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納米Al2O3等離子噴塗塗層的製備及性能分析

時間:2017-08-05 21:21:11  來源:膜層技術  作者:杜三明,靳俊傑,肖宏濱,張永振

    熱噴塗氧化鋁塗層具有優良的耐磨、耐蝕、絕緣等綜合性能,應用價值極高,因此關於氧化鋁塗層的研究備受國內外學者青睞。鄧春明等研究了不同方法對氧化鋁塗層致密性的影響,發現低壓噴塗的效果優於常壓噴塗。毛傑等通過優化超音速等離子噴塗工藝,改善了氧化鋁塗層的力學性能。塗層與基體的良好結合是保證塗層優異性能得以有效應用的前提,SCostil發現基體經過脈衝激光後,塗層的結合性能得到大幅度提高。隨著複合材料在各領域中的作用日漸凸顯,氧化鋁塗層的複合化研究也與日俱增。HeLong等製備了Al2O3-CeO2複合塗層,發現添加CeO2能夠有效降低塗層的孔隙率,顯著提高塗層的綜合性能。以上研究主要為了解決氧化鋁陶瓷塗層脆性大、對裂紋敏感和與基體結合弱等問題,而塗層性能的提高與噴塗材料有很大關係。隨著納米技術的發展,納米材料與熱噴塗技術的結合表現出了廣闊的應用前景。

    美國Inframat公司開發了AT13納米喂料,開啟了熱噴塗納米氧化鋁複合塗層的新紀元。這種塗層表現出了十分優異的強韌性、耐腐蝕磨損性和抗熱震性。隨後,Agarwal等采用該製粉方法製備了納米Al2O3-CNTs複合塗層,大幅提高了塗層的綜合性能。田宗軍對等離子噴塗AT13納米塗層進行了激光重熔,進一步提高了塗層的強韌性。總結國內外氧化鋁陶瓷塗層的研究現狀,所用的粉末由微米級向納米級逐漸細化,塗層從成分單一向複合化發展。微/納米氧化鋁及其複合塗層在當今社會中發揮著舉足輕重的作用,而等離子噴塗方法是最具經濟效益和便於產業化推廣的熱噴塗技術之一。文中采用大氣等離子噴塗法製備了微米Al2O3和納米Al2O3塗層,並對比了兩種陶瓷塗層的組織及性能,擬為完善氧化鋁陶瓷塗層的應用和研究提供一定參考。

結論

    1)與微米Al2O3塗層相比,納米Al2O3塗層粒子間結合更為緊密,內部微裂紋和空洞明顯減少。納米Al2O3塗層顯微結構的改善及更好的均勻性使得其結合強度和顯微硬度均明顯優於微米Al2O3塗層。

    2)與微米Al2O3塗層相比,納米Al2O3塗層摩擦係數較低,且波動幅度更為穩定,表麵磨損形貌光滑平整,磨損率較低,表現出了更好的耐磨性能。

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