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全新冷喷涂金属固态沉积技术:理论与应用李长久 等9787030745026
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章绪论11.1物体高速碰撞行为11.2冷喷涂技术的基本原理、概念及内涵21.3冷喷涂技术的特点51.4冷喷涂技术发展历史81.5冷喷涂技术研究与应用现状10参考文献16第2章冷喷涂粒子结合机理182.1冷喷涂粒子结合的一般认识182.2冷喷涂粒子临界速度及其影响因素222.2.1冷喷涂粒子临界速度的概念222.2.2冷喷涂粒子临界速度测量252..冷喷涂粒子临界速度的影响因素29.冷喷涂粒子界面结合的宏观行为36..1机械咬合与冶金结合共存机制36..2冲击夯实效应39..金属-陶瓷复合涂层中硬质相的钉扎作用422.4冷喷涂粒子结合形成过程中的微观演变432.4.1界面再结晶结合机理442.4.2氧化膜破碎结合机理462.4.3界面局部熔化结合机理492.4.4冷喷涂金属-陶瓷共沉积界面行为55参考文献57第3章冷喷涂过程中气流特与粒子加速加热行为603.1冷喷涂粒子加速加热行为的研究方法603.1.1理论计算603.1.2数值模拟633.1.3实验测量663.2冷喷涂载气流动行为683.2.1冷喷涂载气流动的基本特征683.2.2气体参数对气流特征的影响723..喷嘴参数对气流特征的影响773.2.4基体位置对气流特征的影响833.2.5送粉速率对气流特征的影响853.3冷喷涂粒子加速加热行为863.3.1冷喷涂粒子加速加热概述863.3.2气体参数对粒子加速加热的影响883.3.3粉末参数对粒子加速加热的影响893.3.4喷嘴参数对粒子加速加热的影响913.3.5基体位置对粒子加速加热的影响943.3.6粒子加速主要影响因素的综合分析963.4冷喷涂喷嘴优化设计973.4.1冷喷涂喷嘴尺寸优化设计973.4.2典型喷涂材料用冷喷涂喷嘴优化设计98参考文献100第4章冷喷涂粒子碰撞变形行为1024.1高应变速率条件下金属材料的变形行为及本构关系1024.2冷喷涂粒子碰撞变形行为的研究方法1064.2.1实验观察1064.2.2理论分析1074..数值模拟1084.3基于拉格朗日法研究粒子碰撞变形行为1134.3.1粒子速度与温度对粒子碰撞变形行为的影响1134.3.2粒子速度与温度对碰撞粒子界面温升的影响1164.3.3网格尺寸对粒子碰撞变形行为计算结果的影响1174.3.4粒子尺寸对粒子碰撞变形行为的影响1194.4基于欧拉法数值计算研究粒子碰撞变形行为1204.4.1采用LS-DYNA不考虑热传导的粒子碰撞变形行为1204.4.2采用ABAUS不考虑热传导的粒子碰撞变形行为1224.4.3采用ABAUS并考虑热传导的粒子碰撞变形行为1264.5碰撞角度影响1284.5.1喷涂角度对粒子碰撞变形行为影响的实验结果1284.5.2喷涂角度对粒子碰撞变形行为影响的数值模拟1304.6粒子与基体材料种类对粒子碰撞变形行为的影响1324.7冷喷涂粒子临界速度的数值预测1354.7.1拉格朗日法1354.7.2欧拉法1364.7.3特征速度法137参考文献138第5章沉积过程中冷喷涂层组织演变特征1405.1多粒子碰撞形成涂层的宏观规律1405.2涂层组织的各向异1445.3粒子冲击夯实致密化沉积特征1485.4原位喷丸致密化沉积工艺与特征1515.5喷涂角度对宏微观组织演变的影响1545.6粒子界面微结构演变1565.6.1涂层材料的加工硬化与位错增殖1565.6.2残余应力1585.6.3界面区域动态再结晶与纳米晶形成1635.6.4界面局部熔化1675.6.5原始粉末表面氧化膜的破碎/夹杂1675.6.6界面微孔与未结合区及微裂纹1725.7复合涂层组织演变规律1765.7.1球磨法制备复合粉末及涂层组织1775.7.2雾化造粒法制备复合粉末及涂层组织1835.7.3包覆法制备复合粉末及涂层组织1865.7.4烧结法制备硬质合金粉末及涂层组织188参考文献193第6章冷喷涂层的能1966.1冷喷涂层能分类1966.2冷喷涂Cu涂层的能2036.2.1冷喷涂Cu涂层显微硬度2036.2.2冷喷涂Cu涂层结合能2046..冷喷涂Cu涂层导电导热能2136.2.4冷喷涂Cu涂层各向异2136.2.5冷喷涂Cu涂层能2166.3冷喷涂Zn涂层能26.3.1冷喷涂Zn涂层硬度2246.3.2冷喷涂Zn涂层结合能2256.3.3冷喷涂Zn涂层耐腐蚀能2276.4冷喷涂Al或Al合金涂层能2286.4.1冷喷涂Al或Al合金涂层硬度2286.4.2冷喷涂Al或Al合金涂层结合能16.4.3冷喷涂Al基复合材料涂层耐磨损能46.4.4冷喷涂Al或Al合金涂层耐腐蚀能6.5冷喷涂Mg或Mg合金涂层能2536.5.1冷喷涂Mg涂层能2536.5.2冷喷涂Mg合金及其复合涂层能2556.6冷喷涂Cu合金涂层能2586.6.1冷喷涂黄铜涂层能2596.6.2冷喷涂青铜涂层能2626.6.3冷喷涂白铜涂层能2676.7冷喷涂不锈钢涂层能2686.8冷喷涂Ti及Ti合金涂层能2706.9冷喷涂高温合金涂层能2736.10冷喷涂新型金属材料涂层2776.10.1冷喷涂高熵合金2776.10.2冷喷涂金属玻璃2796.10.3冷喷涂纳米晶金属2816.10.4冷喷涂生物涂层2826.10.5冷喷涂新型耐高温腐蚀/氧化合金2846.10.6冷喷涂功能梯度复合材料288参考文献289第7章冷喷涂层组织与能改善方法2957.1冷喷涂层组织与能改善方法分类2957.2冷喷涂粉末设计2967.3冷喷涂过程中工艺调整对涂层组织能的影响3057.3.1冷喷涂工艺参数调整3057.3.2原位喷丸技术3067.3.3原位致密化工艺3097.3.4激光辅冷喷涂工艺3107.4后处理对涂层组织能的影响3117.4.1喷涂后热处理3117.4.2直接大电流快速热处理3177.4.3搅拌摩擦加工处理3277.4.4热等静压后处理3417.4.5热轧后处理3427.4.6表面激光处理3447.4.7喷丸后处理346参考文献346第8章冷喷涂装备系统3518.1冷喷涂装备基本组成及分类3518.2高压冷喷涂装备3548.3低压冷喷涂装备3628.4内孔冷喷涂装备3688.5真空冷喷涂装备3698.6类型的冷喷涂系统与设计理念374参考文献385第9章冷喷涂材料的工业应用3909.1涂层应用3909.1.1保护涂层3909.1.2功能涂层3919.2冷喷涂增材制造3979.2.1轴对称结构零件3989.2.2薄壁结构零件4019..复杂结构零件4029.3冷喷涂修复4039.3.1冷喷涂修复零件过程4039.3.2腐蚀和侵蚀损伤修复4049.3.3机械损伤修复4079.3.4受损金属板材的修复4089.3.5铸造件制造缺陷的修复4099.4冷喷涂材料的机械加工4119.4.1冷喷涂材料的机械加工特4119.4.2加工过程中的刀具磨损4129.4.3冷喷涂材料在机械加工后的组织变化413参考文献4140章展望与新机遇418
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