花国然[1]2003年在《基于激光扫描的纳米陶瓷涂层及纳米结构块体制备技术的基础研究》文中指出纳米材料表现出许多不同于传统材料的新奇特性，世界范围内掀起了对纳米材料的研究热潮。本文总结了等离子喷涂、激光重熔、纳米材料等技术的研究与发展，提出了在等离子喷涂基础上，利用激光重熔制备纳米改性涂层的新思路；将快速成型应用于纳米材料加工，进行了纳米材料的激光烧结快速成型技术的基础试验研究，所完成的工作主要有： 1．在分析纳米材料已有烧结理论的基础上，结合激光加工中有关热传导理论，建立了纳米材料在激光作用下晶粒尺寸变化的数学模型。对不同加工参数变化下的晶粒直径尺寸进行了数值计算，提出了晶粒长大简化数学模型，对生产或实验中参数的优化或选择，晶粒大小的预测与控制具有实际意义。 2．利用等离子喷涂技术，设计了合理的涂层材料体系，制备了Al_2O_3，NiCrAl／Al_2O_3，NiCrAl／Al_2O_3+13％wt．TiO_2，NiCrAl／WC-Co四种涂层。对四种涂层的组织结构、界面结合能力进行了测试与分析。 3．提出了一种纳米改性涂层的复合工艺方案和技术路线。以纳米为填料，在激光重熔等离子涂层的同时，将纳米材料熔覆在等离子喷涂层表面或渗入等离子喷涂层内部。获得了在该工艺下的纳米改性陶瓷系列涂层，实验验证了该工艺的可行性。 4．采用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪等，对陶瓷系列涂层的微观组织与结构进行了详细分析。结果表明，激光重熔后，含纳米的各种涂层致密化程度明显提高，晶粒得到明显细化。研究发现，在各种涂层中纳米颗粒明显填充在粗颗粒间，构成晶间型组织结构；初步测试还表明，在Al_2O_3+13％wt．TiO_2渗入纳米SiC的涂层中，存在Al_2O_3与SiC纳米构成晶内型组织结构的可能性；在Al_2O_3+13％wt．TiO_2渗入纳米Al_2O_3的涂层表面形成了一纯纳米Al_2O_3薄层，构成了纳米-纳米间的复合。同时，研究还发现，分布在粗颗粒间大间隙内的纳米颗粒也构成了微区内的纳米-纳米复合。探讨了这些组织与结构的形成机理以及对涂层性能的潜在影响。测试了纳米颗粒在涂层中的分布及渗入的深度(70μm以上)。验证了各种参数选择的合理性与数学模型的正确性与准确性。 5．对所制备的纳米复合系列陶瓷涂层进行了性能测试。与相应等离子喷涂层相比，硬度测试表明，含纳米Al_2O_3或SiC的各种复合涂层硬度提高了0.6-1.5倍左右；耐磨性测试表明，小功率下单纯的激光重熔耐磨性提高了30％，而纳米渗入后涂层的耐磨性提高了1.3-5倍左右，对耐磨性提高的机理作了进一步的探索和分析研究；耐蚀性测试表明，经激光熔覆纳米渗入后的各种涂层耐蚀性能提高了4倍以上，同时涂层厚度、表面质量对腐蚀性能有影响。 6．基于选择性激光快速成型技术，提出了纳米材料选择性激光烧结制备块体纳米结构材料的新工艺。制备了多种块体或薄层试件，并作了相关测试。研究结果表明，激光烧结在保证晶粒尺寸不致长大，快速制备块体材料上有独特的优势。基于激光扫描的纳米陶瓷涂层和纳米结构块体制备技术的基础研究 7.发现了在激光烧结过程中的SIC纳米线，并对纳米线的形成作了简要分析。 纳米技术与激光技术或快速成型技术的复合，及其在纳米涂层、块体和薄膜制备中的应用是一个新的研究领域，有很多问题需要探索和解决。本课题的研究为这些技术的进一步开发打下了基础，无疑对传统产业的提升，产品质量的改善，新的工艺方法的探索，具有十分重要的意义，并为这些技术在制造业及其它领域的早日应用奠定了理论与实验基础。
王东生, 田宗军, 沈理达, 刘志东, 黄因慧[2]2008年在《激光表面熔覆制备纳米结构涂层的研究进展》文中提出激光表面熔覆制备纳米结构涂层是一种新型的纳米表面涂层技术。综述了国内外近年来激光熔覆制备纳米结构涂层的研究进展。从熔覆对象的角度介绍了激光熔覆制备纳米结构涂层的主要技术,熔覆对象可分为纳米粉末和预制纳米结构涂层。而纳米粉末主要有纯纳米粉末、纳米/微米混合粉末和构造纳米粉末等;预制纳米结构涂层可分为热喷涂纳米结构涂层、纳米复合镀层以及溶胶-凝胶(sol-gel)纳米结构涂层等。阐述了激光熔覆制备纳米结构涂层存在的主要问题,并提出了当前的主要发展趋势:激光熔覆原位生成纳米结构涂层、激光熔覆纳米/微米构造复合粉末以及激光熔覆制备纳米结构涂层过程的数值模拟等。
杨红梅[3]2011年在《微纳米增强金属基复合涂层激光熔覆工艺及组织性能研究》文中指出激光熔覆技术是通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能量密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基材表面与熔覆层形成冶金结合的同时,使金属表面能够获得高的耐磨性、耐高温性以及抗氧化等综合性能。本文采用实验研究和理论分析相结合的方法对激光熔覆多相复合材料的工艺和显微组织结构等方面进行了研究,得到了微纳米增强金属基复合涂层激光熔覆工艺的基本参数和涂层的微观组织以及对力学性能的影响规律。在Q235钢基体表面上以不同工艺参数单道熔覆了厚度均匀的316L不锈钢粉。分别从熔覆层宏观质量与微观质量和工艺参数之间关系来分析探讨,研究了激光功率、激光扫描速度以及铺粉厚度的的变化对该材料熔覆层的表面质量、稀释率、熔覆层气孔以及对显微组织的影响,并通过优化得到适合熔覆316L不锈钢粉末的工艺参数,即功率P=1.5 kw,扫描速度V=5 mm/s,铺粉厚度S=1 mm,在此参数下,熔覆层表面光滑致密、稀释率小、气孔少且与基体实现良好的冶金结合。以得到的优化工艺参数为基础,熔覆了掺有不同百分比的微米级碳化硅陶瓷粉的316L不锈钢粉和掺有不同百分比的纳米级碳化硅陶瓷粉的316L不锈钢粉,并分别得到熔覆试样。通过对试样宏观质量的分析,得到熔覆层材料的合理配比。对于成形较好的熔覆试样,分别通过金相组织观察、电镜扫描SEM及EDS、显微硬度以及XRD物相分析。得到了添加不同比例陶瓷增强相对熔覆层的表面质量、显微硬度和显微组织的影响规律。
参考文献：
[1]. 基于激光扫描的纳米陶瓷涂层及纳米结构块体制备技术的基础研究[D]. 花国然. 南京航空航天大学. 2003
[2]. 激光表面熔覆制备纳米结构涂层的研究进展[J]. 王东生, 田宗军, 沈理达, 刘志东, 黄因慧. 中国激光. 2008
[3]. 微纳米增强金属基复合涂层激光熔覆工艺及组织性能研究[D]. 杨红梅. 燕山大学. 2011