納米結(jié)構(gòu)WC-12Co金屬陶瓷涂層制備工藝及抗汽蝕機(jī)理的研究.pdf

1、水輪機(jī)是一種把水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械，它一般是以水流為動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，從而把能量遠(yuǎn)距離輸送出去。水輪機(jī)的失效形式一般為主要過流部件的汽蝕造成的掉邊、掉塊、穿孔、開裂等，同時(shí)加之水流中的沙粒的沖蝕，從而加速水輪機(jī)葉片的磨損，進(jìn)而導(dǎo)致出力效率降低甚至停機(jī)。在能源越來越受到重視的今天，水輪機(jī)抗汽蝕研究已受到各國科研人員的廣泛關(guān)注。 本文在綜合國內(nèi)外關(guān)于水輪機(jī)汽蝕、納米材料相關(guān)領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以汽蝕機(jī)理為依據(jù)

2、，結(jié)合納米材料神奇的性能優(yōu)勢，采用HVOF噴涂工藝，選取了100mm和200mm兩種不同長度的槍管以及四種噴距制備八種納米結(jié)構(gòu)WC—Co金屬陶瓷涂層，進(jìn)行了涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)分析和硬度測試試驗(yàn)，并選取其中的五種涂層進(jìn)行了抗汽蝕性能試驗(yàn)，對(duì)涂層的抗汽蝕機(jī)理進(jìn)行了探討。 第1章為引言。闡明了課題提出的背景和研究的意義，詳細(xì)介紹了水輪機(jī)過流部件存在的問題，對(duì)水輪機(jī)過流部件中汽蝕破壞的機(jī)理做了大體的歸納和總結(jié)，并概述了目前國內(nèi)外對(duì)該問題

3、的解決方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，提出了課題研究的方向及工作內(nèi)容。 第2章詳細(xì)介紹了WC、Co以及WC-Co復(fù)合粉末的特性，納米結(jié)構(gòu)WC-12Co粉末和涂層的制備工藝，并考慮解決WC脫碳的問題，采用不同工藝參數(shù)制備出了涂層。 第3章采用SEM及XRD對(duì)八種涂層的顯微結(jié)構(gòu)及相進(jìn)行了分析，并測量了涂層的顯微硬度，結(jié)果顯示，HVOF噴涂中槍管的長度對(duì)納米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層性能產(chǎn)生顯著影響，雖然槍管的增長使涂層中WC的脫碳更為嚴(yán)重，但涂

4、層的顯微硬度卻增高。 第4章采用超聲波振動(dòng)汽蝕試驗(yàn)機(jī)，對(duì)幾種涂層的抗汽蝕性能進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明：HVOF噴涂中槍管的長度對(duì)納米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層的抗汽蝕性能有著顯著影響，隨著槍管的增長，抗汽蝕性能也明顯提高；同時(shí)噴涂距離對(duì)納米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層的抗汽蝕性能也有著一定的影響，選擇合適的噴距有利于增強(qiáng)涂層的抗汽蝕性能。研究表明，應(yīng)用HVOF可以制備出含有納米結(jié)構(gòu)的WC-12Co金屬陶瓷涂層，通過優(yōu)化噴涂參數(shù)，可以有效抑制W