納米陶瓷生產(chǎn)和金屬基納米陶瓷復(fù)合涂層的制備.pdf

1、金屬表面的激光熔覆層具有稀釋率可控、結(jié)合強(qiáng)度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。而且，由陶瓷材料與金屬混合構(gòu)成的復(fù)合材料涂層，可以將金屬良好的塑韌性和陶瓷材料的優(yōu)異耐磨耐蝕耐高溫特性相結(jié)合，給耐磨防護(hù)涂層的發(fā)展提供了廣闊空間。
　　隨著納米陶瓷顆粒的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值不斷提高，納米陶瓷顆粒涌現(xiàn)出很多的制備方法，本文首先介紹了一種用沉淀法制備納米氧化鋁顆粒的生產(chǎn)工藝流程。在水介質(zhì)中，0.3M的AlCl3做為鋁鹽，水浴加熱至40~50℃后，用1.0M

2、的Na2CO3溶液作為沉淀劑（沉淀反應(yīng)初始加入PEG1500作為表面活性劑），通過(guò)優(yōu)化滴加方式，得到白色沉淀，陳化24h之后，洗滌壓濾，在450℃高溫下干燥脫水1.5h。最后經(jīng)過(guò)兩次粉碎，得到粒徑在50nm以下的納米氧化鋁顆粒。
　　然后，本文在鐵基板表面采用激光熔覆技術(shù)，分別在316L不銹鋼表面制備了Al2O3/Fe-Cr-Mo復(fù)合涂層；在Q235鋼表面制備了SiC/316L復(fù)合涂層。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SE

3、M)、X射線能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)等檢測(cè)了熔覆層顯微組織并分析了強(qiáng)化機(jī)制。Al2O3/Fe-Cr-Mo復(fù)合涂層中，發(fā)生Al2O3部分分解，生成鐵鋁金屬間化合物。S iC/316L復(fù)合涂層中，微米S iC發(fā)生部分分解，有殘留的SiC相；納米SiC發(fā)生完全分解，生成新的強(qiáng)化相碳化物M7C3和硅化物FeSi，新的強(qiáng)化相，使熔覆層組織由柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榘麪罹?。利用顯微硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、拉伸試驗(yàn)等分析了熔覆層的硬度分布、摩擦磨

4、損性能和拉伸力學(xué)性能。Al2O3/Fe-Cr-Mo復(fù)合涂層，8wt.％Al2O3為合適的添加量。與micro-Al2O3相比，在添加量相同時(shí)，nano-Al2O3與金屬粉末混合更加均勻，組織細(xì)小，硬度、抗拉強(qiáng)度高，并表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨損性能。Al2O3陶瓷增強(qiáng)相通過(guò)金屬間化合物Fe3Al的過(guò)渡與基體間有較高的結(jié)合強(qiáng)度，這是復(fù)合涂層優(yōu)異耐磨性的主要原因。SiC/316L復(fù)合涂層，熔覆層硬度最高達(dá)到527HV，比316L熔覆層提高了132%，