反应等离子喷涂AlNbO4-Al2O3-NbOx复合涂层的研究

• 作者: 何继宁 刘娜 卜丽静 张建新 朱朝刚 杨勇 燕翙江 董艳春 褚振华
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 反应等离子喷涂 AlNbO4 Nb2O5 复合涂层 组织 性能 磨损机制
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 专题——复合涂层及其制备技术
• 页码范围: 116-120
• 页数: 5页
• 分类号: TG174.442
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.05.020

摘要

目的 研究等离子喷涂Al-Nb2O5铝热体系制备的AlNbO4-Al2O3-NbOx复合涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能.方法 以Nb2O5粉和Al粉为原料,通过喷雾造粒制备复合粉,采用等离子喷涂技术喷涂Al-Nb2O5复合粉体,利用复合粉的自反应制备出含有AlNbO4、Al2O3和NbOx的复合陶瓷涂层.利用扫描电镜、EDS和XRD检测和分析复合涂层的组织和物相.用显微硬度计测定复合涂层的硬度,并用硬度压痕法测量裂纹扩展能(Gc).用销盘式磨损试验机测定涂层在无润滑条件下的摩擦磨损性能.结果 XRD分析可知,复合涂层由AlNbO4、Al2O3和NbOx相组成,SEM显示涂层为交替分布的层片状组织.在28~32 kW功率范围内,随着喷涂功率的升高,涂层的硬度增加,喷涂功率为32 kW时,涂层硬度最高,为912HV0.1.随着喷涂功率的升高,涂层的裂纹扩展能先升高后降低,喷涂功率为30 kW时,涂层的裂纹扩展能最大,为14.14 J/m2.摩擦系数随功率的升高先降低后保持不变,28 kW时,涂层的摩擦系数为0.7~0.8,30 kW和32 kW时,涂层的摩擦系数为0.5~0.6.磨损量随喷涂功率的增加先降低后升高,喷涂功率为30 kW时,涂层的磨损量最小.磨损后的试样进行SEM检测发现有明显的犁沟、凹槽和剥落.结论 涂层具有由AlNbO4、Al2O3和NbOx相组成的交替分布的多相层片状组织.喷涂功率为30 kW时,复合涂层的性能最好.复合涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损.