پیشرفت فنی پودرهای کامپوزیت روکش لیزر و روکش های سرامیکی
With the continuous improvement of material performance requirements in aerospace and energy equipment, traditional single-material systems can no longer meet the needs. Composite powder and ceramic coating technology, through the collaborative design of "metal toughness + ceramic hardness", is breaking through the performance limits of laser cladding technology. This paper systematically expounds the latest progress in this field from material design, process optimization to engineering تأیید .
مکانیسم تقویت پودرهای کامپوزیت
Coated powders use a core-shell structure to solve the oxidation problem of carbides. In typical Ni-coated WC powders, a 5-15μm nickel shell forms a (W,Ni) solid solution transition layer under laser action, reducing the carbon loss rate from 28% in mechanical mixing to below 5%. The more advanced in-situ synthesis technology uses the Ti+C→TiC reaction. When the power density >3 × 10⁴ w/cm² ، 50-100 nm ذرات TIC را می توان بدست آورد .} یک برنامه حلقه تحمل این فناوری باعث کاهش نرخ سایش به 1 . 8 × 10 ⁻⁶ mm³/n · m شد.
مقایسه عملکرد سیستم های تقویت شده توسط کاربید
Comparison tests show that the interfacial bonding strength of coated powders reaches 580 MPa, an increase of 65% compared with mechanical mixing. Particle size distribution design is particularly critical: 50-150μm coarse particles bear the main load, and 5-20μm fine particles fill the gaps. A steam turbine blade using طرح Ni60+35 ٪ WC (نوع پوشش داده شده) عمر خدمات خود را از 8 ،000 ساعت به 15 ،000 ساعت تمدید کرد ، تأیید ارزش مهندسی این فناوری {11 {}}}}}}}}}}}}}
چالش های آماده سازی پوشش های سرامیکی
پوشش های شیب زیرکونیا استرس حرارتی را 60 ٪ از طریق طراحی انتقالی از فلز 70 70 ٪ فلز +30 ٪ سرامیک → سرامیک خالص {3} ایجاد پارامتر فرآیند نشان می دهد که یک قدرت2-4 kW با سرعت اسکن از سرعت 5-15} mm/s<0.5 pieces/mm. An aero-engine combustor applied with this technology has a thermal cycle life of 3,000 times (the original technology only had 800 times).
دستیابی به موفقیت در برنامه های زیست پزشکی
Hydroxyapatite (HAP) coatings increase crystallinity (XRD half-peak width 0.38℃→0.25℃) through 3%F⁻ substitution, and adding 3%MgO promotes osteoblast adhesion. Animal experiments show that the bone integration time of the modified FHA coating is shortened to 8 weeks (original 12 هفته ها) ، و استحکام پیوند بین سطحی به 35 مگاپاسکال می رسد. این فناوری در آزمایشات بالینی کاشت دندان با میزان موفقیت اولیه 98.5 ٪ اعمال شده است.
اجزای اصلی سیستم روکش لیزر
پایان
فناوری پوشش کامپوزیت با سه جهت اصلی تحقیق روبرو است: توسعه یک مدل نظری تقویت مشترک چند مقیاس ؛ - تنظیم استانداردهای ارزیابی عملکرد خدمات (مانند روشهای تست شوک حرارتی) ؛ ③ کاهش هزینه آماده سازی پودرهای روکش دار. توصیه می شود یک کنسرسیوم "صنعت-دانشگاه-تحقیق-پزشکی" را تشکیل دهید تا بر روی فن آوری های تنگنا مانند پوشش های TA برای استنت های قلبی عروقی و مواد شیب zro₂-hap برای اتصالات مصنوعی متمرکز شود.