等離子噴涂納米Al2O3-TiO2涂層的制備與研究.pdf

1、本文對熱噴涂納米結構Al2O3/TiO2涂層的制備工藝、微觀組織、性能和強韌機理進行了研究。
　　制備熱噴涂納米結構陶瓷涂層的關鍵技術是可噴涂納米結構喂料的再造粒工藝。實驗中以納米Al2O3、TiO2為主要成分，添加納米ZrO2和CeO2作為改性劑。在原料納米粉體中加入去離子水和粘結劑，通過高能球磨制成漿料。把漿料噴霧干燥得到球形納米團聚體，然后經過燒結致密化和等離子處理，使其成為可噴涂納米結構喂料。分析檢測發(fā)現(xiàn)，所制備的可噴涂喂

2、料內部成分均勻，致密度高，流動性好，是理想的噴涂材料。利用等離子噴涂設備將制備好的納米團聚體喂料噴涂到金屬基體上形成納米結構涂層。噴涂時要控制好噴涂電流、噴涂電壓和送粉率等參數(shù)以使所得涂層的性能最佳。
　　分析發(fā)現(xiàn)，納米結構涂層中主要有兩種組織—熔凝組織和三維網狀組織。涂層制備時完全熔化的喂料形成熔凝組織，未熔的喂料形成網狀組織。納米結構涂層中的三維網狀組織包括兩種形式—普通網狀組織和嵌套式網狀組織。普通網狀組織的網壁厚度小于10

3、0nm，網壁內包覆著500nm左右的晶粒。嵌套式網狀組織的網壁厚度也在100nm以下，網壁內包覆的晶粒在1μm左右。嵌套式網狀組織內還還存在有小網狀組織，這種小網狀組織的晶粒非常小，都在100nm以下。涂層的熔凝組織內晶粒均勻細小大都在100nm以下。納米結構涂層和商用美科130涂層的硬度相當，但結合強度是美科130涂層的2.5倍。
　　納米壓痕試驗發(fā)現(xiàn)熔凝組織的硬度和彈性模量不隨壓頭壓入涂層的深度增加而發(fā)生明顯變化，一直保持較高