氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層在直線超聲電機(jī)上的應(yīng)用.pdf

1、直線超聲電機(jī)是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)使兩個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)稱的振子做同時(shí)相互反相的振動(dòng),通過(guò)定子表面和轉(zhuǎn)子之間面接觸產(chǎn)生的摩擦力使轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。近年來(lái),航空航天、精密定位等多領(lǐng)域?qū)χ本€超聲電機(jī)的性能提出了更高的要求,超聲電機(jī)的性能受到了廣泛關(guān)注。由于直線超聲電機(jī)的轉(zhuǎn)子是氧化鋁陶瓷,定子為金屬合金,表面硬度相差較大,在電機(jī)運(yùn)行時(shí),定子的磨損十分嚴(yán)重。摩擦材料是提升超聲電機(jī)性能的關(guān)鍵因素之一,摩擦材料本身性能的優(yōu)劣與超聲電機(jī)的性能和使用壽命息息相關(guān)。<

2、br>　　本課題利用大氣等離子噴涂設(shè)備制備復(fù)合涂層。采用以下手段對(duì)制備的涂層進(jìn)行表征:SEM表征涂層截面和表面形貌,XRD測(cè)試涂層的特征峰,通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試涂層的摩擦學(xué)性能,涂層的顯微硬度和結(jié)合強(qiáng)度分別通過(guò)顯微硬度計(jì)和萬(wàn)能拉伸機(jī)測(cè)試。在等離子噴涂氧化鋁-氧化鈦復(fù)合陶瓷的基礎(chǔ)上,首先,研究等離子噴涂工藝參數(shù)和不同的 TiO2含量對(duì)Al2O3/TiO2涂層的影響,通過(guò)工藝參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn),得出了最優(yōu)工藝參數(shù),當(dāng)電壓為60V、電流為600

3、A時(shí),涂層具有最小的孔隙率和最大的結(jié)合強(qiáng)度。TiO2對(duì)Al2O3/TiO2涂層的影響較大, TiO2含量不同,制備的涂層性能差異較大。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和分析可知,當(dāng) TiO2含量為16wt.％時(shí), Al2O3/TiO2涂層最適合運(yùn)用在直線超聲電機(jī)上。其次,研究了稀土氧化物對(duì)提高等離子噴涂制備涂層的性能的影響。適當(dāng)含量的稀土氧化物可以減小涂層的孔隙率,增加涂層與基底的結(jié)合強(qiáng)度,改善涂層的摩擦磨損性能等。在Al2O3-16wt.%TiO2原料粉末中添

4、加不同量的La2O3,通過(guò)性能表征發(fā)現(xiàn),當(dāng)La2O3含量為5wt.%時(shí),復(fù)合涂層具有最好的綜合性能。在此基礎(chǔ)上,研究稀土氧化物占原料粉末質(zhì)量5wt.%不變的前提下,添加不同配比的La2O3和Sm2O3,通過(guò)表征和分析制備的涂層可知,當(dāng)La2O3含量為1wt.%,Sm2O3含量為4%時(shí),Al2O3-16wt.%TiO2復(fù)合涂層的綜合性能最佳。為了進(jìn)一步提高復(fù)合涂層的性能,采用熱處理的再加工方式對(duì)復(fù)合涂層進(jìn)行處理。通過(guò)改變加熱溫度,選擇最優(yōu)