鋁表面反應(yīng)熱噴涂Fe-,2-O-,3-形成陶瓷涂層的研究.pdf

1、該研究課題通過(guò)正交試驗(yàn),運(yùn)用工藝靈活、成本低廉的氧-乙炔火焰熱噴涂技術(shù)噴涂高溫雙放熱復(fù)合粉末體系(Al+Fe<,2>O<,3>、Al+TiO<,2>)于具有反應(yīng)活性的高純鋁板表面,借助雙鋁熱反應(yīng):2Al+Fe<,2>O<,3>=2Fe+Al<,2>O<,3>+836kJ.mol<'-1>4Al+3TiO<,2>=2Al<,2>O<,3>+3Ti+493.64 kJ.mol<'-1>原位燃燒合成出了厚度可控、結(jié)合緊密的陶瓷涂層,對(duì)鋁質(zhì)材料

2、表面進(jìn)行了耐磨改質(zhì);對(duì)放熱復(fù)合粉末噴涂前后進(jìn)行了XRD衍射成分分析,對(duì)涂層表面、斷面進(jìn)行了SEM掃描電鏡微觀形貌分析,利用熱噴涂技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和一些通用方法測(cè)定了涂層的結(jié)合強(qiáng)度、表面洛氏硬度、顯微硬度、孔隙率、耐磨性等系列力學(xué)性能;對(duì)復(fù)合材料的增強(qiáng)增韌機(jī)制、鋁熱反應(yīng)機(jī)制、涂層摩擦磨損機(jī)制、氧-乙炔火焰燃燒特點(diǎn)及涂層形成機(jī)制進(jìn)行了全方位詳細(xì)的介紹,并努力綜合應(yīng)用這些知識(shí)深入闡述了涂層性能指標(biāo)與因素水平、反應(yīng)熱噴涂技術(shù)特點(diǎn)之間的內(nèi)在有機(jī)聯(lián)系.

3、在80×80×8mm的高純鋁片上對(duì)9組不同配方的復(fù)合粉末進(jìn)行了熱噴涂實(shí)驗(yàn),共制得試片45個(gè),利用正交實(shí)驗(yàn)極差分析方法討論了涂層4個(gè)力學(xué)性能指標(biāo)與因素水平之間的顯著性關(guān)系,并繪制出了相應(yīng)的關(guān)系趨勢(shì)圖;用綜合平衡法確定出了因素最優(yōu)水平組合A<,2>B<,3>C<,3>D<,3>,即鋁粉量為48g,Fe<,2>O<,3>粒度為-260目~+300目(0.05mm~0.057mm)量為100g,Al<,2>O<,3>量為40g,TiO<,2>量

4、為40g;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在高純鋁板表面使用氧-乙炔火焰技術(shù)噴涂并引燃雙放熱復(fù)合粉末體系反應(yīng)合成陶瓷涂層是可行的,噴涂粉末的SHS反應(yīng)貫穿整個(gè)飛行過(guò)程甚至與鋁板碰撞瞬間也有SHS反應(yīng)發(fā)生并放出大量的燃燒熱,顯著改善了碰撞粒子的熔融、擴(kuò)散、鋪展程度,涂層的最高結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到16.15MPa,最高宏觀表面洛氏硬度達(dá)到71.9HR-15T,維氏硬度達(dá)到899HV-300,孔隙率降低到7.87﹪,對(duì)基體鋁板表面成功進(jìn)行了耐磨改質(zhì),使鋁板的耐摩擦性能