王利强[1]2002年在《反应形成陶瓷梯度涂层的耐热耐蚀性能研究》文中研究表明梯度涂层的微观结构沿特定方向呈连续变化，从而其力学性能和组织沿厚度方向逐步变化，消除了金属基体和陶瓷层由于物性参数巨大差异而在涂层内部产生的热应力界面，达到了缓和热应力的目的，提高了涂层的耐热性能。 实验中选择Al_2O_3粉末形成表面陶瓷层，粘接底层为Ni／Al+Al，采用后氧化的方法，制备梯度涂层，即在喷涂完毕后进行氧化处理，以改变涂层结构，获得从底层到陶瓷层的Al_2O_3梯度涂层。 由氧化机制知道，在氧化试样的粘接底层中，氧化物在合金元素晶界处生成，包围晶粒，可以起到阻止腐蚀液侵蚀底层合金及基体的作用。 论文涉及两方面的内容：涂层的耐热和耐蚀性能。采用热震实验测试耐热性能：通过腐蚀失重法测定耐蚀性能。总结结论如下： 1．制备(Ni／Al+Al)+Al_2O_3梯度的耐热涂层最优化工艺是：以95％Ni／Al+5％Al或85％Ni／Al+15％Al为粘接底层，厚度为0.25mm，工作层厚度为0.15mm，喷涂后在900℃保温5小时氧化处理。耐蚀涂层最优化工艺是：粘结底层成分为95％Ni／Al+5％Al，底层厚度为0.35mm，工作层厚度为0.35mm，氧化温度为700℃，保温时间为3小时。 2．后氧化温度是影响涂层热震性能的最重要因素。 3．热震断层发生在涂层结合最薄弱处。未氧化涂层的热震断层位于粘结底层与陶瓷层的界面处。700℃和800℃氧化处理的试样，热震断层发生在Al_2O_3陶瓷层内部；1000℃氧化处理的试样，热震断层发生在粘结底层与基体的界面；900℃热震断层有两种类型：粘结底层和粘结底层与陶瓷层的界面。 4．后氧化处理，使涂层气孔率高于未氧化涂层，涂层内部的应力得到疏松，热震性能得到改善。后氧化涂层的耐蚀性能大致与通孔率的变化相反，通孔率越大，涂层腐蚀失效的时间越短。 5．氧化试样在沸腾的5％HCl溶液中的腐蚀类型是以气孔腐蚀为主。 6．氧在粘结底层和基体中的扩散是以晶界扩散为主，晶界扩散系数远远大于晶内的扩散系数。
王洪涛[2]2008年在《镁合金表面热喷涂法制备耐蚀耐磨涂层性能研究》文中指出本文研究了在AZ91D镁合金表面采用火焰喷涂和火焰+等离子复合喷涂法制备CoCrAlY-Al2O3/TiO2陶瓷耐蚀耐磨涂层;采用电弧喷涂制备Al、NiCrAl金属耐蚀涂层的制备工艺及涂层性能。利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察涂层形貌,利用线扫描和能谱测试分析了涂层的成分及结合方式,利用金相图像分析系统测量了涂层的孔隙率。采用热震试验检测了涂层与基体的结合强度,采用干摩擦磨损试验检测了陶瓷涂层的耐磨性能,采用盐水浸泡试验检测了涂层的耐蚀性能,并对电弧喷涂制备的Al、NiCrAl金属耐蚀涂层进行了电化学腐蚀试验,绘制出阳极极化曲线,分析检测其电化学腐蚀性能。研究结果表明:只要工艺控制得当,采用热喷涂法在镁合金表面制备陶瓷、金属涂层是完全可以实现的。经测定,等离子喷涂陶瓷涂层孔隙率为5.42%,火焰喷涂陶瓷涂层孔隙率为13.77%,电弧喷涂金属涂层孔隙率为9.68%,均在正常范围内。能谱分析和线扫描分析表明,涂层与基体间存在元素扩散,从而形成结合强度更高的冶金结合。热震实验证明涂层抗冷热循环的能力很好,印证了涂层与基体有较高的结合强度。摩擦磨损实验表明,陶瓷涂层的耐磨性优于淬火45号钢,大大提高了镁合金表面的耐磨性。盐水浸泡实验表明了金属、及陶瓷梯度涂层都大大提高了镁合金基体的耐蚀性能。对电弧喷涂制备的金属耐蚀涂层进行电化学腐蚀实验,阳极极化曲线表明:NiCrAl、Al金属涂层在3.65%NaCl+5%H2SO4水溶液腐蚀介质中均表现出良好的钝化现象,其钝化区间分别为-0.3～0.6v和0.2～0.7v,Al涂层的工作电流为0.38A ,而NiCrAl涂层的工作电流仅为0.043A。对几种热喷涂方法制得的涂层进行比较发现:等离子喷涂制备的陶瓷涂层在显微硬度、耐磨性、孔隙率、结合强度上均优于火焰喷涂制备的陶瓷涂层。电弧喷涂制备的金属涂层与基体的结合强度最高,同时NiCrAl金属涂层的耐蚀性能优于Al金属涂层。
曲文超[3]2008年在《镁合金、纯铜表面反应热喷涂陶瓷涂层制备工艺及性能研究》文中研究说明本文主要研究采用火焰热喷涂技术,使用自蔓延(SHS)反应热喷涂法和热化学反应热喷涂法,分别在镁合金AZ91D和纯铜表面制备SHS反应热喷涂陶瓷涂层和热化学反应热喷涂陶瓷涂层,并对陶瓷涂层进行形貌,物相结构和性能的检测及测试。结果表明,金属基SHS反应热喷涂陶瓷涂层和热化学反应热喷涂陶瓷涂层表面陶瓷粒子熔化半熔化率较高;涂层经XRD物相分析,内部有均有金属间化合物和陶瓷新相生成;陶瓷涂层与基体结合良好,结合强度约为7.5MPa,与同类实验在有色金属表面采用等离子喷涂制备涂层结合强度相当。同时陶瓷涂层具有良好的高温(400℃、600℃)热震性能。两种喷涂方法制备的陶瓷涂层较也表现出良好的耐腐蚀,耐磨损,抗高温氧化性能。
张广伟[4]2018年在《热喷涂复合材料及复合结构涂层对Zn液和Zn-Al液防护机制的研究》文中研究表明熔融金属腐蚀是最常见的材料失效形式之一,尤其是熔融锌及铝具有强烈的腐蚀性,与绝大多数金属或合金发生反应,形成铁锌合金和铁铝合金化合物,不断消耗金属中的铁,导致金属材料失效。热浸镀是预防金属腐蚀的有效方法之一。在热镀锌和热镀锌铝工艺条件下,锌锅中的沉没辊和稳定辊受到熔融金属的腐蚀和磨损,使用寿命很短,直接影响着产品质量和工作效率。采用热喷涂方法制备金属、陶瓷或复合材料涂层是一种可以提高这些构件寿命的途径,国内外也有一些应用的报道,但大多是涉及应用效果和工艺方法,而关于失效机理研究则较少。本文研究了碳化物陶瓷涂层和氧化物陶瓷涂层在锌液和锌铝液中的腐蚀过程,并根据实验结果改进了涂层材料的结构体系和成分变化,提高涂层的耐腐蚀性能。研究结果表明,WC-Co陶瓷材料在460℃的锌液中主要失效形式是扩散腐蚀,锌与粘结相钴化合形成CoZn_(13)(γ2)硬脆相。该相与涂层中各组分的弹性模量相差很大,在热应力作用下,涂层中产生较大的内应力,导致涂层开裂并失效;Cr_3C_2-NiCr陶瓷材料失效形式是涂层表面微小的孔洞存在,生成多孔疏松的Ni Zn_8(δ)相,将陶瓷相从涂层表层中剥离。优化后的WC陶瓷材料耐腐蚀性能有所提高,主要是加入了Cr、Mo、W等高熔点金属,使得锌和铝腐蚀扩散变得缓慢。研究结果表明,Cr、Mo、W平铺于粘结相表面,与陶瓷相连接在一起形成了“屏蔽效应”,有效的阻止了锌液和铝液的渗入,降低了与粘结相发生反应生成脆性化合物的速率。等离子喷涂Al_2O_3和Zr O_2陶瓷涂层在锌液和锌铝液中的失效机理是因为陶瓷涂层存在一定数量的孔隙,脆性较大,与基体的热膨胀系数差异性大。随着腐蚀时间的增加,在涂层表面首先形成细微裂纹,并逐渐向涂层内部开始扩展,但由于不是垂直于涂层的贯穿性裂纹,因此这些裂纹不会形成腐蚀通道。随着裂纹的继续扩展,涂层出现层状剥离的现象,尤其是与粘结层的剥离,是导致涂层失效的主要原因。由此可见,单一的Al_2O_3和ZrO_2陶瓷涂层难以具有良好的使用寿命,必须提高陶瓷涂层与粘结层的结合强度及陶瓷相的韧性。改进后的NiCoCr AlY/Al_2O_3和Mo/A1_2O_3梯度涂层由于减缓了界面处热膨胀系数的突变,使得界面处的应力集中减少,对裂纹的扩展起到延缓和抑制的作用,涂层抗裂性能增强。金属粘结层韧性好,微裂纹形核、扩展阻力大。在热震过程中,梯度涂层的热稳定性明显高于单一的Al_2O_3涂层,说明采用梯度涂层能减少涂层与基体热膨胀系数的差异,提高了涂层的疲劳寿命。在锌和锌铝液腐蚀过程中,NiCoCrAlY/Al_2O_3梯度涂层的失效形式仍为剥离失效。陶瓷涂层内的孔隙产生应力集中,形成裂纹源并迅速扩展。锌液沿着孔隙和裂纹进入到涂层内部,削弱涂层间的结合力,导致涂层失效。Mo/A1_2O_3梯度涂层主要失效原因是涂层中的孔隙和裂纹扩展,在其界面处结合薄弱部位Mo发生氧化,生成的氧化物削弱了涂层的结合力,导致涂层裂纹开始扩展并最终失效。
张翼[5]2007年在《真空熔结稀土镍基—金属陶瓷复合涂层高温及耐蚀性能的研究》文中提出本文采用真空熔结的方法在45~#钢母材上获得稀土镍基—碳化钨复合涂层，借助SEM、X射线衍射和EDX研究了涂层横截面和纵截面的微观组织、涂层的相结构和母材与涂层界面处的组织特征，重点是通过对涂层的硬度、热磨损性能、热疲劳性能和耐腐蚀性能的考察评估，研究和讨论了适量的稀土La和碳化钨的加入对涂层的组织结构和性能的影响和作用机制。试验结果表明真空熔结Ni60A合金涂层在适量的碳化钨和稀土La介入后，涂层的组织结构、相的组成和各种性能都发生了显着的变化。表现为：真空熔结镍基涂层为镍基固溶体和分布在固溶体上的针状相、块状相，涂层与母材为良好的冶金结合；加入金属陶瓷颗粒WC后形成复合涂层，涂层的组织也随之发生变化，枝晶变的更加细小并出现了块状的WC相；添加稀土元素La的复合涂层减少了针状组织，使组织更加细小均匀，并析出了新的化合物，如Cr_5B_3；稀土La的加入改善了涂层和基体的界面状态，使得界面结合加牢固，纵截面处母材与涂层之间的过渡区域的显微硬度梯度变得较平缓，且在距界面0.40mm处出现峰值；涂层的热磨损性能、热疲劳性能和耐腐蚀性能都有明显的优化；稀土La的添加能使复合涂层的腐蚀电流减小，使腐蚀电位正移，提高了涂层的耐腐蚀性能，明显增大了电化学阻抗谱容抗弧半径，提高了涂层的电阻，涂层有优异的耐碱和盐溶液腐蚀的性能，耐酸性稍差。WC的含量对涂层耐蚀性的影响较复杂，需要对不同的介质具体分析。
马壮[6]2010年在《固相反应型复相陶瓷涂层制备工艺、反应机理及性能研究》文中研究说明以Al-TiO_2-B_2O_3为反应体系,经机械球磨制成超细粉体,采用固相反应法,在金属(Q235钢、AZ31B镁合金)基体表面,制备了Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层。采用EET理论对涂层体系进行了理论设计与性能预测;采用SEM、激光粒度分布仪、XRD、DTA等设备和手段研究了Al-TiO_2-B_2O_3体系的机械力化学和热化学行为;采用热力学、动力学方法研究了涂层的形成机理,并对涂层的物相组成、界面特征进行了分析,对涂层的硬度、结合强度、热震、耐磨、耐蚀等性能进行了测试。EET理论计算结果表明:在Q235钢和AZ31B镁合金基底上制备Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层具有科学性和合理性,涂层与基底之间可形成较强的界面结合,涂层本身强度和韧性可得到适当的配合。热力学计算结果表明:Al-TiO_2-B_2O_3体系在实际条件下,反应可以发生,生成的最终产物为Al_2O_3和TiB_2。机械球磨可使Al-TiO_2-B_2O_3复合粉体得到充分细化,颗粒度呈正态分布,粉体加入PCA球磨20h后,颗粒中位径可达到4.35μm,晶粒度可达到纳米级,形状近乎球形,并有少量Al_2O_3、TiB_2等新相生成。机械力化学作用可使反应体系的活性显着增强,球磨20h粉体在400℃左右就可发生缓慢的固相反应,670℃反应最为剧烈,粉体经700℃热处理,产物大部分为Al_2O_3、TiB_2,经1000℃热处理,产物基本全部为Al_2O_3和TiB_2。动力学分析表明,Al-TiO_2-B_2O_3体系反应激活能E_a随着粉体球磨时间的延长而降低,其动力学机制属于反应-扩散模型。采用固相反应涂覆法在Q235钢表面制备的Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层,其综合性能随热固化温度的提高而提高,随骨料和粘结剂之比的增大先提高后降低,当骨料:粘结剂=1.5:1时,涂层综合性能最佳。700℃热固化涂层界面结合方式主要为化学、冶金和扩散结合,最高显微硬度值可达HV_(0.1)1000,结合强度可达13.4MPa,热震次数可达45次,耐磨性提高为基底的3.21倍,润滑和封孔后可使耐磨性分别提高为基底的4.00和3.38倍。700℃热固化涂层耐蚀性能优异,在15wt.%H_2SO_4溶液中的平均腐蚀速率为1.06,耐蚀性提高为Q235钢基体的19.52倍,封孔后提高为基体的36.48倍。采用固相反应涂覆法在AZ31B镁合金表面于400℃热固化制备的Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层,其综合性能随骨料和粘结剂之比和纳米Al_2O_3加入量的增大先提高后降低,当骨料:粘结剂=1.35:1,纳米Al_2O_3加入量为50%时,涂层综合性能最佳,其界面结合方式主要为化学、冶金和扩散结合,结合强度可达11.28MP,热震次数可达35次,显微硬度最大值可达HV_(0.1)750,封孔处理后,涂层的抗磨粒磨损和抗粘着磨损性能分别提高为基体的6.27和6.41倍。涂层耐蚀性能优异,在3.5wt%醋酸溶液中的平均腐蚀速率为0.2254g·m~(-2)·h~(-1),提高为基体的40.12倍,封孔后平均腐蚀速率仅为0.1488 g·m~(-2)·h~(-1),提高为基体的60.79倍。采用固相反应热喷涂法在AZ31B镁合金表面制备的Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层综合性能优于固相反应涂覆法,涂层主要的结合方式除了机械结合外,还有化学冶金结合,热震次数可达到49次,显微硬度可达到,重熔处理后可达到HV_(0.1)1400;涂层粘着干磨损和粘着油磨损的耐磨性分别比AZ31B基体提高了10.07和11.48倍,磨粒磨损的耐磨性比AZ31B基体提高了9.3倍,明显优于普通热喷涂陶瓷涂层,重熔处理可进一步提高涂层的耐磨性。涂层在5wt.%的醋酸腐蚀溶液中的平均腐蚀速率为26.10909 g·m~(-2)·h~(-1)耐蚀性提高为基体的42.25倍,涂层封孔后,平均腐蚀速率为15.96028g·m~(-2)·h~(-1)提高为基体的67.48倍,并表现出较好的抗氧化性。
张家生[7]2004年在《高温耐磨防腐抗氧化陶瓷涂层的研究》文中认为本课题的目的旨在不锈钢表面加涂无机保护涂层,提高不锈钢的抗高温氧化性,耐磨性和防腐蚀性。在制备适合中高温使用的陶瓷涂层时,分别研究了骨料粒度及级配,结合剂磷酸二氢铝的Al/P对涂层耐磨性的影响。研究表明,当结合剂的Al/P为0.4～0.49,粗颗粒含量为40%时耐磨性最好。涂层耐20℃—450℃循环8次。适用温度500℃。本课题重点制备了高温涂层,实验中主要采用高温熔烧法,在不锈钢管上制备出了高温耐磨防腐抗氧化陶瓷涂层,能够耐900℃的高温。对陶瓷涂层的结合力,涂层的耐磨性和抗高温氧化性等性能进行了测试,对影响性能的因素进行了分析研究。实验研究表明,加入适量的羧甲基纤维素钠能改善涂层料浆的悬浮稳定性和粘结性能。沉降试验和电位测试表明在pH=7～8时羧甲基纤维素钠加入量在0.15%时料浆稳定性最好。涂层随硅酸锆加入量的增加耐磨性提高,超细粉体的加入提高了涂层的耐磨性。在测试抗氧化性能时,采用氧化增重法测试涂层/合金基体的抗高温氧化性,研究表明,对于无涂层试样,氧化速率一直很高,而有涂层试样氧化速率较低,虽后期有所升高,但是低于无涂层试样。在对涂层的抗热冲击性能及界面结合机理进行研究时,通过电镜观测和能谱分析表明,涂层与基体界面结合良好,有一薄层过渡层生成,对不锈钢基体表面在90℃的条件下进行化学预氧化,将制备的涂层试样经900℃→25℃空冷测试其热震稳定性,热震稳定循环次数均在15次以上。分析研究表明经氧化预处理后基材表面生成了多孔牢固结合的氧化物,粗化了基体表面,与陶瓷涂层形成了梯度过渡层,明显提高了其抗热震性能。本实验还采用了逐层车削等方法对涂层与基体的结合力进行了测试,过渡层车削面光滑,没有壳状剥落,涂层与基体结合良好。最后,本课题对梯度涂层进行了初步的制备研究,用真空熔烧法制备出了梯度涂层。测试结果表明,梯度涂层的抗热震性优于传统单层涂层。
鲍瑞良[8]2007年在《激光熔覆钴基合金及其复合涂层》文中提出钛合金具有比强度高、密度小、耐蚀性优异和耐热性好等突出的优点使其在航空航天、国防科技、医疗卫生等领域得到了广泛的应用。但同时也因为钛合金本身硬度低、摩擦系数高、耐磨性差等缺点限制了钛合金的应用范围。为提高钛合金的表面硬度和耐磨性能，本文采用激光熔覆技术Ti-6Al-4V合金上制备了钴基合金、钴基合金+TiC、钴基合金+TiN及其钴基合金+B_4C的复合涂层。试验结果表明，激光熔覆钴基合金涂层在组织结构上分为熔覆区、结合区和热影响区。由于涂层不同部位成分、温度分布不同使初生相呈树枝状、块状、颗粒状等几种形态；涂层与基体实现了的良好的冶金结合。同时，为了实现激光熔覆工艺参数的优化，分析了热力学因素、对流对熔覆层表面质量的影响。熔池中的对流运动促进了加入的合金元素在熔池中的扩散，促使合金元素与熔池内的液体充分混合，对激光加工过程中的传热和传质有显着的影响，对激光表面熔覆涂层的质量有着重要的作用。激光熔覆钴基合金+TiC的复合涂层主要由TiC颗粒，Co基固溶体组成，另外还有少量的NiC_x，V_6Si_5，Cr_7C_3等。分析了激光熔覆钴基合金+TiC涂层中的凝固行为，凝固速度R和温度梯度G对凝固后晶体的组织形貌的影响，温度梯度G／凝固速度R(G／R)是凝固组织生长形态选择的控制参量，随着距熔池底部距离的增加，G／R迅速下降，发生胞枝转变，形成了由树枝状或胞枝状态领先相及其共晶组织组成的涂层区组织特征。分析了熔覆工艺参数对涂层组织结构的影响，试验表明功率越高，树枝晶的尺寸就越大，涂层中的金属与合金粉末互熔的也越多。扫描速度比较小的时候，在激光熔覆处理过程中，涂层能充分吸收热量，组织的长大也就比较充分，形成的树枝晶形貌比较典型。在激光熔覆钴基合金+TiN涂层中，通过熔覆层过渡区的背散射像电子探针成分分析，我们研究了各元素在涂层中的分布情况。另外，对熔覆层中的裂纹与气孔等缺陷进行了分析，出现裂纹的原因可能是由于预敷层比较厚，反应过程中传热不均匀以及反应过程中产生的应力造成的。裂纹存在于含有TiN的涂层中是由于TiN的塑性低于TiC。在钴基合金+B_4C金属陶瓷复合涂层中，尽管Co基合金+B_4C涂层中没有未熔B_4C存在，也没有改变钴基合金涂层的亚共晶组织的枝晶生长方式，但添加的B_4C，Co基合金+B_4C涂层的枝晶组织起到了明显的细化作用，其对涂层所起的细晶强化、固溶强化及第二相强化的增强作用，都使得Co基合金+B_4C涂层的显微硬度和耐磨性都明显高于Co基合金涂层。
相泽锋[9]2011年在《电火花沉积陶瓷涂层及其性能研究》文中提出随着电火花加工技术研究的日益深入，利用脉冲放电加工原理，在零件表面沉积陶瓷涂层是一种新的表面处理方法。与传统的表面改性技术相比，该方法不需要昂贵的设备，工艺简单，涂层结合强度高，工具电极选材广泛，可制备各种不同性能的涂层，极具应用潜力。采用FD300电火花成形机床，分别选用TiC/WC/Co掺杂CeO2半烧结电极和硬质合金CD650、UK12、YT15、YT30对45钢进行了表面改性处理。采取了粉末冶金工艺形式制作工具电极。研究了脉宽、脉间、电流和加工时间等工艺参数对沉积涂层的厚度和粗糙度的影响规律。设计正交交互实验，分析了不同工艺参数对电极的蚀除和传质规律的影响。采用FSEM+EDS能谱扫描，X射线衍射检测分析了涂层的成分和结构。用摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验分析了涂层的耐磨性和耐腐蚀性。实验结果表明，当其它工艺参数一定时，涂层的厚度分别随脉宽增大和加工时间变长，而增大。但涂层厚度有饱和性。采用小脉宽，小电流进行精加工，涂层的厚度在10~15μm之间，粗糙度在2μm左右，沉积片较小且有规则，接近于圆盘，显微裂纹少，此时沉积效率也较大。涂层的显微硬度从表层到基体梯度过度，过渡区域的显微硬度仍高达于基体硬度的2倍。涂层的耐磨性能和耐蚀性能均显着高于45钢基体。随着电极中CeO2含量的增加，涂层的耐磨性能和耐蚀性能均呈先提高后下降的趋势，当添加1.5wt%CeO2时，耐磨性能最好，涂层磨损体积与45钢基体的磨损体积相比下降了63.2%。当添加1wt%CeO2时，耐腐蚀性能最好，涂层自腐蚀电位提高了157.9mV，涂层腐蚀电流密度下降了一个数量级。分析表明从涂层到基体，Ti、W、Fe、C元素的分布是逐渐过渡的。电极材料与基体材料在高温发生冶金化学反应，实现冶金结合。涂层中主要的物相有TiC、Ti8C5、W2C，少量的CoFe、Fe2W2C。在电极中添加适量的CeO2可以减少显微裂纹等缺陷，改善涂层的致密度，提高涂层的耐磨性能和耐蚀性能。过量的CeO2反而会导致涂层的耐磨性和耐蚀性能下降。
惠博[10]2005年在《NiAl/Al_2O_3梯度陶瓷涂层的制备及其性能的研究》文中认为为降低热喷涂陶瓷涂层的应力集中,提高陶瓷涂层的结合强度和抗热震性能,本文利用金属-陶瓷梯度涂层可以缓解陶瓷涂层的应力集中,提高涂层的结合力和抗热冲击性能的基本原理,着力研究了NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层的制备工艺及这种梯度涂层的机械性能。根据等离子设备送粉方式的不同,设计出NiAl/Al2O3两种粉末分别送粉和混合后同时送粉的两种制备方案,对两种方案的优劣及其可行性进行了分析,优选出等离子喷涂法制备NLAl/Al2O3梯度陶瓷涂层的最佳方案,确定了等离子喷涂的工艺参数。在Q235钢基体表面制得的NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层成分呈梯度分布,实现了提高涂层结合强度和抗热冲击性能的目的。采用金相显微镜、XRD法对制备的梯度涂层进行了组织和相结构分析,结果表明:NLAl/Al2O3梯度涂层呈片层状结构,从基体至涂层表面,沿涂层厚度方向,Al2O3含量逐渐增多,NiAl合金产物的含量逐渐减少,表现出成分的梯度化分布,涂层各成分间并不存在明显的成分突变和由此产生的宏观层间界面,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征。梯度涂层是由α-Al2O3、 γ-Al2O3、 δ-Al2O3、 Ni、NiO、TiO2以及镍铝金属间化合物等多种相组成的复合材料结构,沿涂层沉积方向和垂直于沉积方向的组织形态明显不同,表现出组织的各向异性。采用粘结拉伸法、煮沸法、显微维氏硬度计和循环加热法,对涂层的结合强度、西安理工大学硕士学位论文孔隙率、显微硬度和抗热震性能进行了研究,分析了涂层性能的变化规律,结果表明:梯度涂层比双层涂层具有较高的结合强度,涂层中纯N认1层的结合强度最高,随A12o3含量的增加,结合强度呈递减趋势,涂层与基体之间以机械嵌合和抛锚为主兼有部分冶金结合;梯度涂层中N认1合金层的孔隙最少,表面纯陶瓷层孔隙率最高;当Ah03含量小于50%时,随着A12几含量的增加,涂层的孔隙率增高;当A12o3含量在50%~100%时,随着A几03含量的增加,涂层的孔隙率降低;随硬质相A12O3含量的增加,梯度涂层的显微硬度增高,在A12O3含量为80%左右显微硬度达到最高值,A1203含量达80%以后,涂层的显微硬度值有所下降;梯度涂层具有较好的抗热震性能,其抗热震性能大约是双层陶瓷涂层的3倍左右。关键词:梯度陶瓷涂层;等离子喷涂;镍铝合金粉末;氧化铝陶瓷;结合强度;抗热震性能
参考文献：
[1]. 反应形成陶瓷梯度涂层的耐热耐蚀性能研究[D]. 王利强. 河北工业大学. 2002
[2]. 镁合金表面热喷涂法制备耐蚀耐磨涂层性能研究[D]. 王洪涛. 河北工业大学. 2008
[3]. 镁合金、纯铜表面反应热喷涂陶瓷涂层制备工艺及性能研究[D]. 曲文超. 辽宁工程技术大学. 2008
[4]. 热喷涂复合材料及复合结构涂层对Zn液和Zn-Al液防护机制的研究[D]. 张广伟. 沈阳工业大学. 2018
[5]. 真空熔结稀土镍基—金属陶瓷复合涂层高温及耐蚀性能的研究[D]. 张翼. 合肥工业大学. 2007
[6]. 固相反应型复相陶瓷涂层制备工艺、反应机理及性能研究[D]. 马壮. 沈阳工业大学. 2010
[7]. 高温耐磨防腐抗氧化陶瓷涂层的研究[D]. 张家生. 河北理工学院. 2004
[8]. 激光熔覆钴基合金及其复合涂层[D]. 鲍瑞良. 山东大学. 2007
[9]. 电火花沉积陶瓷涂层及其性能研究[D]. 相泽锋. 福州大学. 2011
[10]. NiAl/Al_2O_3梯度陶瓷涂层的制备及其性能的研究[D]. 惠博. 西安理工大学. 2005