鋁合金表面陶瓷涂層制備工藝研究.pdf

1、在鋁合金表面制備陶瓷涂層，是提高鋁合金基體表面性能的有效方法，常見的有熱噴涂技術(shù)、PVD、CVD、等離子微弧氧化等。采用溶膠-凝膠法在鋁合金表面制備陶瓷涂層，是一個全新領(lǐng)域，目的是探索一種低成本高性能的陶瓷涂層制備方法。本論文主要研究了陶瓷涂層的制備工藝及主要性能。
　　首先研究陶瓷涂料粘結(jié)劑溶膠的制備工藝，采用正硅酸乙酯、硝酸鋁、硝酸鉻等制備Si-Al-Cr三元復合溶膠，在混合過程中加入螯合劑，確保溶膠的穩(wěn)定性。然后將球磨和級配

2、后的與溶膠體系同組分的金屬無機氧化物及其它添加物加入，經(jīng)過充分的攪拌和碾磨，并在各種助劑的配合使用下，獲得均勻的無機陶瓷涂料。研究表明，SiO2溶膠中溶劑乙醇的含量，能夠改變?nèi)苣z體系反應濃度，影響涂層的成膜性，SiO2溶膠合適配比為TOES: H2O:EtOH=1:1:10。而Si、Al、Cr混合原子比的變化會影響三元復合溶膠的粘度，原子比增大時，溶膠體系粘度變大，涂料成膜性變差，干燥熱處理容易產(chǎn)生裂紋，且涂層和基體線膨脹系數(shù)差的增大會

3、導致界面的開裂。因此，合理的三元復合溶膠混合原子比應為Si:Al:Cr=2:1:1。
　　其次，研究了加入添加物稀土和硼砂后，對涂層性能的影響。加入添加物的涂層顯微硬度都高于基體，顯微硬度值最高為137.75Hv，較基體提高了62.95Hv。涂層的耐磨性在硼砂含量小于3％時，稀土含量越大耐磨性越好，硼砂含量大于5%時，隨著硼砂含量的增加，耐磨性先增強再變?nèi)酰斉鹕昂繛?6%時，耐磨性最好。涂層的附著力也受到了硼砂的有利影響，破壞