再制造零件表面BaTiO3陶瓷智能涂層的制備與機(jī)理研究.pdf

1、本文旨在研究超音速等離子噴涂工藝制備BaTiO3涂層的制備工藝及機(jī)理研究。采用超音速等離子噴涂設(shè)備在45＃鋼基體上制備了BaTiO3涂層和PbTiO3涂層;分別使用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射法(XRD)、顯微硬度儀和納米壓痕儀檢測(cè)了涂層的形貌、物相、顯微硬度和納米力學(xué)性能;采用灰度法測(cè)量了涂層的孔隙率;采用L9(34)正交試驗(yàn)法對(duì)BaTiO3涂層進(jìn)行正交試驗(yàn),優(yōu)化了工藝參數(shù),并分析了孔隙率影響其介電性質(zhì)的基本機(jī)理;采用HYJH

2、-3壓電材料極化裝置對(duì)涂層進(jìn)行了極化,并對(duì)極化后的介電性能進(jìn)行了檢測(cè);對(duì)BaTiO3粉體的熔化過(guò)程進(jìn)行計(jì)算,研究了等離子體溫度與BaTiO3相轉(zhuǎn)變關(guān)系。
　　結(jié)果表明:(1)通過(guò)對(duì)BaTiO3、PbTiO3陶瓷涂層工藝的探索,得出通過(guò)超音速等離子噴涂制備的BaTiO3涂層組織結(jié)構(gòu)致密,孔隙率較低,具有良好的力學(xué)性能及一定的介電性能。(2)通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化了BaTiO3噴涂工藝,結(jié)果表明獲得最優(yōu)工藝參數(shù)為:噴涂距離100mm、噴涂電

3、流450A、氬氣流量3.2m3/h、電壓140V,在該工藝下涂層的孔隙率為0.3％,涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度為57MPa,且在該工藝條件下制備的涂層力學(xué)性能優(yōu)于傳統(tǒng)等離子噴涂。(3)分析了涂層在極化過(guò)程中孔隙影響電子及離子在不同界面的傳導(dǎo),進(jìn)而使得其本身的介電常數(shù)下降,而且涂層中存在孔隙時(shí)明顯阻礙了電子及離子的移動(dòng),同樣降低了單位體積中電偶極距之和,進(jìn)而導(dǎo)致介電性質(zhì)下降,建立了孔隙率影響其介電性能的基本機(jī)理。(4)建立了粉體的加熱及傳熱模