熱噴涂制備Al-Al2O3疊層結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，“增材制造技術(shù)”引起了國(guó)內(nèi)外極大的關(guān)注，許多研究人員都對(duì)這項(xiàng)新的制造技術(shù)有著非常濃厚的興趣。許多專家更是認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)將興起新一代的工業(yè)革命。增材制造技術(shù)常常也被叫做3D打印技術(shù)，它是一種通過(guò)將材料層狀累加逐漸由二維向三維發(fā)展進(jìn)而制造出實(shí)體的一項(xiàng)新的制造技術(shù)。軍事航天、衛(wèi)生醫(yī)療、電子科技領(lǐng)域的材料成型制備是它的主要應(yīng)用方向。
　　北京航空制造工程研究所關(guān)橋教授引入“廣義增材制造”的概念，廣義增材制造的技術(shù)分類(lèi)，不僅僅指的是分

2、層熔敷成形，還包括很多使用傳統(tǒng)方法的成形技術(shù)例如物理（化學(xué)）氣相成形、焊接（組焊）成形、噴涂成形等等。
　　多層復(fù)合材料，也被稱為 sandwich材料，因其兼具組分材料的優(yōu)點(diǎn)，而具有重大的市場(chǎng)價(jià)值。截止目前，采用增材制造技術(shù)制備復(fù)雜形狀的多層結(jié)構(gòu)仍具有挑戰(zhàn)。
　　以熱噴涂技術(shù)（高速電弧噴涂和氧-乙炔火焰噴涂）為主要的技術(shù)手段，結(jié)合快速原型技術(shù)，以超音速電弧噴涂鋁涂層和氧-乙炔火焰噴涂陶瓷涂層相結(jié)合，制備出金屬-陶瓷-金屬疊

3、層復(fù)合結(jié)構(gòu)，并測(cè)試該結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。測(cè)試結(jié)果表明該層狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)只有傳統(tǒng)方法制備鋁材的26％，隔熱效果明顯。然后使用熱噴涂成形制備出一個(gè)以該結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的復(fù)合杯狀實(shí)體。
　　目前使用熱噴涂技術(shù)制備疊層結(jié)構(gòu)的突出問(wèn)題是力學(xué)性能較差，在工作條件下容易出現(xiàn)涂層裂紋、甚至結(jié)構(gòu)破損。因此還研究了該復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能；評(píng)估了碳鋼/鋁雙層結(jié)構(gòu)和鋁-氧化鋁-鋁三層結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，利用梁彎曲理論和納米壓痕技術(shù)測(cè)試多層結(jié)構(gòu)的彈性模量，該數(shù)據(jù)能夠