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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]。
《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》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。
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。
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]。
《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》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。
《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。
