超音速等離子噴涂Cu-14Al-X合金涂層腐蝕性能研究.pdf

1、本課題以水霧化法制備的新型多元鋁青銅(Cu-14Al-X)合金粉體材料為研究對(duì)象，材料的主要元素成分為Cu75～5％、Al12～16%、Fe2.0～4.0%，其它的微量合金元素為Mn、Ni、Co等。采用超音速等離子噴涂技術(shù)制備結(jié)構(gòu)、性能相近的Cu-14Al-X涂層試樣，通過靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)(循環(huán)伏安法、Tafel極化、開路電位和電化學(xué)阻抗譜)兩種耐蝕性檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行表征，找出適合超音速等離子噴涂Cu-14Al-X涂層的耐蝕性表

2、征方法之后，再對(duì)這些表征方法進(jìn)行對(duì)比研究。同時(shí)，在相同的腐蝕介質(zhì)條件下，與前期研究已制備好的等離子噴焊層進(jìn)行對(duì)比。
　　 采用金相顯微鏡、電子探針、X射線衍射儀和顯微硬度計(jì)對(duì)兩種Cu-14Al-X涂層的顯微組織進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：不同熔敷工藝對(duì)涂層的組織形貌、成分、硬度都有明顯的影響。超音速等離子噴涂層的粒子基本上呈扁平狀，變形充分，極少粒子成球狀，涂層比較均勻、致密、層狀結(jié)構(gòu)明顯，K相主要以點(diǎn)狀形式分布在基體上；等離子噴焊層

3、的組織較粗大、復(fù)雜，K相主要是尺寸較大的黑色樹枝狀及塊狀。顯微硬度測(cè)試得知，超音速等離子噴涂層的硬度為360HV，等離子噴焊層260HV。
　　 由于Cu-14Al-X涂層本身具有的孔隙和縫隙，使腐蝕產(chǎn)物難以清除干凈，因此失重與增重現(xiàn)象的共存使靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)不能準(zhǔn)確評(píng)定Cu-14Al-X涂層耐蝕性。電化學(xué)方法能較準(zhǔn)確地表征膜層的耐蝕性，循環(huán)伏安法、Tafel極化、開路電位和電化學(xué)阻抗譜四種電化學(xué)試驗(yàn)?zāi)芊从持T如腐蝕電位、腐蝕電流密度

4、、阻抗值等較多的信息。而且四種表征方法連續(xù)試驗(yàn)可以在同一試樣的同一位置獲得多種數(shù)據(jù)，有利于研究涂層的耐蝕原因。同時(shí)，循環(huán)伏安法、Tafel極化和電化學(xué)阻抗譜的測(cè)試結(jié)果之間能較好地相互印證，而且也使靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)阻抗譜的測(cè)試結(jié)果之間能更好地相互印證。
　　 不同熔敷工藝也使Cu-14Al-X涂層具有不同的腐蝕性能。通過比較得知，超音速等離子噴涂層耐蝕性較好。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，多元鋁青銅合金粉體涂層在3.5%NaCl、5%H2S

5、O4和10%NaOH溶液中發(fā)生了選擇性脫成分腐蝕，其中合金涂層表面中的Al、Fe元素因電位較低分別發(fā)生了氫的去極化腐蝕反應(yīng)和氧的去極化反應(yīng)而優(yōu)先被腐蝕。在三種溶液中的腐蝕速率依次增加，分別為12.45mg·m-2·h-1、23.05mg·m-2·h-1和30.84mg·m-2·h-1。同時(shí)也可證明超音速等離子噴涂層在3.5%NaCl、5%H2SO4溶液腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性均優(yōu)于等離子噴焊層，且電化學(xué)腐蝕性能明顯提高；而在10%NaOH溶