超音速等離子噴涂納米Al2O3-TiO2復(fù)合陶瓷涂層組織結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能的研究.pdf

1、等離子噴涂Al2O3-TiO2復(fù)合陶瓷涂層因其具有耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)良性能，在航空航天、裝備再制造、輕工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于陶瓷涂層差的斷裂韌性嚴(yán)重抑制了其應(yīng)用范圍。等離子噴涂納米復(fù)合陶瓷涂層由于保留了納米結(jié)構(gòu)而大大改善了其韌性，使其具有更廣的應(yīng)用前景。因此，深入開(kāi)展對(duì)等離子噴涂納米陶瓷涂層的研究，將對(duì)挖掘其性能、擴(kuò)展其使用范圍有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文通過(guò)采用超音速等離子噴涂

2、（SPS）和普通大氣等離子噴涂（APS）技術(shù)制備了納米Al2O3-13wt.％TiO2復(fù)合陶瓷涂層（n-AT13涂層）。采用多種檢測(cè)手段和分析方法表征了涂層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、孔隙率、相結(jié)構(gòu)、微觀(guān)硬度、彈性模量、斷裂韌性和摩擦學(xué)性能。最終的研究結(jié)果表明：
　?。?）納米復(fù)合陶瓷涂層是由完全熔化區(qū)和部分熔化區(qū)相互堆積而成的雙態(tài)分布結(jié)構(gòu)。這些微觀(guān)結(jié)構(gòu)的形成主要受焰流溫度、Al2O3和TiO2熔點(diǎn)差異和熱導(dǎo)率影響。
　?。?）納米復(fù)合陶瓷

3、涂層孔隙率值、微觀(guān)力學(xué)性能值服從Weibull分布，且微觀(guān)力學(xué)性能值存在雙態(tài)分布特征；雙態(tài)分布結(jié)構(gòu)對(duì)孔隙率值和微觀(guān)力學(xué)性能值的分布特征有較大的影響。
　?。?）隨氬氣流量增加，孔隙率名義值和特征值呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì)，顯微硬度和彈性模量名義值和特征值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，斷裂韌性名義值和特征值呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)；隨噴涂功率增加，孔隙率逐漸減小最終趨于不變，顯微硬度、彈性模量值呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，斷裂韌性則呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)