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氧化鋁陶瓷涂層的孔隙率與耐腐蝕性

2019-7-26 6:49:25點擊:
陶瓷材料具有高熔點、高硬度、高剛度及良好的化學穩定性,然面其抗彎強度低、韌性差在很大程度上影響了其應用。為改善其脆性,通常以陶瓷復臺材料形式出現,但傳統的陶瓷復合材料的韌性仍不夠。采用熱噴涂技術在金屬表面上制備陶瓷涂層,將其特點與金屬材料的優點結合起來,獲得各種功能的涂層,正在成為當代復合材料領域的一個重要分支。
氧化鋁陶瓷涂層
      本文分別采用低壓等離子(LPPS).普通大氣等離子(APS)和帶Laval噴嘴的大氣等離子噴涂(L-APS)方法制備了氧化鋁 涂層,并對APS和LAPS噴涂時粒子溫度和速度進行了表征。對三種涂層的顯微組織結構、相組成、硬度和結合強度進行了分析和比較,并對三種氧化鋁涂層的千摩擦磨損性能及在HCI溶液中的腐蝕行為進行了評價。

氧化鋁陶瓷涂層的微觀組織分析表明,LPPS 氧化鋁涂層結構均勻,涂層致密,孔隙辜低于2%,涂層的顯微硬度較高。噴涂過程中基體溫度較高,徐層中存在較大的殘余應力,涂層的結合強度較低: APS氧化鋁涂層的孔隙率較高,孔際也較大,涂層的結合強度較高: L-APS氧化鋁涂層孔隙率達到10%以上,孔徑超過30μm涂層的硬度和結合強度均較低。兩種大氣等離子噴涂中粒子溫度相近,但LAPS的粒子速度遠低于APS,因此L-APS涂層的結合強度低,孔除率高。

氧化鋁涂層封孔劑

干摩揀磨損分析表明,三種涂層的磨損量都隨摩擦速度的增加而增加。LPPS氧化鋁涂層具有較好的耐磨性能:而LAPS氧化鋁徐層的磨損量最大,耐磨性較差。由于摩擦熱和涂層的塑形流變的共同作用,LPPS 和APS氧化鋁涂層隨載荷的增加涂層的磨損量出現-拐點。L-APS氧化鋁涂層的磨損量受載荷的影響最大,這可能與涂層的孔賬率和內聚力有關。涂層的干磨損機理為磨粒磨損和粘著磨損共同作用。
      三種涂層經硅樹脂封孔后在5 mass %HCl溶液中500h腐蝕結果表明, AbO3涂層在HCI路液中都發生了腐蝕,不同的氧化鋁涂層有不同的腐蝕特性,對基體的防護效果也有很大不同。LPPS氧化鋁涂層具有較低的孔隙率,涂層的耐蝕性能較好,但封孔劑不能進入細小孔院中,500h腐蝕后,介質通過細小孔除進入基體中,使基體材料失去涂層承載能力: APS氧化鋁涂層的孔隙率高,封孔劑仍不能對孔隙起作用,500h 腐蝕后,介質容易通過相對教大的孔除進入基體中,使基體發生腐蝕:而L-APS氧化鋁涂層具有良好的抗腐蝕性能,可能是由于封孔劑能夠進入相對較大的孔隙中,延緩介質進入基體中,使涂層在腐蝕500h后仍具有良好的抗腐蝕性能。
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