员阅读,也可作为相关专业研究生、本科生的参考书。
亚稳态合金材料作为一种新型材料体系,由于表现出结构独特、性能优良的性质而被广泛关注,其中采用电弧喷涂粉芯丝材技术制备亚稳态复合涂层材料是新近发展起来的新兴技术。《电弧喷涂亚稳态复合涂层技术》总结了著者近10年来在此领域的研究成果。
《电弧喷涂亚稳态复合涂层技术》共分9章,其中第1章综述了制备亚稳态复合涂层所用的自动化高速电弧喷涂技术的基本特点以及亚稳态涂层材料的分类;第2章阐述了著者在电弧喷涂工艺过程的传热传质等相关基础性科学问题的研究结果,作为理解制备亚稳态涂层材料技术的基础;第3章总结了制备亚稳态涂层材料所用的粉芯丝材的原理性知识,第4至第8章分别阐述了电弧喷涂Fe基、Ni基、Al基非晶纳米晶复合涂层,Fe-Al基金属间化合物与非晶纳米晶复合的亚稳态涂层以及高熵复合涂层的研究结果,第9章介绍了亚稳态复合涂层材料的应用及未来发展趋势。
封面
电弧喷涂亚稳态复合涂层技术
内容简介
序
前言
第1章 概述
第2章 电弧喷涂基础理论
第3章 电弧喷涂粉芯丝材
第4章 铁基非晶纳米晶电弧喷涂复合涂层
第5章 镍基非晶纳米晶电弧喷涂复合涂层
第6章 铝基非晶纳米晶电弧喷涂复合涂层
第7章 非晶纳米晶与金属间化合物复合涂层
第8章 高熵合金复合涂层
第9章 亚稳态复合涂层技术的应用和展望
彩图
封底
纳米陶瓷的制备工艺主要包括纳米粉体的制备、成型和烧结。世界上对纳米陶瓷粉体的制备方法多种多样,但应用较广且方法较成熟的主要有气相合成和凝聚相合成2种,再加上一些其它方法。
气相合成:主要有气相高温裂解法、喷雾转化法和化学气相合成法,这些方法较具实用性。化学气相合成法可以认为是惰性气体凝聚法的一种变型,它既可制备纳米非氧化物粉体,也可制备纳米氧化物粉体。这种合成法增强了低温下的可烧结性,并且有相对高的纯净性和高的表面及晶粒边界纯度。原料的坩埚中经加热直接蒸发成气态,以产生悬浮微粒和或烟雾状原子团。原子团的平均粒径可通过改变蒸发速率以及蒸发室内的惰性气体的压强来控制,粒径可小至3~4nm,是制备纳米陶瓷最有希望的途径之一。
凝聚相合成(溶胶一凝胶法):是指在水溶液中加入有机配体与金属离子形成配合物,通过控制PH值、反应温度等条件让其水解、聚合,经溶胶→凝胶而形成一种空间骨架结构,再脱水焙烧得到目的产物的一种方法。此法在制备复合氧化物纳米陶瓷材料时具有很大的优越性。凝聚相合成已被用于生产小于10nm的SiO2、Al2O3和TiO2纳米团。
从纳米粉体制成块状纳米陶瓷材料,就是通过某种工艺过程,除去孔隙,以形成致密的块状纳米陶瓷材料,而在致密化的过程中,又保持了纳米晶的特性。方法有:
(1)沉降法:如在固体衬底上沉降。
(2)原位凝固法:在反应室内设置一个充液氮的冷却管,纳米团冷凝于外管壁,然后用刮板刮下,直接经漏斗送入压缩器,压缩成一定形状的块状纳米陶瓷材料。
(3)烧结或热压法:烧结温度提高,增加了物质扩散率,也就增加了孔隙消除的速率,但在烧结温度下,纳米颗粒以较快的速率粗化,制成块状纳米陶瓷材料。