Fe-Al/Al2O3复合陶瓷涂层制备与性能

2011-6  

化学工业出版社  

张景德  

186  

156000  

表面工程的发展异常迅速，其应用范围也在不断扩大，在工程上发挥出越来越重要的作用。氧化铝陶瓷涂层可广泛用于冶金、石油、化工等行业的耐磨、耐热、耐腐蚀部件(如炉底辊、轧钢线托辊、抽油杆、抽油泵等)的表面，并在航空航天领域(如航空发动机涡轮叶片和涡轮盘、喷管等)、电子工业(如金属陶瓷复合基板)、生物材料(如金属基生物陶瓷人工骨骼材料)等领域得到越来越多的应用，应用前景广阔。但陶瓷材料质脆的固有弱点以及与金属材料热物理性能的较大差异，致使陶瓷涂层与基体的结合强度低，一直是难以解决的问题。 FeAl金属间化合物是性能介于高温合金与陶瓷之间的一种新型高温材料，被称为是一种半陶瓷材料，与Al2O3陶瓷具有较好的适配性。铁铝金属间化合物／陶瓷复合材料已用于陶瓷刀具、模具的生产并得到推广。作者在多年从事FeAl/Al2O3陶瓷复合材料研究的基础上，依据FeAl／Al2O3复合材料界面不产生化学反应、没有界面相生成、具有良好的界面结合和润湿性能等重要结果。提出将FeAl金属间化合物用作金属基体(钢材)与Al2O3涂层之间过渡层材料，以提高Al2O3陶瓷涂层的整体性能，并形成FeAl/Al2O3复合陶瓷涂层，不仅对表面工程领域提供了新的材料体系，也扩大了铁铝金属间化合物／陶瓷复合材料的应用范围。近年来，FeAl金属间化合物被用作涂层材料已备受关注，由于其价格低廉，具有很好的应用前景。但FeAl金属间化合物粉体制备工艺复杂、难度大，难以实现规模化，在复合涂层中有效形成FeAl金属间化合物十分困难，在很大程度上限制了其推广应用，而涂层界面这一关键问题的研究更显不足。 作者从粉体及涂层制备入手，运用大量实验数据和实验原理，对FeAl金属间化合物／Al2O3陶瓷涂层的形成、界面结合机制及其性能的提高进行了深入系统的研究，先后获得山东省中青年科学家科研奖励基金、国家自然科学基金和相关企业的资助。尤其是采用Fe／Al包覆粉体反应生成FeAl金属间化合物制备FeAl/Al2O3陶瓷复合涂层，解决了FeAl金属间化合物粉体难以制备这一瓶颈问题。

　　本专著以材料、制备、性能及其之间关系为主线，系统分析阐述了陶瓷涂层材料、粉体制备、涂层制备方法、涂层结合机制、氧化铝陶瓷涂层热物理性能、摩擦磨损性能等方面内容。作者结合多年对Fe-Al金属间化台物／A1203陶瓷复合材料的研究，从粉体及涂层制备入手，运用大量实验数据和实验原理，对Fe-AI金属间化合物／A1203陶瓷涂层的形成及其性能的提高进行了深入系统的研究，尤其采用反应生成法制备Fe-AI金属间化合物／A1203陶瓷复合涂层，解决了Fe-A，金属间化台物粉体难以制备这一瓶颈问题。内容包括表面技术基础、Fe包覆AI复合粉体制备、Fe-AI／A1203梯度涂层等离子喷涂制备、激光熔覆制备Fe-AL涂层、Fe-Al／A1203涂层合成法与镀层化学转化法制备、Fe-Al／A1203涂层制备过程中的热机械行为、Fe-Al／A1203涂层结合强度与微区力学行为、FeAI／A1203涂层抗热震性能、Fe-A，肫1203涂层的摩擦磨损性能等。
　　本书可供从事陶瓷复合材料、表面工程等领域研究和生产的科技人员参考，也可用作无机非金属材料和材料表面工程专业本科、研究生的教材和其他相关专业学生的参考书。

第1章 陶瓷涂层概况
1.1 表面工程发展
1.2 涂层制备方法
1.2.1 热喷涂法
1.2.2 气相沉积法
1.2.3 其他制备方法
1.3 常用陶瓷涂层材料
1.4 涂层的结合机理
1.4.1 涂层与基材的结合机理
1.4.2 涂层间的结合
1.4.3 提高涂层结合强度的途径
1.5 陶瓷涂层的性能及检测
1.5.1 残余应力
1.5.2 涂层硬度
1.5.3 结合强度
1.5.4 气孔率
1.6 陶瓷涂层的应用
1.6.1 在航空航天领域的应用
1.6.2 高温超导体制件
1.6.3 在电子工业中的应用
1.6.4 医用生物陶瓷涂层
1.6.5 新型复合材料
1.6.6 制备节能材料
1.7 存在的关键问题及发展趋势
1.7.1 存在问题及措施
1.7.2 发展趋势
参考文献
第2章 化学镀法制备Fe包覆Al复合粉体
2.1 化学镀简介
2.1.1 化学镀发展与应用
2.1.2 化学镀机理
2.2 Fe包覆Al复合粉体制备方法
2.2.1 硫酸亚铁的络合
2.2.2 镀液的配制
2.2.3 原料铝粉的预处理
2.2.4 施镀
2.2.5 后续处理
2.3 铝粉活化原理分析
2.4 工艺参数对镀覆效果的影响
2.4.1 pH值的影响
2.4.2 镀覆温度的影响
2.4.3 镀覆时间的影响
2.4.4 镀液组分的影响
2.4.5 络合剂的影响
2.4.6 表面活性剂的影响
2.4.7 其他因素的影响
2.5F e/Al复合粉体的表征
参考文献
第3章 等离子喷涂制备Fe-Al/Al2O3梯度涂层
3.1 Fe-Al/Al2O3梯度涂层等离子喷涂制备工艺
3.2 涂层形成机理
3.2.1 涂层形成过程及特征
3.2.2 喷涂层梯度化机制
3.3 Fe-Al/Al2O3涂层微观结构与成分分布
3.4 基体表面状态对Fe-Al/Al2O3复合涂层性能的影响
参考文献
第4章 激光熔覆制备Fe-Al涂层
4.1 激光熔覆技术概述
4.1.1 激光熔覆技术特点
4.1.2 激光熔覆层的结构
4.1.3 激光熔覆材料
4.1.4 影响激光熔覆质量的工艺参数
4.2 Fe/Al包覆粉体激光熔覆层的微观组织
4.3 激光熔覆中的凝固行为
4.4 激光熔覆层缺陷
4.4.1 裂纹
4.4.2 气孔
4.5 Fe3Al粉体激光熔覆层的微观组织
4.6 激光熔覆工艺对熔覆层的影响
4.6.1 激光熔覆功率对熔覆层的影响
4.6.2 扫描速度对熔覆层的影响
参考文献
第5章 合成法与镀层化学转化法制备Fe-Al/Al2O3涂层
5.1 合成法制备Fe-Al/Al2O3涂层
5.1.1 涂层微观结构与成分
5.1.2 合成机理分析
5.2 镀层化学转化法制备Fe-Al/Al2O3涂层
5.2.1 涂层形成机制
5.2.2 涂层微观结构与组成
参考文献
第6章 Fe-Al/Al2O3涂层制备过程中的热机械行为
6.1 涂层中热应力的产生机理
6.2 制备引起的热应力估算
6.2.1 数学模型的建立
6.2.2 梯度涂层中各沉积层热机械参量的确定
6.2.3 关于计算模型的几点讨论
6.3 Fe3Al/Al2O3梯度涂层热机械行为分析
6.3.1 Fe3Al/Al2O3梯度涂层热应力计算
6.3.2 Fe3Al/Al2O3梯度涂层热机械行为特征分析
参考文献
第7章 Fe-Al/Al2O3涂层结合强度与微区力学行为
7.1 Fe-Al/Al2O3涂层结合强度
7.2 Fe-Al/Al2O3涂层结合机制分析
7.2.1 涂层与基体的机械作用
7.2.2 吸附作用
7.2.3 冶金作用
7.2.4 扩散与化合作用
7.3 Fe-Al/Al2O3涂层的显微硬度
7.4 Fe-Al/Al2O3涂层界面区力学行为
7.4.1 Fe3Al底层与基体界面区力学行为
7.4.2 Fe3Al粒子间界面区力学行为
7.4.3 Fe3Al/Al2O3界面区力学行为
参考文献
第8章 Fe-Al/Al2O3涂层抗热震性能/
8.1 Fe-Al/Al2O3涂层的抗热震性能
8.2 Fe-Al/Al2O3涂层的热震损伤机理
8.2.1 Fe-Al/Al2O3涂层的热弹性形变应力
8.2.2 Fe-Al/Al2O3涂层的热震损伤
8.3 影响Fe-Al/Al2O3涂层抗热震性能的因素
参考文献
第9章 Fe-Al/Al2O3涂层的摩擦磨损性能/
9.1 Fe-Al/Al2O3涂层摩擦性能
9.1.1 Fe-Al/Al2O3涂层的耐磨性
9.1.2 不同载荷下Fe3Al/Al2O3梯度涂层的摩擦行为
9.2 Fe3Al/Al2O3梯度涂层的磨损机制
9.2.1 固体摩擦表面的接触
9.2.2 载荷对Fe3Al/Al2O3梯度涂层摩擦性能的影响
9.2.3 Fe3Al/Al2O3梯度涂层磨损失效方式
参考文献

《Fe-Al/Al2O3复合陶瓷涂层制备与性能》是作者张景德十多年来对Fe-Al金属间化合物/Al2O3陶瓷涂层潜心研究成果的总结，以材料、制备、性能及其之间关系为主线，系统分析阐述了陶瓷涂层材料、粉体制备、涂层制备方法、涂层结合机制与性能等方面内容。

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这本书介绍的比较详细，内容也很简单，一般都能看懂

个人感觉没有什么实质性内容，难以作为著作发表