等離子噴涂及激光重熔Al2O3-TiO2涂層的性能研究.pdf

1、如何進一步提高能源利用率，是現(xiàn)代工業(yè)社會面臨的一個重要問題。本文以在汽車發(fā)動機上有廣闊應用前景的噴涂隔熱涂層為研究對象，研究了在鋁合金基體上制備出具有較好隔熱性、抗熱震性和耐蝕性的Al2O3-TiO2涂層，分析了不同工藝對涂層性能的影響。
　　本文采用等離子噴涂技術在鋁合金上首先制備不同TiO2含量的Al2O3-TiO2涂層，利用OM，SEM和XRD研究涂層的表面截面形貌和物相結構，測試其隔熱性，抗熱震性和耐蝕性，通過優(yōu)化選出性能

2、較好的TiO2含量以及陶瓷層厚度。針對單純等離子噴涂的涂層其孔隙率高等缺陷，進一步將激光重熔工藝應用于等離子噴涂涂層，通過用激光重熔工藝對選定的TiO2含量和厚度的等離子噴涂層進行不同激光能量密度的重熔，研究了激光重熔工藝在提高等離子噴涂涂層性能方面的應用前景。
　　研究表明，TiO2含量的增加可增加耐蝕性和抗熱震性能，但是降低了隔熱性，可能的原因是TiO2的加入抑制α-Al2O3向γ-Al2O3轉化。TiO2熔點比Al2O3低，

3、同時脆性較小，在噴涂過程中彌散分布在脆性的氧化鋁基體中起到了封孔及釋放應力減少裂紋的作用，使得腐蝕介質(zhì)難以到達粘結層。TiO2的導熱系數(shù)比Al2O3高，且TiO2的加入降低了涂層的孔隙率，所以隔熱性會下降。TiO2的加入釋放了陶瓷層與粘結層的層間應力和陶瓷層自身的內(nèi)應力，因而抗熱震性能得以提升。
　　涂層厚度對性能的影響結果表明，隨著AT13涂層厚度的增加，涂層物相種類沒有發(fā)生變化，涂層的隔熱性上升，耐蝕性先上升后下降，抗熱震性能

4、先上升后下降?？赡艿脑蚴呛穸仍黾樱魺崮芰υ鰪?但是隨厚度的增加涂層表面裂紋先變窄后變寬，這些裂紋可作為裂紋源擴展到涂層下面，腐蝕介質(zhì)到達粘結層先變難后變?nèi)菀祝蚨臀g性先上升后下降。厚度值很低時，受涂層孔隙率的影響涂層的抗氧化能力很差，因而抗熱震性能較差。厚度增加到一定程度時，涂層的層間應力和自身的內(nèi)應力也增加到一定程度，因而抗熱震性能降低。
　　激光重熔等離子噴涂層的結果表明激光重熔后，AT13涂層表面的物相種類沒有發(fā)生變化