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目的：制备等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3高温固体润滑耐磨涂层,并研究该涂层的摩擦性能和磨损机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合粉体,用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层。用SEM和XRD等手段分析粉体和涂层的显微结构和物相组成,研究涂层从室温到800℃的摩擦磨损性能,探讨NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层在室温和高温下的磨损机理。结果 Al2 O3颗粒表面均匀包覆着一层致密的NiCoCrAlY合金,包覆层厚度大约为3~5μm；等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层呈典型的层状结构,涂层各层间结合良好,涂层中孔隙率约为2.84%,主晶相为NiCrAl合金相和Al2 O3相。涂层的摩擦系数随温度的升高逐渐降低,在室温下约为0.64,800℃时在0.4以下。高温下,金属氧化物的形成是摩擦系数降低的主要原因。涂层的磨损率随温度的升高先升高后降低。涂层在低温下为脆性断裂和磨粒磨损,高温下为氧化磨损、磨粒磨损、塑性变形和金属氧化物的转移。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层是一种性能优良的高温固体润滑耐磨涂层。

关键词: NiCoCrAlY/Al2 O3 , 复合涂层 , 等离子喷涂 , 摩擦性能

锂辉石与绿柱石浮选分离的试验研究

王毓华 , 于福顺 , 陈兴华 , 黄传兵 , 胡业民 , 兰叶

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2005.03.015

通过单矿物浮选试验考察了无机调整剂Na2S和六偏磷酸钠, 有机小分子抑制剂柠檬酸、草酸、乳酸、酒石酸和EDTA二钠对受Fe3+活化的锂辉石、绿柱石两种矿物浮选行为的影响. 结果表明, 柠檬酸和乳酸对锂辉石与绿柱石的抑制作用具有一定的选择性, 但这种选择性并不高; 酒石酸和草酸可强烈抑制这两种矿物, 其抑制作用无任何选择性; 硫化钠、六偏磷酸钠和EDTA二钠对锂辉石和绿柱石都具有较强的选择性抑制作用, 且六偏磷酸钠和EDTA二钠对这两种矿物抑制作用的选择性优于硫化钠. 锂辉石与绿柱石表面ζ-电位测定结果表明, 锂辉石比绿柱石更易与EDTA二钠和Na2S发生吸附.

关键词: 锂辉石 , 绿柱石 , 浮选 , 有机小分子抑制剂

等离子喷涂CoCrAl-B4C涂层的微观结构与性能

黄传兵 , 杜令忠 , 刘伟 , 张伟刚

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.03.001

采用大气等离子喷涂技术制备了CoCrAl-B4C涂层,测试了涂层的硬度、结合强度、热震性能及不同条件下的摩擦系数.结果表明:涂层的平均显微硬度为980HV0.2,平均结合强度为17.5 MPa,经900℃水淬热震循环10次仍然完好；涂层经700℃热处理后,摩擦系数较低且波动小,水蒸气的存在有利于涂层摩擦系数的降低,其主要原因是涂层表面在热处理与摩擦过程中生成了B2O3和H3BO3自润滑相.

关键词: 等离子喷涂 , 碳化硼 , 微观结构 , 力学性能 , 自润滑

等离子喷涂NiCr/Cr3 C2-hBN复合涂层的制备及摩擦性能研究

曹玉霞 , 黄传兵 , 杜令忠 , 张伟刚 , 兰叶

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.06.006

目的：加入hBN作为固体润滑剂,提高NiCr/Cr3 C2复合涂层的摩擦性能。方法采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术制备NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合粉体,再采用等离子喷涂技术制备复合涂层。通过扫描电子显微镜( SEM)、X射线衍射( XRD)和高温摩擦磨损试验等手段研究粉体和涂层的显微结构、物相组成以及室温至800℃的摩擦磨损性能,探讨NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合涂层在室温和400,800℃下的磨损机理。结果等离子喷涂NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合涂层呈典型的层状结构,涂层结合强度可达24 MPa,孔隙率为(8.47±0.5)%。涂层的摩擦系数和磨损率均随着温度的升高而先升高,后逐渐降低,400℃时最高,分别约为0.59和9.2×10-4 mm3/(N·m),800℃时分别降至0.45和4.1×10-4 mm3/( N·m)。高温下,hBN润滑膜和金属氧化物的形成是摩擦系数和磨损率降低的主要原因。室温下涂层的主要磨损机制是脆性断裂；400℃时,涂层的主要磨损机制是脆性断裂、塑形变形和轻微粘着磨损；800℃时,涂层的主要磨损机制是塑性变形、氧化、粘着磨损和涂层转移至对偶件。结论等离子喷涂NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合涂层在室温和高温下的润滑性能较好。

关键词: NiCr/Cr3 C2-hBN , 复合涂层 , 等离子喷涂 , 摩擦性能

三种热喷涂工艺制备NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2涂层的结构与性能

黄传兵 , 杜令忠 , 张伟刚 , 王璐 , 侯广库

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.6.014

采用大气等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂三种热喷涂技术制备了NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2涂层,分析比较了涂层的显微组织、物相组成、孔隙率、硬度、结合强度及其摩擦学性能.结果表明,与大气等离子喷涂相比,超音速火焰喷涂和爆炸喷涂技术制备的涂层具有更高的致密度、硬度和结合强度.采用包覆法制备的粉末进行喷涂,碳化物失碳明显减少,涂层中氧化物含量低.三种NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2热喷涂涂层的摩擦系数都随着温度的升高而减小,爆炸喷涂和超音速火焰喷涂涂层的摩擦系数比等离子喷涂涂层的摩擦系数更低,耐磨性得到提高.高温下BaF2·CaF2润滑膜的形成均可有效降低三种涂层的摩擦系数,从而降低涂层和对磨球Si3N4的磨损率.

关键词: 热喷涂 , NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2 , 微观结构 , 力学性能 , 摩擦磨损

等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3高温固体润滑耐磨涂层的抗氧化性能研究

曹玉霞 , 杜令忠 , 张伟刚 , 兰叶 , 黄传兵

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.04.009

目的：研究等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3高温固体润滑耐磨涂层在850℃时的高温抗氧化性能和抗氧化机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆技术制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合粉体,并采用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层。采用SEM和XRD研究粉体和涂层的显微结构和物相组成,并采用马弗炉研究复合涂层在850℃的恒温氧化动力学曲线,通过研究氧化96 h以后涂层表面的组织形貌,探讨NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层的抗氧化机理。结果 NiCoCrAlY合金层均匀致密地包覆在Al2 O3颗粒的表面,包覆层厚度约为3~5μm。复合粉体的主要组成为Al2 O3相和NiCoCrAlY合金相,没有其他杂质相的存在。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层氧化动力学曲线分为大斜率直线、抛物线和系数几乎为0的抛物线等3个阶段。氧化96 h以后,涂层的氧化质量增量为4.9 mg/cm2左右,表面形成了一层连续的氧化物保护膜,经EDX分析,氧化膜层主要由Al,O,Cr和Ni组成。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层具有良好的高温抗氧化性能,涂层中Ni,Cr,Al的氧化以及硬质相Al2 O3的加入是涂层抗氧化的主要原因。

关键词: NiCoCrAlY/Al2 O3 , 复合涂层 , 等离子喷涂 , 抗氧化

有机絮凝剂HSPA分选一水硬铝石型铝土矿的机理

黄传兵 , 王毓华 , 兰叶

中国有色金属学报

采用沉降试验方法,以碳酸钠为分散剂,有机物HSPA为选择性絮凝剂,对一水硬铝石、高岭石、伊利石和叶蜡石单矿物,以及实际矿石进行选择性絮凝分选实验.结果表明,HSPA体现出良好的铝硅分离选择性.对铝硅比为5.68的铝土矿,在HSPA用量7 g/t,Na2CO3用量5 kg/t时,经3次絮凝分离,可获得精矿铝硅比为8.9,氧化铝回收率为86.98%的良好指标.机理测试结果分析表明,HSPA主要通过羧基与矿物表面Al3+活性点形成化学吸附,并通过氢键形成桥键作用.

关键词: 一水硬铝石 , 铝土矿 , 选择性絮凝 , 絮凝剂 , 化学吸附

薄膜的传湿性能研究

冯冬晖 , 张立志 , 宋耀祖 , 闵敬春

工程热物理学报

膜式全热交换器是新风节能型空调系统的重要部件.本文针对膜式全热交换器中的薄膜传湿性能进行了实验研究,在此基础上建立了二维对流扩散传质物理数学模型,并进行了数值模拟与分析,获得了温度、进口湿度、进口体积流量及工作室内下腔空气层高度对出口湿度和湿交换率的影响规律.研究表明,薄膜可以拥有很高的传湿能力,它在全热交换器中的传湿性能优于纸质材料,有望在新风节能空调以及其他相关领域上获得广泛应用.

关键词: 薄膜 , 传湿 , 传湿阻力 , 实验测量 , 数值计算