Coatings：“等离子涂层与表界面”领域优质文章精选 | MDPI 编辑荐读

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本期编辑荐读精选了 2021~2022 年 Coatings 期刊发表的 6 篇等离子涂层与表界面领域高引文章，内容涵盖等离子体电解氧化 (PEO)、等离子喷涂 NiTi 涂层、等离子喷涂 ZnO 涂层、大气等离子喷涂 (APS)、悬浮等离子喷涂 (SPS)、等离子喷涂物理气相沉积 (PS-PVD)。希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。

#1

Plasma Electrolytic Oxidation Ceramic Coatings on Zirconium (Zr) and ZrAlloys: Part I—Growth Mechanisms, Microstructure, and Chemical Composition

锆 (Zr) 和 Zr 合金的等离子体电解氧化陶瓷涂层：第一部分——生长机制、微观结构和化学成分

Navid Attarzadeh and Chintalapalle V. Ramana

https://www.mdpi.com/1123952

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近年来，由于锆基陶瓷涂层具有优异的表面性能和在现代技术中的应用，许多研究项目都针对于锆基陶瓷涂层的设计和开发。等离子体电解氧化 (Plasma Electrolytic Oxidation, PEO) 涂层是一种环境友好的湿式涂层方法，可以在各种电解质中进行。PEO 涂层的表面特性可以通过改变电化学参数、电解质成分和衬底合金元素来定制，从而采用保形和粘合的 PEO 陶瓷涂层，以满足化学、电子和能源技术的最终要求。这篇综述的重点是对 PEO 的生长机制和工艺参数对击穿、起始和氧化层生长的瞬态放电行为的影响以及从电解液中吸收物质的影响有更深入的基本理解。它强调了与结构缺陷，相变和添加剂的作用相关的基本显微组织特性。

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原文出自 Coatings 期刊

Attarzadeh, N.; Ramana, C.V. Plasma Electrolytic Oxidation Ceramic Coatings on Zirconium (Zr) and ZrAlloys: Part I—Growth Mechanisms, Microstructure, and Chemical Composition. Coatings 2021, 11, 634.

#2

Fabrication of Thermal Plasma Sprayed NiTi Coatings Possessing Functional Properties

功能性热等离子喷涂 NiTi 涂层的制备

Sneha Sama et al.

https://www.mdpi.com/1117514

本研究采用射频电感耦合等离子体 (Radio Frequency Inductively-Coupled Plasma, RF-ICP) 喷涂技术，以 NiTi 粉末为原料，在石墨和 AISI 304 衬底上制备了厚度为 300~500 µm 的 NiTi 形状记忆合金涂层。对其微观结构、化学成分和相组成进行了表征，并提出了一种表征厚涂层功能形状记忆性能的方法。涂层表现出立方到单斜马氏体相变和形状记忆效应，并具有功能热机械性能。

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原文出自 Coatings 期刊

Samal, S.; Tyc, O.; Cizek, J.; Klecka, J.; Lukáč, F.; Molnárová, O.; de Prado, E.; Weiss, Z.; Kopeček, J.; Heller, L.; et al. Fabrication of Thermal Plasma Sprayed NiTi Coatings Possessing Functional Properties. Coatings 2021, 11, 610.

#3

Deposition of Zinc Oxide Coatings on Wood Surfaces Using the Solution Precursor Plasma Spraying Process

用溶液前驱体等离子喷涂工艺在木材表面沉积氧化锌涂层

Ghiath Jnido, Gisela Ohms and Wolfgang Viöl

https://www.mdpi.com/986120

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本研究采用溶液前驱体等离子喷涂 (Solution Precursor Plasma Spray, SPPS) 工艺，以硝酸锌溶液为前驱体在木材表面沉积氧化锌 (ZnO) 涂层，以改善欧洲山毛榉木材在紫外线照射下的疏水性和颜色稳定性。采用扫描电子显微镜 (SEM) 和原子力显微镜 (AFM) 对木材样品和涂层的表面形貌和形貌进行了表征。利用 X 射线光电子能谱 (XPS) 和傅里叶红外光谱 (FTIR) 对 ZnO 的生成过程进行了检测。包覆样品的 FTIR 光谱在 445 cm⁻¹ 处呈现典型的 Zn-O 波段。根据 XPS 分析，涂层由两种不同的含锌物质组成：ZnO 和 Zn(OH)₂。沉积参数的变化表明，溶液浓度、沉积扫描速度和载气流速是影响涂层微观组织最显著的参数。通过测量木材的水接触角 (WCA) 来评价涂层木材的润湿性。完全覆盖木质基材的涂层表现出疏水性。通过颜色测量和 FTIR 光谱法评估了人工紫外光照射后木材表面的紫外线防护效果。ZnO 涂层的木材表面在紫外线照射下更耐颜色变化。总颜色变化减少了 60%。此外，FTIR 光谱显示，ZnO 涂层的木材表面具有更强的稳定性。

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原文出自 Coatings 期刊

Jnido, G.; Ohms, G.; Viöl, W. Deposition of Zinc Oxide Coatings on Wood Surfaces Using the Solution Precursor Plasma Spraying Process. Coatings 2021, 11, 183.

#4

Erosion Performance of Atmospheric Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings with Diverse Porosity Levels

不同孔隙率的大气等离子喷涂热障涂层的腐蚀性能

Satyapal Mahade et al.

https://www.mdpi.com/960184

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热障涂层 (Thermal Barrier Coatings, TBCs) 可以延长燃气涡轮发动机部件的耐用性，并使其能够在高温下运行。几种退化机制限制了 TBCs 在服役期间的耐久性。由于大气等离子喷涂 (Atmospheric Plasma Spray, APS) 处理的 7—8 wt.% 氧化钇稳定氧化锆 (Yttria-Stabilized Zirconia, YSZ) TBCs 广泛用于燃气轮机应用，容易受到侵蚀损伤，本研究旨在评估其孔隙率对侵蚀行为的影响，并用 3 种不同的喷雾粉末制备了 8 种不同的 APS TBCs，孔隙率为 14%~24%；通过扫描电镜对沉积态 TBCs 进行了表征；使用授权软件量化不同的微观结构特征；采用微压痕技术对沉积态 TBC 的力学性能进行了评价。此外，本研究通过不同冲蚀角度的冲蚀试验，对沉积后的 TBCs 进行了冲蚀性能评价；在此基础上，建立了显微组织-力学性能-侵蚀性能的关联关系。这项研究的发现为改善 APS 沉积 YSZ TBCs 的侵蚀性能所需的微观结构特征提供了新的见解。

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原文出自 Coatings 期刊

Mahade, S.; Venkat, A.; Curry, N.; Leitner, M.; Joshi, S. Erosion Performance of Atmospheric Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings with Diverse Porosity Levels. Coatings 2021, 11, 86.

#5

Synthesis of Cubic Aluminum Nitride (AlN) Coatings through Suspension Plasma Spray (SPS) Technology

悬浮等离子喷涂技术合成立方氮化铝 (AlN) 涂层

Faranak Barandehfard, James Aluha and François Gitzhofer

https://www.mdpi.com/1084572

氮化铝的热喷涂是一个具有挑战性的问题，因为它在高温下会分解。本研究提出了使用悬浮等离子体喷涂 (Suspension Plasma Spray, SPS) 技术在金属基底上原位合成和沉积立方结构 AlN 涂层，并且考察了氮化剂、悬浮液载体、衬底材料和沉淀距离对 SPS 沉积过程的影响。该技术已成功在碳钢基体上生产了高达约 80% 立方 AlN 涂层，其中六方相 AlN 约为 2%。

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原文出自 Coatings 期刊

Barandehfard, F.; Aluha, J.; Gitzhofer, F. Synthesis of Cubic Aluminum Nitride (AlN) Coatings through Suspension Plasma Spray (SPS) Technology. Coatings 2021, 11, 500.

#6

Synthesis of Gd₂Zr₂O₇ Coatings Using the Novel Reactive PS-PVD Process

新型反应性 PS-PVD 工艺合成 Gd₂Zr₂O₇ 涂层

Pawel Pędrak et al.

https://www.mdpi.com/1297198

热障涂层 (Thermal Barrier Coating, TBC) 的陶瓷涂层可以提高喷气发动机热段的工作温度。氧化钇稳定氧化锆 (Yttria-Stabilized Zirconia, YSZ) 通常用于保护涡轮叶片免受高温和氧化。开发能在高氧化性气体环境中工作的高温新材料是很有必要的。Re₂Zr₂O₇ 型焦绿石是很有前途的 YSZ 替代品。通常，它们是通过在高温下的煅烧过程中混合纯氧化物而产生的。本文介绍的主要成果是使用新开发的反应性等离子体喷涂物理气相沉积 (reactive PS-PVD) 新技术，获得了 Gd₂Zr₂O₇ (GZO) 涂层。

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原文出自 Coatings 期刊

Pędrak, P.; Dychtoń, K.; Drajewicz, M.; Góral, M. Synthesis of Gd₂Zr₂O₇ Coatings Using the Novel Reactive PS-PVD Process. Coatings 2021, 11, 1208.

   Coatings 期刊介绍

主编：Alessandro Lavacchi, Istituto di Chimica dei Composti OrganoMetallici (ICCOM-CNR), Italy;

Wei Pan, Tsinghua University, China

期刊专注于发表涂层、表面、界面及薄-厚膜领域的研究成果，刊载研究论文、综述及短讯，鼓励学者发表详细的实验和理论结果。

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“硬质材料”专栏 | MDPI Coatings：高熵合金粘结剂对掺稀土氧化物WC硬质合金组织和性能影响的研究

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