微波燒結(jié)制備陶瓷表面鈷基合金功能涂層的研究.pdf

1、本研究使用微波燒結(jié)方法在氧化鋁陶瓷基體表面制備鈷基合金功能涂層，在研究過(guò)程中，通過(guò)改變不同鈷基自熔性合金粉末粒度、不同金屬粉末和 Al2O3陶瓷粉末配比的梯度涂層結(jié)構(gòu)，結(jié)合 SEM、EDS等微觀檢測(cè)手段，比較涂層材料組織性能的變化，測(cè)定了粉末材料的吸波特性、涂層材料的致密度、抗熱震性和抗氧化性等性能。粉末顆粒尺寸隨球磨時(shí)間延長(zhǎng)而減小，球磨36h后粉末出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。粉末吸波升溫總體趨勢(shì)是，隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)，吸波能力提高，在升溫過(guò)程中，金

2、屬粉末吸波趨于飽和，升溫速率下降。未球磨粉末涂層試樣涂層塊狀組織較大較不均勻，球磨時(shí)間24h涂層試樣組織細(xì)小、均勻。球磨時(shí)間從0h增加到12h，試樣靠近結(jié)合面處縮松和剝落隨時(shí)間增大而逐漸減少，超過(guò)24h即達(dá)到36h時(shí)，剝落現(xiàn)象反而開(kāi)始增多。對(duì)比不同試樣致密度，隨著粉末球磨時(shí)間的增加，所制得試樣致密度不斷提高，當(dāng)粉末球磨時(shí)間達(dá)到36h和48h后，試樣致密度略有下降。就抗熱震性而言，球磨時(shí)間不足12h時(shí)，抗熱震性較差，超過(guò)12h抗熱震性明顯

3、提高，超過(guò)36h熱震性反而下降。抗氧化性與抗熱震性變化趨勢(shì)相同。由此可見(jiàn)，最佳球磨時(shí)間是24h。通過(guò)對(duì)比不同粉末配比涂層燒結(jié)試樣致密度，發(fā)現(xiàn)有過(guò)渡層的試樣比沒(méi)有過(guò)渡層的試樣致密度有較大提高，成分梯度逐漸減小的涂層試樣致密度逐漸提高，提高幅度相對(duì)較小。梯度涂層抗熱震性能變化規(guī)律為：過(guò)渡層金屬粉末與陶瓷粉末成分梯度逐漸減小的四層結(jié)構(gòu)試樣抗熱震性較差，過(guò)渡層金屬粉與陶瓷粉1:1、最外層純金屬層的二層結(jié)構(gòu)試樣抗熱震性較好。對(duì)于不同微波燒結(jié)溫度制

4、備的試樣，隨著燒結(jié)溫度的提高，涂層與基體的結(jié)合不斷改善。由于微波選擇性加熱的作用，在燒結(jié)試樣涂層微觀組織中，出現(xiàn)了呈團(tuán)球狀的含有較多鈷基合金元素的灰白色組織，分布于其間的是含有較多Al2O3成分的灰黑色組織。分析涂層燒結(jié)試樣 XRD衍射圖譜可知，在部分試樣的過(guò)渡層中存在 Al13Co4這一中間相。燒結(jié)溫度的升高促進(jìn)了試樣致密度不斷提高，同時(shí)涂層抗熱震性也不斷增強(qiáng)，但超過(guò)1200℃都出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，抗氧化性與抗熱震性變化趨勢(shì)相同。由此可見(jiàn)