大气等离子喷涂法、离心燃烧合成法制备防氚涂层
发布时间：2020-07-14 19:25
【摘要】：在聚变堆研究领域里面,包层结构中的防氚涂层一直是聚变堆材料研究的关键技术之一。本文介绍了当前的几种防氘涂层以及制备技术。涂层种类包括氧化物、铝化物、硅化物、钛化物涂层,制备技术如化学密实化涂层技术(CDC)、磁控溅射(MS)、空心阴极离子镀(HCD)、射频溅射法(RFS)、化学气相沉积(CVD)、热浸镀铝(HDA)、离子注入和真空等离子体喷涂(VPS)等。本文主要研究成果如下：(1)利用大气等离子喷涂法制备的A1203复合涂层相成分为稳态α-Al2O3和亚稳态γ-Al203,形貌为层片状组织,含有缺陷如孔洞、微裂纹和未熔融粉末颗粒。(2) 5719工厂喷涂的Al203涂层孔隙最少,硬度最高；625所制备的Al2O3+50wt%SiC涂层孔隙最多,硬度最低,但因存在锚接效应使得结合强度反而增高；Al+50wt%SiC涂层和A1203涂层孔隙数目相对居中,其中后者硬度居中,结合强度较前者稍低。(3)就不同钢基体而言,用大气等离子喷涂法在316L基体上制备的Al203复合涂层孔隙率最低,硬度最高；CNS-Ⅰ、 CNS-Ⅱ、45钢以及Al-6XN基体上喷涂的涂层孔隙率要高,硬度稍低。CNS-Ⅰ、CNS-Ⅱ钢与涂层的结合强度最高,45钢次之,316L和Al-6XN最低。(4)热处理对大气等离子喷涂Al203复合涂层有扩散作用,热处理后涂层结合强度整体提高,其中Al+50wt.%SiC涂层结合强度超过了Al2O3+50wt.%SiC涂层,316L基体上制备涂层的结合强度较未热处理时显著提高。(5) Al+Fe2O3+SiO2体系用离心-燃烧合成法来制备陶瓷内衬复合管,5种陶瓷内衬复合管的相成分以a-Al203为主,还存在少量的F e+2Al2 O4铁铝尖晶石相,添加剂Si02并未改变涂层的主要成分。(6)陶瓷内衬复合管的陶瓷层和钢管之间由一层铁过渡层紧密结合,陶瓷层上分布着弥散的铁、铝颗粒以及微小孔洞。腐蚀后的形貌由α-Al2O3枝晶和位于枝晶之间的Fe+2Al2O4金属氧化物组成。(7)管径和Si02添加剂的量都会对性能有影响。管径增大,显微硬度增大,压溃强度增大,压剪强度减小,孔隙率降低,密度增大,抗热震次数减少。随着SiO2增加到8%,孔隙率增大,压溃强度减小但压剪强度增加,密度、显微硬度和热震性均变化不大。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL627
【图文】：
逦第７页逡逑性气体通过压缩电弧而形成的，又叫高温等离子体。如图１．２所示，等离子喷涂原理是逡逑将欲制备涂层材料的粉末送入高温等离子弧中，高温下粉末烙化，快速将烙化的粉末逡逑喷到基体上形成所需涂层。逡逑冷却水－逡逑正小－Ｉ逦＾逡逑＆逦（钢）Ｉ逦待加工材料一逡逑（备＂１逦热喷徐覆盖膜一逡逑隔热体逡逑Ｖ邋Ｉ邋＇－Ｉ．ＩＩ．，．ｄｉｊｄｒ－’，；＇：＇；－＊邋叫］逡逑冷却水ＩＬｉｑ逦ｉ等离子喷ｉｔ逦§逡逑辟矿—ｔ粉姦逦Ｉ逡逑图１．２等离子喷涂原理图ｔ４４］逡逑等离子喷涂过程如图１．３所示，粉末颗粒通过送粉气体输送，进到等离子体或者等逡逑离子射流中，在高温下快速烙化，冲击作用将其铺展于基体上并凝固，凝固了的层片逡逑再相互堆叠成涂层。由粉末速度得出，粉末在等离子体内的停留时间为０．１至几个毫秒。逡逑而对图１．３脚所示涂层而言，粉末颗粒在等离子体内的停留时间界限却很宽，随着基体逡逑尺寸从几个厘米到几十米停留时间为几个微秒至几小时。逡逑相较于其余的热喷涂方法，等离子喷涂法具有下优点［４５’４６］：逡逑（１）
ｉ其它巧巧等巧子巧涂逡逑反皮等冉子V囧义贤迹保吹壤胱优缤考际趵嘈湾义希保蠢胄模忌蘸铣杉际醺攀龊头⒄瓜肿村义希保矗比忌蘸铣稍怼⑻氐愫头⒄瓜肿村义希保矗保比忌蘸铣稍砗吞氐沐义献月痈呶潞铣汕桑澹欤妫穑颍铮穑幔纾幔簦椋睿珏澹龋椋纾瑁簦澹恚穑澹颍幔簦酰颍邋澹樱睿簦瑁澹螅椋螅虺棋澹樱龋樱┮步凶鋈煎义仙蘸铣桑且恢治藁Х从Α５碧逑稻植炕竦美醋酝獠康哪芰浚锏椒从α俳缣跫义匣Х从Ρ憧肌７从Ρ旧砟芄皇头懦龃罅磕芰浚⒘诮姆从ξ锟剂从Αｅ义嫌谑翘逑挡辉傩枰獠磕芰浚鲆揽孔陨砟芰勘憧墒狗从Τ中小７从Γ椎慊鸬阄义现幸玻兹忌詹ǖ男问较蛑芪樱敝琳鎏逑低瓿煞从Ω眉际跻话悖追厶寤蝈义瞎探崽逦希怪瞥煽樽础Ｔ诳樘逡欢蔚慊穑从τ纱丝悸樱钪照隹樘逋赍义铣煞从ν迹保滴忌蘸铣煞从Φ氖疽馔肌ｅ义希樱龋幼畲蟮挠诺惚闶墙谠寄茉础８梅从鲈诜从际毙枰桓鲆⒛芰浚箦义戏从ψ苑⒔
本文编号：2755385
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL627
【图文】：
逦第７页逡逑性气体通过压缩电弧而形成的，又叫高温等离子体。如图１．２所示，等离子喷涂原理是逡逑将欲制备涂层材料的粉末送入高温等离子弧中，高温下粉末烙化，快速将烙化的粉末逡逑喷到基体上形成所需涂层。逡逑冷却水－逡逑正小－Ｉ逦＾逡逑＆逦（钢）Ｉ逦待加工材料一逡逑（备＂１逦热喷徐覆盖膜一逡逑隔热体逡逑Ｖ邋Ｉ邋＇－Ｉ．ＩＩ．，．ｄｉｊｄｒ－’，；＇：＇；－＊邋叫］逡逑冷却水ＩＬｉｑ逦ｉ等离子喷ｉｔ逦§逡逑辟矿—ｔ粉姦逦Ｉ逡逑图１．２等离子喷涂原理图ｔ４４］逡逑等离子喷涂过程如图１．３所示，粉末颗粒通过送粉气体输送，进到等离子体或者等逡逑离子射流中，在高温下快速烙化，冲击作用将其铺展于基体上并凝固，凝固了的层片逡逑再相互堆叠成涂层。由粉末速度得出，粉末在等离子体内的停留时间为０．１至几个毫秒。逡逑而对图１．３脚所示涂层而言，粉末颗粒在等离子体内的停留时间界限却很宽，随着基体逡逑尺寸从几个厘米到几十米停留时间为几个微秒至几小时。逡逑相较于其余的热喷涂方法，等离子喷涂法具有下优点［４５’４６］：逡逑（１）
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