亚洲高清,鲁鲁鲁爽爽爽在线视频观看,亚洲午夜久久久久久噜噜噜,欧洲熟妇色xxxx欧美老妇多毛

咨詢熱線:13817681217

搜索 

20年專業(yè)品質一流創(chuàng)新企業(yè)全系列產品服務100萬用戶

     

鴻罡首頁>資訊中心>行業(yè)新聞>2014>發(fā)展熱噴涂技術需基礎研究與工程應用并行

發(fā)展熱噴涂技術需基礎研究與工程應用并行

2019/5/30 15:46:45    作者:鴻罡

李長久,西安交通大學材料科學與工程學院教授,博士生導師,金屬材料強度國家重點實驗室副主任,全國模范教師,“騰飛計劃”特聘教授,教育部跨世紀人才,國家杰出青年基金獲得者,教育部長江學者創(chuàng)新團隊。2017年10月10日美國金屬學會(ASM International)正式公布了2017年新增會士(Fellow),本年度共選出18名會士,也是繼2005年陳國良院士獲得會士之后 ,中國大陸科學家間隔十二年后第二次入選。

李長久教授主要從事熱噴涂、冷噴涂技術的基礎理論研究,功能涂層、高性能耐磨陶瓷涂層、納米結構涂層技術的開發(fā),熱噴涂纖維增強復合材料制造技術研究,固體氧化物燃料電池、染料敏化太陽電池制造技術研究工作。至2017年已在國際學術期刊上發(fā)表論文270余篇,在國內期刊發(fā)表論文70余篇,在國際會議論文集發(fā)表論文190多篇;其中:250多篇論文被SCI收錄,SCI引用超過5300多篇次,其中SCI他引超過4100篇次,取得國家發(fā)明專利20多項。研究成果曾分別獲得陜西省科學技術一等獎、教育部提名國家自然科學二等獎、2008年度國家自然科學二等獎(熱噴涂涂層形成機制、結構與性能表征的應用理論研究)各1項。

李長久教授擔任了2007年與2016年國際熱噴涂會議組委會主席、2009與2015亞洲熱噴涂會議主席;現任熱噴涂領域的SCI收錄國際刊物Journal Thermal Spray Technology副編輯(Associate Editor) 。通過結合學科前沿持續(xù)不斷的深入研究,在涂層顯微結構與性能表征方法、涂層形成機制相關的熱噴涂粒子與基體碰撞行為方面,迄今取得了以下具有特色的研究成果。

1、提出并確立了示蹤法顯化與定量表征等離子噴涂層層狀結構的方法,引入定量表征參量揭示了等離子噴涂涂層結構變化規(guī)律;闡明了傳統等離子噴涂層的層間結合最大約為32%的特征,揭示了粒子扁平化過程中界面溫度是結合產生的控制因素,發(fā)現了大幅度提高界面結合率、調控涂層結構的方法;

2、建立了涂層彈性模量、沖蝕速率、斷裂韌性等性能與結構參量的理論關系,構筑了涂層結構與性能關系的框架,為揭示決定涂層性能的結構參量提供了理論依據。

3、闡明了等離子噴涂中扁平粒子形態(tài)的變化規(guī)律,提出了產生飛濺的機制模型:“表面可蒸發(fā)吸附物蒸發(fā)誘致飛濺模型”與“表面熔化誘致飛濺模型”,結合高速粒子碰撞產生的液體波動效應,揭示了控制粒子飛濺的本質因素。

4、揭示了超音速火焰噴涂硬質合金中噴涂粒子液固兩相狀態(tài)對涂層沉積特性的本質影響,提出了液固兩相粒子沉積機制模型,闡明了固態(tài)顆粒特性對粒子沉積特性、涂層結構與性能的影響規(guī)律。發(fā)現了半熔金屬粒子可顯著提高HVOF噴涂層結合強度的現象,闡明了粒子狀態(tài)對涂層結合強度的影響規(guī)律,揭示了液固兩相粒子狀態(tài)為HVOF獲得高結合強度的必要條件。

5、提出了綜合考慮粒子分布與碰撞角度的冷噴涂粒子沉積模型與臨界速度的測量方法,發(fā)現了合金粒子臨界沉積速度受其表面氧化狀態(tài)顯著影響的規(guī)律;揭示了冷噴涂涂層中合金粒子界面呈現微納米晶亞穩(wěn)結構特征,提出了基于亞穩(wěn)結構活性實現原位制備與強化、控制涂層結構與性能的思路。

6、至2017年,已獲得2004年度陜西省科學技術獎一等獎一項,2004年度教育部提名國家自然科學獎二等獎一項,2008年獲國家自然科學二等獎一項,獲得授權發(fā)明專利20多項  。


您一直從事熱噴涂涂層沉積機制、涂層結構與性能表征及涂層應用相關的研究工作。您覺得與國外相比,國內熱噴涂基礎研究的現狀如何?一般認為國內基礎研究較為薄弱,您在熱噴涂基礎研究方面做了大量的工作,從熱噴涂技術來看,基礎研究還有哪些內容需要攻克?


李教授:熱噴涂技術的特點是:涂層材料廣泛、沉積速度快、靈活性高、易于自動化加工、適應性強,因此,已經獲得廣泛應用。有數據統計表明,國外一臺先進的航空發(fā)動機需要熱噴涂的零部件超過 5000 個,熱障涂層已經成為高性能航空發(fā)動機制造的關鍵技術之一;另外,據國外關于高性能陶瓷涂層應用的統計報告,熱噴涂陶瓷涂層在北美的高性能陶瓷制備市場中占了三分之二,這與國內有報道稱熱噴涂所產生的產值約為表面技術所有產值的三分之一基本一致,表明熱噴涂技術已成為重要表面工程技術之一。由于熱噴涂相關的基礎研究在提升熱噴涂技術應用水平、拓展熱噴涂應用領域中起著重要的作用,迄今國內外都受到廣泛的重視。以論文發(fā)表來看的話,熱噴涂領域的論文總數每年以約 5% 的速度增加。盡管一般認為國內基礎研究較為薄弱,而如果同樣僅以論文發(fā)表數量來評價,中國的熱噴涂基礎研究與其他行業(yè)類似,已經成為“熱噴涂研究大國”。因為根據新加坡南洋理工大學 Khor教授對近 10 年內全球熱噴涂發(fā)表論文情況統  計(JTST, 2015, V.24, 1346-54),在 2004~2015 的 10 年間中國學者發(fā)表的熱噴涂論文超過 1995~2004 年的 5 倍,達到 3485 篇,遠高于美國的1943、德國的 1169、日本的 1141 篇與法國的 964 篇,我國的相關研究主要集中在與應用相關的制備工藝、涂層組織與性能之間的關系方面,由于我們在涂層結構表征與控制、涂層沉積規(guī)律等基礎研究方面也取得了具有重要參考價值的成果,因此,近年來國際上對我國相關的熱噴涂研究很關注。

熱噴涂基礎研究主要涉及 3 個方面:粉末顆粒(含液態(tài)原料)與熱源的動量傳遞與能量傳遞規(guī)律,噴涂粒子在碰撞基體時與基體的作用規(guī)律及由此所決定的涂層組織結構形成規(guī)律,涂層組織結構與性能及服役效能之間關系。合理理解粉末顆粒與熱源作用所涉及的能量傳遞的粒子加熱規(guī)律、動量傳遞的粒子加速規(guī)律、質量傳遞的粒子蒸發(fā)及其與氛圍的化學反應規(guī)律、相關關鍵影響因素及其影響規(guī)律,是實現涂層沉積基本單元體即噴涂粒子的狀態(tài)靈活控制的基礎,也是深入揭示碰撞沉積機制、結合形成機制的基礎。首先,迄今受測量條件的限制,國內在粒子加熱與加速規(guī)律的定量研究與積累較少,近年來,隨著研究條件的改善,許多單位配置了粒子速度與溫度以及其他相關的測量系統,因此,針對不同的噴涂系統,特別是不同類別的最先進的商業(yè)化噴涂系統,系統研究粉末的加熱與加速規(guī)律、材料物理化學演變規(guī)律,將為涂層成分與結構控制提供依據。其次,針對快速發(fā)展的新興熱噴涂方法,如液料熱噴涂、等離子噴涂物理氣相沉積(PS-PVD)、冷噴涂,通過解決分別涉及的亞微米顆粒參量的測量、粒子氣化程度的表征、冷粒子溫度的測量等基本問題, 將為我們在這些前沿領域系統研究沉積單元狀態(tài)的控制方法與沉積規(guī)律與機制、組織結構形成的關鍵控制因素并取得重要成果提供條件。

不同狀態(tài)沉積單元與基體碰撞作用過程規(guī)律的揭示是理解涂層與基體結合機制及規(guī)律、控制涂層組織結構的基礎。對于陶瓷涂層,經過多年長期的研究積累,我們已經取得了突破性進展,研究闡明了陶瓷粒子間結合形成規(guī)律與機制,提出了通過引入沉積溫度進行控制的方法,為實現根據服役需求的涂層結構智能化設計與可控制備提供了依據。迄今研究進展表明,針對不同方法,除了噴涂參數及由其決定的沉積單元參量之外,特別需要關注并研究沉積溫度對涂層結構與性能的影響規(guī)律。

涂層與基體之間具有充分的結合強度是確保涂層性能得以發(fā)揮的基本條件,盡管已有大量的研究工作,但還需要結合新方法及其沉積機制深入開展影響結合機理的關鍵因素及其影響規(guī)律的系統研究,以為確保涂層與基體的結合提供依據。

國外熱噴涂技術在航空航天與地面重型燃機應用中所占產值在整個熱噴涂領域超過 60%,而我國由于航空發(fā)動機與地面燃機制造技術處于待開發(fā)狀態(tài),因此,迄今的研究成果無論水平高低,都無法得到驗證。航空發(fā)動機專項的實施將為我國熱噴涂技術在該領域的應用提供契機。

為充分發(fā)揮熱噴涂技術在發(fā)動機制造中的潛力,基于我們的研究積累并結合國外的發(fā)展動態(tài),認為需要攻克的基礎問題包括:面向航機需求的多孔熱噴涂陶瓷涂層結構與性能控制制備規(guī)律、陶瓷涂層組織結構高溫演變規(guī)律、TGO 控制方法及高溫合金粘結層制備方法的影響規(guī)律、基于高溫服役效應特征的涂層設計與壽命評價方法、孔隙率大于 50% 的多孔陶瓷高溫封嚴涂層制備方法及其規(guī)律、寬溫域自潤滑金屬基復合涂層的設計與制備規(guī)律。這些問題的解決將為熱噴涂解決航空發(fā)動機制造的關鍵問題提供理論指導。

熱噴涂已成為耐磨涂層制備的重要方法而廣泛應用于各個國民經濟領域,涂層的多孔層狀結構特點使其耐磨服役行為與同類塊體顯著不同,最重要的特點在于載荷的影響。在低應力服役條件下,熱噴涂涂層表現出良好的耐磨損性能,但應力高于某一水平時,由于發(fā)生裂紋沿沉積粒子界面加速擴展而加速磨損,特別是在沖蝕、空蝕、微動、疲勞、磨料磨損條件下,使得涂層材料的潛力僅能發(fā)揮 10%~30%。因此,建立涂層組織結構、性能、服役條件、服役效能之間系統關系的基礎研究,通過建立數據庫以指導耐磨涂層的設計與使用,將是充分發(fā)揮材料潛力、提高熱噴涂涂層服役效能、實現節(jié)約資源與能源的重要途徑。


您對超音速火焰噴涂硬質合金的研究取得了一系列成果,提出了液固兩相粒子沉積機制模型,闡明了固態(tài)顆粒特性對粒子沉積特性、涂層結構與性能的影響規(guī)律。您認為其他噴涂方法近幾年的研究熱點有哪些?


李教授:首先,從方法層面,傳統等離子噴涂在電弧穩(wěn)定性與粉末軌跡控制方面的進展顯著。通過噴槍設計限制電弧陽極斑點的移動范圍,使得電弧穩(wěn)定性及熱功率穩(wěn)定性得到了大幅度改善,可顯著減少噴涂粒子參數的波動;其次噴槍多電極的設計降低了單個電極上的電弧斑點的電負荷,顯著降低了電極的燒損,也進一步增加了等離子射流的長時運行穩(wěn)定性。軸向送粉等離子系統的應用也為粒子參數的可靠控制提供了方法。作為噴涂方法研究的新熱點有:冷噴涂、PS-PVD、懸浮液熱噴涂 / 先驅體溶液熱噴涂(可統稱為液料熱噴涂)。

冷噴涂的重要特點是將沉積顆粒的加熱狀態(tài)從完全熔化、半熔化態(tài)拓展至固態(tài),因沉積過程中成分不發(fā)生變化的特點,可以通過粉末成分完全控制涂層的成分。經過超過 15 年的基礎研究,提出了綜合考慮粒子分布與碰撞角度的冷噴涂粒子沉積模型與臨界速度的測量方法,發(fā)現了合金粒子臨界沉積速度受其表面氧化狀態(tài)顯著影響的規(guī)律;揭示了冷噴涂涂層中合金粒子界面呈現微納米晶亞穩(wěn)結構特征,提出了基于亞穩(wěn)結構活性實現原位制備與強化、控制不同種涂層結構與性能的思路。針對不同類材料的涂層制備規(guī)律與特點已經取得了大量的數據,最重要的進展可以認為是:通過工藝控制可以沉積強度超過塊體 60% 的涂層(如Cu 涂層)、通過材料設計與工藝控制可制備致密度可達到液體腐蝕介質不滲透而完全實現耐腐蝕保護的涂層制備技術。為此,冷噴涂技術基本已經進入大規(guī)模商業(yè)化應用的初期階段。由于冷噴涂中,涂層高效沉積與結合形成的要求,需要粒度?。ㄐ∮?50μm)與含氧量(表面氧化膜厚度)低的金屬合金粉末,而國內可以生產適合于冷噴涂的低含氧量的不同金屬粉末的制造廠商不多。

PS-PVD 是利用約 200Pa 以下的超低壓等離子射流快速將噴涂粉末加熱至氣化態(tài),再使其高速沉積在基體表面而形成涂層的新方法。通過控制將粒子加熱至熔融、熔融 / 氣態(tài)、完全氣化狀態(tài),可分別實現液滴碰撞沉積(傳統熱噴涂)、氣 / 液共沉積、氣相沉積,不僅可以獲得傳統層狀結構涂層、致密結構涂層,更重要的是可以獲得與 EB-PVD 類似的具有高熱循環(huán)應變緩和能力的柱狀結構陶瓷涂層,有望替代高成本 EB- PVD 制備高性能 TBC 受到廣泛關注而成為研究熱點。已在涂層組織結構調控方面取得了顯著的進展,但粒子的加熱氣化規(guī)律、沉積規(guī)律等基礎問題尚待闡明。由于即使在 150kW 的功率下,可完全氣化的顆粒尺寸小于 1μm,因此可有效應用于 PS-PVD的粉末非常有限,亞微米粉末粒子的送進技術有待突破。

液料熱噴涂根據液料分為懸浮液與先驅體溶液兩類,結合所使用的熱源分別進行命名,如懸浮液(或先驅體溶液)等離子噴涂、先驅體溶液(或懸浮液)HVOF 噴涂,在 20 世紀 90 年代由紐約州立大學石溪分校Herman 教授提出。初期主要以納米結構粉末或涂層制備為目標進行研究,重要特點在于通過采用液料將噴涂粒子的尺寸,即沉積單元的尺寸從傳統的約 5μm 以上降低至亞微米及納米尺度范圍,大幅度拓展了涂層組織結構調控范圍。近年來的研究表明,在大氣氣氛下可制備具有柱狀結構的陶瓷涂層,作為 TBC 應用具有較大潛力,且因在大氣氣氛中噴涂制備,具有低成本的特點,因而成為熱點研究方向之一。

根據涂層的功能,關于熱障涂層、生物涂層、腐蝕防護涂層的研究等依然是熱點。其次,與能源、環(huán)境相關的納米結構涂層與功能涂層的研究也受到關注。

腐蝕防護作為熱噴涂技術的重要應用領域,因涂層中不可避免存在的孔隙,發(fā)展合適的不同類別的封孔劑的同時,發(fā)展基于環(huán)境效應的智能防腐涂層與超疏水特征的多功能腐蝕防護材料與技術也成為受到關注的方向。


熱噴涂技術在國內應用較為成熟,與國外的研究相比還有哪些不足?未來的發(fā)展方向如何?


李教授:熱噴涂技術確實在國內已經獲得了廣泛應用,并取得了良好的效果。與國外相比,大部分應用單位主要在國外已有應用經驗的基礎上才開發(fā)利用,開拓創(chuàng)新性的應用意識尚不太強,使得引領性的應用成果有限,此外缺乏工藝優(yōu)化與工藝嚴格控制的意識。因此,在倡導通過研發(fā)投入進行開拓創(chuàng)新性的應用技術開發(fā)的同時,作為高技術領域應用的需要以及涂層不可修復的特點,發(fā)展自動化噴涂技術的應用以確保涂層工藝的一致性、涂層質量的一致性也將是一個重要方面。其次,設備制造技術尚未得到用戶的完全認可,重要噴涂材料依然需要依賴進口。

針對未來的發(fā)展方向,除了圍繞上述新型熱噴涂方法開展涂層技術開發(fā)與相應的配套材料開發(fā)外,完全致密的涂層沉積技術與具有環(huán)境自適應強化特性的高性能涂層技術的開發(fā)將是重要的方向。作為保護涂層,結合航空發(fā)動機專項的實施,需研發(fā)相關的不僅適用于發(fā)動機制造的涂層技術,而且也適用于其他領域的熱噴涂技術,如 TBC 涂層技術、適用于不同溫域的自潤滑涂層與可磨耗封嚴涂層技術、超疏水多功能涂層技術、可完全發(fā)揮涂層材料潛力的粒子間結合良好的致密涂層技術等。另外,基于涂層組織結構特點的熱噴涂新概念應用產品的開發(fā)也將是拓展熱噴涂應用的發(fā)展方向,如在電磁爐與長效不沾鍋、長效高摩擦表面的制造等。隨著熱噴涂致密涂層技術的發(fā)展,基于熱噴涂的增材制造與再制造也將進一步成為重要的發(fā)展方向,除制造結構產品外,面向能源器件制造的熱噴涂技術,如固體氧化物燃料電池、太陽電池、熱電器件制造等又是一重要發(fā)展方向。

信息來源:航空制造技術

+聯系我們

咨詢熱線:
021-61395047
手機/微信: 13817681217
固話: +86 21 61395047
傳真: +86 21 61395049
郵箱: jim@wisdomsino.com
地址: 上海市真南路1288號
郵編: 200331
上海鴻罡表面材料科技有限公司    版權所有信息    備案號:滬ICP備18032024號-1
固話:021-61395047    郵箱:jim@wisdomsino.com
地址:上海市真南路1288號
国产欧美日韩一区二区三区| 又嫩又硬又黄又爽的视频| 免费a级毛片无码免费视频app | 亚洲午夜成人精品无码app| 俺来也俺去啦最新在线| 公与淑婷厨房猛烈进出视频韩国| 婷婷综合久久中文字幕蜜桃三电影 | 国产精品亚洲一区二区在线观看| 在线看片无码永久免费aⅴ| 五月丁香综合缴情六月小说| 久久99国产综合精品| 日韩大片高清播放器大全| 免费a级毛片无码免费视频app| 蜜臀性色av免费| 国产精品99久久精品爆乳| 国产精品久久久久久影视| 熟妇女人妻丰满少妇中文字幕 | 香蕉在线 亚洲 欧美 专区| www国产精品内射| 国产强伦姧在线观看| 亚洲av一本岛在线播放| 精品人妻无码专区在中文字幕| 久久免费看黄a级毛片| 亚洲 小说区 图片区 都市| 亚洲av无码国产精品麻豆天美| 最新版天堂资源中文官网| 欧美日韩中文国产一区发布| 亚洲深深色噜噜狠狠网站| 电影内射视频免费观看| 99热精品久久只有精品| 亚洲精品国产高清在线观看 | 精品久久久久久中文字幕| 成年女人永久免费看片| 欧美肥老太牲交大战| 人妻丰满熟妇av无码区| 男女作爱在线播放免费网站| 丰满人妻在公车被猛烈进入电影| 久99久无码精品视频免费播放| 亚洲国产美女精品久久久| 无套中出丰满人妻无码| 嫖妓大龄熟妇正在播放|