基于熱噴涂技術壓電陶瓷涂層的制備與性能研究.pdf

1、熱噴涂技術是制備零件基體表面涂層的關鍵技術之一。傳統(tǒng)對涂層疲勞磨損失效的判斷主要是依靠涂層局部斷裂后噪聲和產生的機械振動等信號的采集分析，這是一種涂層失效后進行的判斷，涂層服役過程中，其動態(tài)損傷無法實時感知，采用熱噴涂技術制備壓電涂層對涂層在服役過程中的損傷實施監(jiān)測是一個新研究方向。
　　本文主要研究了噴涂方法制備PZT壓電涂層。采用固相燒結的方法制備PZT噴涂粉末，通過對粉末物相組成，顯微結構等的分析，確定制備PZT噴涂粉末的燒

2、結工藝，用超音速等離子在45＃鋼基體表面制備PZT涂層，首先進行正交優(yōu)化實驗，確定PZT粉末的最佳噴涂參數，分別使用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀和納米壓痕儀等檢測手段對涂層的表面及界面形貌、相結構、顯微硬度和納米力學性能等進行檢測，另外，在涂層表面制備銀電極，利用阻抗分析儀和壓電常數d33測量儀對PZT涂層電學性能進行了測試，優(yōu)化并最終確定涂層的極化工藝。
　　結果表明：（1）固相燒結方法制備PZT粉末的燒結工藝為65

3、0℃下保溫1.5小時，然后升溫至850℃保溫2小時，最后在1200℃下保溫4小時，燒結后粉末相結構良好；（2）超音速等離子噴涂工藝參數對PZT涂層綜合性能的影響主次順序依次為：Ar氣流量>噴涂距離>噴涂電流>噴涂電壓，最佳噴涂工藝為噴涂電流400A，噴涂電壓120V，氬氣流量3.2m3/h，噴涂距離100mm；（3）優(yōu)化后的PZT涂層具有較平整的表面形貌，結合強度為41.3MPa，結構致密，孔隙率為1.62％，平均顯微硬度為568.9H