316L不銹鋼微弧氧化復合阻氚涂層制備及其晶型調(diào)控.pdf

1、本論文綜述了氧化鋁阻氚涂層、熱浸鍍鋁技術(shù)、熱浸鍍鋁與微弧氧化復合制備技術(shù)、α-Al2O3相晶種誘導的概念、原理及研究現(xiàn)狀，在此基礎上提出了采用熱浸鍍鋁與微弧氧化相結(jié)合的復合梯度涂層制備方法，得到具有較厚氧化鋁層的復合梯度涂層，同時通過對氧化鋁層進行晶型調(diào)控，提高涂層中α-Al2O3相的含量，以此作為新型阻氚涂層的研究思路。
　　采用熱浸鍍鋁技術(shù)在316L不銹鋼表面獲得梯度涂層，用光學顯微鏡和掃描電鏡觀察了梯度涂層表面和截面的顯微形

2、貌;用能譜儀(EDS)和X射線衍射儀(XRD)分析了梯度涂層的化學成分和物相組成;綜合分析了梯度涂層結(jié)構(gòu)隨熱浸鍍鋁溫度和時間的變化規(guī)律，并對熱浸鍍鋁工藝進行優(yōu)化;研究了梯度涂層顯微硬度。結(jié)果表明:(1)316L不銹鋼熱浸鍍鋁梯度涂層結(jié)構(gòu)為:基體/金屬間化合物層/多相混合層/純鋁層。(2)金屬間化合物層的物相組成為:FeAl3+ Fe4Al13，少量Al相富集，并嵌于鐵鋁金屬間化合物之中，硬度最高;多相混合層的物相組成為:Al+ FeAl

3、3+ Fe4Al13，鐵鋁金屬間化合物呈絮狀均勻分散于Al相中;純鋁層只有Al相，表面存在微孔，硬度最低。(3)在700℃條件下熱浸鍍鋁，金屬間化合物層最厚。在730℃條件下熱浸鍍鋁，多相混合層最厚。在760℃條件下熱浸鍍鋁，純鋁層占梯度涂層比例最大。(4)優(yōu)化出最合適后續(xù)微弧氧化的熱浸鍍鋁參數(shù)為:浸鍍溫度760℃，浸鍍時間11 min。
　　對熱浸鍍鋁梯度涂層進行微弧氧化，觀察了微弧氧化復合梯度涂層的表面和截面形貌，分析了氧化鋁

4、陶瓷層的物相組成。結(jié)果表明:(1)微弧氧化放電僅在純鋁層表面進行，復合梯度涂層結(jié)構(gòu)為:基體/金屬間化合物層/多相混合層/純鋁層/氧化鋁層。氧化鋁層致密，與純鋁層結(jié)合良好，表面微孔尺寸小。(2)微弧氧化復合梯度涂層表面氧化鋁陶瓷層由η-Al2O3相構(gòu)成，沒有阻氚性能最好的α-Al2O3相。
　　引入α-Al2O3和Cr兩種晶種對氧化鋁層進行晶型調(diào)控，分析氧化鋁層的物相組成。結(jié)果表明:(1)基于微弧氧化α-Al2O3摻雜制各的復合梯度

5、涂層表面的物相組成為:η-Al2O3+α-Al2O3，摻雜α-Al2O3晶種對α-Al2O3相的生成有促進作用，同時，添加α-Al2O3顆粒后微弧放電更劇烈。(2)316L不銹鋼熱浸鍍鋁鉻梯度涂層的表面純鋁層物相組成為:Al+ Fe4 Al13+ Fe2 Al5+ Fe Al6+ Fe Al2+Cr+ AlCr2+ Al13Cr2。Cr元素成片狀在鍍層表面富集，Cr單質(zhì)以顆粒的形式鑲嵌在鍍層中。Cr元素的摻雜促進了鋁鉻反應和鋁鐵反應的進