氧化鋁-氧化鈦復合涂層在直線超聲電機上的應用.pdf

1、直線超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應使兩個結(jié)構對稱的振子做同時相互反相的振動,通過定子表面和轉(zhuǎn)子之間面接觸產(chǎn)生的摩擦力使轉(zhuǎn)子運動。近年來,航空航天、精密定位等多領域?qū)χ本€超聲電機的性能提出了更高的要求,超聲電機的性能受到了廣泛關注。由于直線超聲電機的轉(zhuǎn)子是氧化鋁陶瓷,定子為金屬合金,表面硬度相差較大,在電機運行時,定子的磨損十分嚴重。摩擦材料是提升超聲電機性能的關鍵因素之一,摩擦材料本身性能的優(yōu)劣與超聲電機的性能和使用壽命息息相關。<

2、br>　　本課題利用大氣等離子噴涂設備制備復合涂層。采用以下手段對制備的涂層進行表征:SEM表征涂層截面和表面形貌,XRD測試涂層的特征峰,通過摩擦磨損試驗機測試涂層的摩擦學性能,涂層的顯微硬度和結(jié)合強度分別通過顯微硬度計和萬能拉伸機測試。在等離子噴涂氧化鋁-氧化鈦復合陶瓷的基礎上,首先,研究等離子噴涂工藝參數(shù)和不同的 TiO2含量對Al2O3/TiO2涂層的影響,通過工藝參數(shù)的正交實驗,得出了最優(yōu)工藝參數(shù),當電壓為60V、電流為600

3、A時,涂層具有最小的孔隙率和最大的結(jié)合強度。TiO2對Al2O3/TiO2涂層的影響較大, TiO2含量不同,制備的涂層性能差異較大。經(jīng)實驗和分析可知,當 TiO2含量為16wt.％時, Al2O3/TiO2涂層最適合運用在直線超聲電機上。其次,研究了稀土氧化物對提高等離子噴涂制備涂層的性能的影響。適當含量的稀土氧化物可以減小涂層的孔隙率,增加涂層與基底的結(jié)合強度,改善涂層的摩擦磨損性能等。在Al2O3-16wt.%TiO2原料粉末中添

4、加不同量的La2O3,通過性能表征發(fā)現(xiàn),當La2O3含量為5wt.%時,復合涂層具有最好的綜合性能。在此基礎上,研究稀土氧化物占原料粉末質(zhì)量5wt.%不變的前提下,添加不同配比的La2O3和Sm2O3,通過表征和分析制備的涂層可知,當La2O3含量為1wt.%,Sm2O3含量為4%時,Al2O3-16wt.%TiO2復合涂層的綜合性能最佳。為了進一步提高復合涂層的性能,采用熱處理的再加工方式對復合涂層進行處理。通過改變加熱溫度,選擇最優(yōu)