等离子喷涂Al2O3-13wt%TiO2纳米涂层的组织性能

基于涂层部分熔化(PM)区比例,孔隙率和结合强度,通过系列实验得到最佳喷涂工艺参数。利用XRD衍射仪,扫描电镜和透射电镜研究等离子喷涂纳米结构Al2O3-13wt%/TiO2(AT13)复合涂层的微观结构;对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了Weibull统计,通过磨损实验建立了磨损图。研究表明,涂层存在全熔化(FM)区和PM区,关键等离子喷涂参数(CPSP)的增大促进PM区比例的减小及涂层结合强度的增大。喷涂过程中物相发生了反应,涂层中FM和PM区分别由完全和部分熔化的粒子形成。PM区存在纳米尺寸的晶体和非晶态物质,粒子间发生液相烧结。Weibull统计表明涂层显微硬度和断裂韧性的统计分布存在对应于组织的双态分布。PM区的平均显微硬度低于FM区的,而其显微硬度的分散性更大;PM区的平均断裂韧性及其分散性大于FM区。     

热喷涂纳米结构Al2O3／TiO2涂层断裂韧性的统计性质

采用压痕裂纹法测定了等离子喷涂纳米结构Al2O3／TiO2涂层的断裂韧性及其统计离散度。研究表明,采用不同载荷获得的压痕韧性呈现出较大的离散性,其分布符合韦伯分布类型。通过分析指出,随着载荷的增大压痕韧性的数值趋于集中,而导致压痕韧性产生较大波动性的根本原因在于涂层之中显微结构的不均匀性。     

热喷涂纳米陶瓷层单向荷载应力分布有限元分析

为了探讨陶瓷涂层的微观结构(孔隙及裂纹)对涂层断裂特性的影响,采用大气等离子喷涂技术制备了纳米Al2O3/TiO2陶瓷层。以有限元分析软件模拟了纳米结构陶瓷涂层在单向载荷作用下的应力分布,采用扫描电子显微镜(SEM)研究了其微观结构、内部存在的孔隙和裂纹等缺陷,将涂层的缺陷简化为大、中、小孔隙及裂纹,建立了涂层截面二维有限元模型,探讨了涂层受到单向荷载作用时的变形及等值应力分布。结果显示:涂层的小孔隙对应力分布影响不大,相邻孔隙的等值应力会发生叠加;涂层中孔隙的角度分布及孔隙距离对最大等值应力有影响,等值应力最大处最有可能产生裂纹。     

基底对等离子喷涂Mo层片形成的影响

运用扫描电镜和台阶仪研究了在不同状态下的1Cr18Ni9Ti不锈钢和纯Cu基底上大气等离子喷涂Mo层片的形成机制。结果表明:室温光滑基底上沉积的Mo层片均呈不规则飞溅花瓣状,随预热温度升高,形成的层片逐渐变得较完整;熔滴撞击铺展过程中在基底上可能会形成凹坑;基底导热率越高,层片铺展度越小;粗糙基底表面阻碍熔滴铺展,促进熔体飞溅。理论分析表明,"花瓣状"层片的形成是熔体表面张力、熔体与基底接触热阻的不均匀性和基底凹坑相互作用的结果;基底凹坑的形成主要由基底熔化所控制。     

等离子喷涂纳米结构Al2O3＋13％TiO2涂层的热震失效机理

研究了纳米结构Al2O3+13%TiO2(AT13)陶瓷涂层的微观组织,并对其进行热震试验,分析涂层热震前后组织结构的变化,并结合交流阻抗法研究了涂层的热震失效机理.结果表明,陶瓷涂层存在1.02%的通孔,热震过程中氧穿越通孔,使粘结层/陶瓷层界面生成一层氧化物.粘结层/基底界面的氧化物主要为疏松的氧化铝,随着热震次数增多,氧化物层厚度增大.纳米结构AT13陶瓷涂层热震失效发生在粘结层/陶瓷层界面.