高温可磨耗封严涂层研究现状
吴苗苗;朱绍武;冯豪;李帅;展开;王勇;杜令忠;随着航空发动机性能提升，涡轮进口温度攀升，高温封严涂层面临严峻挑战。可磨耗封严涂层通过减小叶片与机匣间的径向间隙来提升发动机的气密性，是提升发动机效率的关键技术。金属基涂层以镍铝铬(Ni AlCr)、钴镍铬铝钇(CoNi CrAlY)合金为基体，添加石墨、膨润土或h-BN作润滑相，结合造孔剂调控孔隙率以优化可磨耗性，但合金高温易氧化，使用温度限于1 000℃以下。陶瓷基涂层(如YSZ、Yb_2Si_2O7)因其优异的高温稳定性与抗氧化性，适用于更高的服役环境。但其硬度过高易造成对偶叶片的磨损，通过润滑体系优化与孔隙结构调控，可在降低涂层硬度的同时，提升其断裂韧性与抗热震性能。未来需进一步开发新型低硬度陶瓷材料，优化喷涂工艺，平衡涂层可磨耗性与力学性能，以满足新一代发动机对高温高可靠性封严涂层的需求。
等离子喷涂YBCO高温超导涂层：制备工艺、组织演化与超导性能提升研究进展
谌柔;张亚楠;王岩;史鹏妍;卜晓晨;康傲然;雒晓涛;李长久;自20世纪80年代钇钡铜氧(YBa_2Cu_3O7-δ,YBCO)高温超导体被发现以来，其较高的临界转变温度(约92 K)、优异的不可逆磁场性能以及较大的临界电流密度，使其在能源、电力传输、磁悬浮与高场磁体等领域展现出重要的应用潜力。然而，受限于制备工艺复杂、成本高昂及规模化制备难度大等因素，YBCO高温超导材料的工程化与商业化应用仍面临巨大挑战。等离子喷涂技术沉积效率高、工艺灵活，适用于大面积、厚涂层制备及增材成形体制造，为YBCO超导涂层的工程化制备提供了潜在技术路径。本文首先阐述了成分、结构等本征因素对YBCO超导性能的影响，分析了等离子喷涂多组元陶瓷时成分与结构演变的关键问题，并系统综述了等离子喷涂YBCO高温超导涂层的研究进展。重点围绕喷涂粉末特性、工艺参数、基体材料选择及后处理工艺，探讨其对等离子喷涂YBCO成分、组织结构与超导性能的影响规律，总结了等离子喷涂工艺对YBCO涂层物相组成、微观结构演化及超导性能的调控作用。同时，梳理了等离子喷涂过程中氧含量、相稳定性、晶粒取向与结构缺陷调控等核心问题及其相关研究进展。近期研究表明，对于YBCO这类低熔点氧化物陶瓷材料，传统层状结构与层间结合已不再是关键问题。氧还原缺失导致的氧计量比偏离、高饱和蒸气压组分CuO优先蒸发引发的成分与结构演变，已成为调控YBCO超导性能的核心因素。本文归纳了典型等离子喷涂YBCO涂层的临界温度与临界电流密度测试结果，研究表明，通过成分优化与等离子喷涂工艺控制，可获得临界温度高于液氮温度(77 K)的YBCO高温超导体；经优化后热处理，其临界电流密度可达600 A/cm2，甚至超过1 000 A/cm2，充分展现了等离子喷涂制备YBCO超导涂层的应用潜力。结合近期等离子喷涂陶瓷材料涂层的研究进展，讨论提出了进一步有效优化等离子喷涂YBCO的策略，为深入理解等离子喷涂YBCO涂层显微结构与性能内在关系提供系统认识，也为后续面向等离子喷涂YBCO工程化应用的材料设计与工艺优化提供有意义的参考。
石墨内壁高能长层流等离子喷涂Y_2O3涂层的传热过程数值研究
吴佳文;邓立华;张新建;陈杰;刘森辉;李成新;李长久;石墨铸造模具因其高熔点、低热膨胀系数、良好导热性、化学稳定性强，在铸造生产中得到了广泛的应用，但裸石墨内壁在服役过程中普遍存在高温氧化、碳扩散、熔融金属或气体渗透、机械强度与耐磨性不足等一些问题，因此在石墨内壁引入防护涂层（Graphite Barrier Coating,GBC）成为提升其服役寿命和可靠性的关键技术路径。然而在进行内壁喷涂过程中，由于空间封闭，热源集中且热量不易逸散，这使得内壁喷涂过程中的温度场控制变得尤为关键。由于通过实验测量很难捕捉喷涂过程中石墨模具的全场温度分布，因此本文采用有限元方法构建了石墨模具在高能长层流等离子喷涂三次加热过程中的数值传热模型，计算得到了三次扫描下基体的瞬态温度场分布。在三次加热过程中，石墨管模型最高温度分别达到414、483、502℃，石墨管内径45 mm时径向温度梯度最大为4.45℃，石墨管长度200 mm时轴向温度梯度最大为199℃。同时将本次数值模拟的温度场变化与实际实验过程中的两次温度变化进行对比，误差分别为1.58%和3.97%，随后对数值计算模拟与实际实验过程中的误差来源进行了分析。通过对内壁喷涂温度场进行系统的数值模拟，为以后喷涂参数优化、基体保护及高可靠涂层制备提供了理论依据。
超音速火焰喷涂参数对FeCrMoBC非晶涂层组织及性能的影响
皮自强;杜开平;黄兆晖;李龙新;陈星;郑兆然;王晨;高远;刘艳军;铁基非晶涂层因其优异耐磨性和低成本在表面防护领域备受关注。本研究以气雾化FeCrMoBC非晶粉末为原料，采用正交试验系统考察了超音速火焰喷涂关键参数(煤油流量、氧气流量、喷涂距离、送粉率)对涂层组织性能的影响。结果表明，HVOF喷涂的高冷却速率使涂层非晶含量显著高于原始粉末。极差分析显示，各参数对涂层性能的影响权重依次为：煤油流量>氧气流量>喷涂距离>送粉率(孔隙率/非晶含量)，以及煤油流量>氧气流量>送粉率>喷涂距离(硬度/磨损率)。优化参数下(煤油0.47 L/min、氧气53.80 Nm3/h、喷涂距离350 mm、送粉率30 g/min)制备的涂层综合性能最优：显微硬度837.7 HV0.1，磨损率2×10-5 mm3/Nm，呈现出最高非晶含量与最低孔隙率。涂层硬度与磨损率符合Archard定律，磨损机制为氧化磨损与磨粒磨损协同作用。本研究系统揭示了工艺-组织-性能的内在关联，为高性能铁基非晶涂层的可控制备提供了理论依据。
等离子喷涂铈酸镧热障涂层高温性能研究
李建超;梁立康;黄文;铈酸镧(La_2Ce_2O7,LCO)由饱和蒸汽压差异较大的多组分构成，等离子喷涂过程中易出现非均匀挥发与成分偏析，限制其高温应用。本文研究了等离子喷涂功率对LCO涂层成分和高温稳定性影响，结果表明：LCO喷涂粉末在1 500℃下能够保持成分和相结构稳定；等离子喷涂制备的LCO涂层高温稳定性显著降低，且其与等离子喷涂功率密切相关。随喷涂功率升高，涂层Ce/La比降低；42 kW和30 kW喷涂功率所制备的涂层在1 450℃发生相变时间分别小于100 h和大于100 h，且高温处理过程中Ce会进一步挥发。
