激光熔覆YSZ@Ni納米核殼粒子制備復(fù)合涂層及其形成機(jī)制研究.pdf

1、針對(duì)納米YSZ（Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2）粉末在激光熔覆過程中的團(tuán)聚、飛濺等問題，采用化學(xué)鍍法制備的納米YSZ@Ni核殼粒子來解決此關(guān)鍵問題。探討了納米YSZ@Ni核殼粒子在激光作用下的熔凝行為；研究了工藝參數(shù)對(duì)熔覆涂層組織和硬度的影響；探究了激光熔覆涂層的組織演變規(guī)律及形成機(jī)制。
　　研究了不同成型粉末對(duì)激光熔覆制備涂層組織的影響。結(jié)果表明，激光熔覆純納米YSZ粉和機(jī)械混合的YSZ/Ni粉制備的涂層存在組織不均勻現(xiàn)象，而激光熔

2、覆納米YSZ@Ni核殼粒子制備的涂層組織均勻、致密，且與基體結(jié)合良好。這是因?yàn)闅覰i能改善陶瓷相YSZ與Ni基合金基體之間的相容性。在激光熔覆過程中還發(fā)現(xiàn)，純納米YSZ粉末在激光沖擊下飛濺最嚴(yán)重，YSZ/Ni混合粉次之，YSZ@Ni核殼粒子粉最好。
　　通過系統(tǒng)研究激光熔覆單層、三層和八層納米YSZ@Ni核殼粒子粉，揭示涂層組織演變規(guī)律及形成機(jī)制。在激光熔覆過程中納米YSZ@Ni核殼粒子全部熔化，并產(chǎn)生分層現(xiàn)象，核-YSZ相上浮

3、到熔池上部形成陶瓷層，殼-Ni擴(kuò)散到熔池下部與基體擴(kuò)散出來的Fe、Cr形成Fe-Cr-Ni合金粘結(jié)層。單層試樣中YSZ在涂層中分布成四種狀態(tài)，除了先共晶相YSZ、鑲嵌在晶界的顆粒狀及少量團(tuán)聚態(tài)的“花狀”YSZ外，最主要形成了YSZ/FeCr2O4共晶組織。在三層和八層熔覆試樣中，主要以YSZ/FeCr2O4共晶組織形式存在，且熔覆層數(shù)越多，涂層組織越均勻，顯微硬度也更高。
　　研究了工藝參數(shù)對(duì)激光熔覆YSZ@Ni納米核殼粒子制備復(fù)

4、合涂層的影響。在其他激光工藝參數(shù)相同的情況下，隨著掃描速度增加，陶瓷層的厚度減少，組織也逐步有分層的趨勢(shì)；激光功率對(duì)陶瓷層的厚度無明顯的線性規(guī)律，隨著激光功率的增加，熔池深度增加，導(dǎo)致熔覆層內(nèi)部陶瓷層與合金粘結(jié)層之間形成富含Cr、O元素的擴(kuò)散連接區(qū)；當(dāng)鋪粉厚度低于0.3 mm，形成涂層太??；鋪粉厚度增加，熔覆層厚度增加，厚度增加為0.8 mm，試樣的陶瓷層厚度可達(dá)120μm，繼續(xù)增加厚度制備出的涂層效果不佳。相對(duì)來說，在激光功率為150