激光作用下納米YSZ@Ni核殼粒子的熔凝行為研究.pdf

1、納米YSZ涂層因其優(yōu)異的綜合性能而成為頗具應用前景的高溫涂層材料。針對納米YSZ顆粒的團聚、飛濺等問題，本文用YSZ@Ni納米核殼粒子進行改善。研究了YSZ@Ni納米核殼粒子的制備工藝；討論了熔覆材料對熔覆層組織和結構的影響，重點分析了納米YSZ@Ni的熔凝行為；探討了激光重熔對YSZ@Ni熔凝行為的影響。主要得到以下的結論：
　　用化學鍍法制備 YSZ@Ni核殼粒子的研究發(fā)現(xiàn)，當鍍液成分為CNi=0.12mol/L、CYSZ=0

2、.007mol/L、CN2H4=0.43mol/L時，在pH=11-12，60-70℃水浴條件下制備的復合粒子分散良好。TEM結果表明，該復合粒子具有核殼式結構，其中核為直徑60-80nm的納米YSZ，殼層為厚度在10-20nm單質鎳。
　　不同粉末的激光熔覆過程發(fā)現(xiàn)，純納米YSZ在激光作用下飛濺嚴重，幾乎損失殆盡；納米YSZ/Ni混合粉飛濺、團聚也比較嚴重，形成的熔覆層為不連續(xù)的金屬球，組織疏松多孔，很容易脫落；而納米YSZ@N

3、i核殼粒子的飛濺、團聚現(xiàn)象較少，熔覆層連續(xù)均勻，與基體的結合較好。說明納米YSZ@Ni核殼粒子的激光加工性能比純納米YSZ和YSZ/Ni混合粉都好。
　　納米YSZ@Ni核殼粒子經(jīng)單道單層熔覆后，納米YSZ陶瓷和金屬Ni分層，其中Ni擴散進入熱影響區(qū)，形成Fe、Cr、Ni三元合金過渡層。納米YSZ在熔覆層形成YSZ/(FeCr2O4)共晶體、YSZ先析出相以及少量的YSZ等軸晶粒。在共晶組織中YSZ相主要呈短棒狀，平均直徑約200

4、nm，也有少量的片狀YSZ，層片間距約400nm。先析出YSZ相呈橢圓形，尺寸約為幾個微米。
　　重熔后，在熔覆層形成均勻的層狀-短棒狀交替出現(xiàn)的納米YSZ/(FeCr2O4)的共晶組織。
　　與單道單層熔覆層相比，三次重熔后YSZ層片平均間距減少到200nm，但八次重熔后層片平均間距又增加到330nm。說明重熔對納米YSZ/(FeCr2O4)共晶組織的粗細有雙重影響，重熔使熔池升溫而增加液體過冷度，利于細化共晶組織；但重熔