云海涛
,
梁波
,
季珩
,
郑学斌
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.5.010
以粒度为50 ～ 70μm的铜包石墨(Graphite-65％ Cu质量分数,下同)复合粉体为原料,采用大气等离子喷涂设备在316不锈钢基体上制备了铜-石墨复合涂层.运用场发射、能谱、X射线衍射等手段对涂层显微结构进行了表征,并利用UMT球-盘式摩擦磨损试验机探讨了室温大气环境下铜-石墨复合涂层的摩擦学性能.结果表明,Graphite-65％ Cu复合涂层结构致密,与不锈钢基材结合牢固；石墨在涂层中分布均匀；物相组成主要为C,Cu和Cu2O三相；摩擦副间石墨转移膜的形成是涂层低摩擦系数的主要原因.不同载荷和速率条件下所得涂层摩擦系数在0.03～0.15间.粘着磨损是主要磨损机制.
关键词:
等离子喷涂
,
铜-石墨
,
复合涂层
,
干摩擦
郑学斌
,
季珩
,
黄静琪
,
丁传贤
,
朱梓圆
,
张富强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00764
以磷酸锆载银抗菌剂作为添加剂, 制备真空等离子喷涂抗菌羟基磷灰石(HA)涂层, 并对涂层的形貌、组成、结合强度以及抗菌性能进行研究. 结果表明, 添加抗菌剂的HA涂层形貌没有发生明显改变. 当添加剂含量较大时(10wt%), 涂层中出现少量反应产物CaZr(PO4)2与Na6CaP2O9. 掺入抗菌剂之后涂层的结合强度呈上升趋势, 而且随着抗菌剂百分比的增加, 涂层结合强度随之增大. 含抗菌剂5wt%以上的HA涂层对牙龈单胞卟啉菌(Pg)、具核梭杆菌(Fn)及伴放线杆菌(Aa)具有明显的抗菌作用, 抗菌力大小依次为Pg>Fn>Aa.
关键词:
真空等离子喷涂
,
HA coating
,
antibacterial
,
silver-zirconium phosphate antimicrobial
郭瑞
,
梁波
,
赵晓兵
,
杨英春
,
季珩
,
郑学斌
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.5.007
采用大气等离子喷涂技术在铜基体上沉积了Al2O3涂层.采用XRD和SEM对涂层微观结构进行了表征.通过探讨孔隙率和吸潮行为对绝缘性能的影响,分析了等离子喷涂Al2O3涂层结构与电绝缘失效机理的关系.结果表明:等离子喷涂Al2O3涂层较致密,界面结合较好.随涂层厚度不同其孔隙率在5％～7％范围变化.等离子喷涂Al2O3涂层结构中的孔洞是电绝缘失效的主要部位且呈典型电晕击穿形貌.电晕击穿诱发的裂纹沿击穿方向扩展形成击穿隧道.击穿方向与电极极性无关而由击穿孔洞位置决定.涂层厚度与涂层击穿强度呈现倒数关系.吸潮会诱发导电通路形成降低Al2O3涂层抗击穿能力.
关键词:
等离子喷涂
,
Al2O3涂层
,
电击穿
郑学斌
,
季珩
,
黄静琪
,
曾毅
,
丁传贤
无机材料学报
采用真空等离子喷涂技术,在不锈钢基体上制备碳化硼(B4C)涂层,并对涂层的组成、结构、沉积效率、结合强度以及抗激光辐照性能进行了表征.结果显示,真空等离子喷涂B4C涂层中没有出现明显的B2O3相,表明真空等离子喷涂可有效避免B4C氧化现象.采用较细的粉末制备的B4C涂层较为致密.较高的喷涂功率和较大的氢气流量,有助于改善粉末的熔化程度,从而提高涂层的沉积效率和结合强度.在适宜的工艺参数下,涂层的沉积效率与结合强度可分别达72%与49MPa.激光辐照试验表明,在不锈钢表面沉积B4C涂层,可以明显改善其抗激光辐照性能.
关键词:
碳化硼涂层
,
vacuum plasma spray
,
laser ablation
梁莹
,
谢有桃
,
季珩
,
黄利平
,
郑学斌
复合材料学报
以CaO稳定的ZrO2为原料,与适量SiO2在1400℃下反应.制得CazSiO4不同含量(质量分数:20%、40%、60%)的ZrO2改性CaO-SiO2复合粉体,并采用大气等离子体喷涂技术制备涂层.利用X射线衍射(XRD)、电子探针(ETMA)及能量色散谱(EDS)对涂层相组成和形貌进行表征.涂层的体外生物活性和稳定性以模拟体液(SBF)和Tris-HCl缓冲溶液浸泡实验进行评价.结果表明:ZrO2改性CaO-SiO2基复合涂层在SBF中浸泡后,表面形成磷灰石能力与Ca2SiO4含量有关,Ca2SiO4含量低于40%的涂层表面难以形成磷灰石;改性涂层在Tris-HCl缓冲溶液中的降解率远小于纯Ca2SiO4涂层,其降解率随Ca2SiO4含量增加而增加.通过优化涂层各组分含量,可望获得生物活性好而又抗生理体液侵蚀的长效稳定涂层.
关键词:
硅酸钙
,
ZrO2
,
改性
,
等离子体喷涂
,
复合涂层
,
生物活性
,
降解性能
郑学斌
,
季珩
,
黄静琪
,
曾毅
,
丁传贤
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.06.038
采用真空等离子喷涂技术,在不锈钢基体上制备碳化硼(B4C)涂层,并对涂层的组成、结构、沉积效率、结合强度以及抗激光辐照性能进行了表征.结果显示,真空等离子喷涂B4C涂层中没有出现明显的B2O3相,表明真空等离子喷涂可有效避免B4C氧化现象.采用较细的粉末制备的B4C涂层较为致密.较高的喷涂功率和较大的氢气流量,有助于改善粉末的熔化程度,从而提高涂层的沉积效率和结合强度.在适宜的工艺参数下,涂层的沉积效率与结合强度可分别达72%与49MPa.激光辐照试验表明,在不锈钢表面沉积B4C涂层,可以明显改善其抗激光辐照性能.
关键词:
碳化硼涂层
,
真空等离子喷涂
,
激光辐照
郑学斌
,
季珩
,
黄静琪
,
丁传贤
,
朱梓圆
,
张富强
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.03.041
以磷酸锆载银抗菌剂作为添加剂,制备真空等离子喷涂抗菌羟基磷灰石(HA)涂层,并对涂层的形貌、组成、结合强度以及抗菌性能进行研究.结果表明,添加抗菌剂的HA涂层形貌没有发生明显改变.当添加剂含量较大时(10wt%),涂层中出现少量反应产物CaZr(PO4)2与Na6CaP2O9.掺入抗菌剂之后涂层的结合强度呈上升趋势,而且随着抗菌剂百分比的增加,涂层结合强度随之增大.含抗菌剂5wt%以上的HA涂层对牙龈单胞卟啉菌(Pg)、具核梭杆菌(Fn)及伴放线杆菌(Aa)具有明显的抗菌作用,抗菌力大小依次为Pg＞Fn＞Aa.
关键词:
真空等离子喷涂
,
HA涂层
,
抗菌
,
磷酸锆载银抗菌剂
易德亮
,
吴成铁
,
马旭兵
,
季珩
,
郑学斌
,
常江
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13230
大气喷涂法制备的镁黄长石涂层是一种具有优良生物活性的新型骨科移植体涂层材料,但其结晶度较低,影响涂层的化学稳定性.本研究采用真空等离子喷涂法在钛合金表面制备了高结晶度的镁黄长石涂层.与大气喷涂镁黄长石涂层相比,真空喷涂镁黄长石涂层具有更高的磷灰石矿化能力,在SBF中浸泡6d后表面即沉积了一层类骨磷灰石层,浸泡14 d后表面沉积的磷灰石层的厚度约为大气涂层的4倍.真空喷涂镁黄长石涂层的离子释放明显低于大气涂层,显示出更高的化学稳定性.骨髓间充质干细胞在真空和大气喷涂镁黄长石涂层表面粘附和铺展良好,在两种涂层表面的增殖速度均明显高于HA涂层.本研究表明真空等离子喷涂的镁黄长石陶瓷涂层因其显著提高的生物活性及化学稳定性,可能更适合用作人工关节涂层材料.
关键词:
镁黄长石涂层
,
真空等离子喷涂
,
模拟体液
,
骨髓间充质干细胞
郑华林
,
张伟
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.07.024
目的：磨削产生的残余应力对工件表面特性有重要影响，超声振动珩磨使磨粒具有极大的加速度而改变了材料去除机理，研究超声振动对工件表面残余应力的影响及产生机理。方法分析残余应力形成有限元理论，建立基于热弹塑性有限元法的超声振动单颗CBN磨粒切削40 CrNiMoA热力耦合有限元模型，并设置两次切削、卸载、约束转换及冷却等分析步。通过数值模拟得到不同振动参数下表面残余应力的分布情况，并对模拟结果进行分析。结果有限元计算得到的各分析阶段应力分布存在差别，超声振动参数设置达到仿真要求；对磨粒施加超声振动后珩磨力下降约26%，珩磨热降低约17%，切向残余压应力有所减小，垂直珩磨速度方向拉应力减小并向压应力转变。结论超声振动使珩磨力和珩磨热有一定程度降低从而改变了残余应力的分布及数值；振动频率在20 kHz波动时对残余应力的影响不大；磨削速度减小，切向残余压应力增大，垂直磨削方向残余拉应力减小；振幅增大时，切向残余压应力减小，垂直方向残余应力增大。
关键词:
超声振动
,
珩磨
,
热力耦合
,
珩磨力
,
珩磨热
,
残余应力
陈世彬
,
杨胜强
,
李文辉
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.035
目的：目前对内孔的珩磨加工，一种珩磨头只能加工一种口径的内孔，加工尺寸单一，适应性差。为了提高珩磨头的通用性，适应小批量、多规格珩磨加工，介绍一种尺寸可调的珩磨头。方法对珩磨头尺寸调节原理进行了介绍，并分析了珩磨时工件所受的珩磨力以及珩磨头的运动情况。用SolidWorks建立了装置的三维模型，并加工出了适应孔径为95~125 mm的珩磨头实物样机。通过对内径为φ98 mm和φ106 mm的不锈钢钢管进行加工实验，加工6 min后，获取了表面粗糙度Ra变化曲线和加工后的表面形貌。结果加工后φ98 mm管的表面粗糙度Ra值由2.174μm降低到0.869μm，φ106 mm管的表面粗糙度由1.582μm降低到0.758μm。加工后的工件表面变得光滑、明亮，表面形貌得到明显改善。结论珩磨头结构简单易于实现，在普通机床上即可使用，通过实验验证了装置的可行性。
关键词:
光整加工
,
珩磨头
,
可调
,
珩磨力
,
运动分析
,
试验研究
