微复合Fe-Al/Al 2 O 3 陶瓷涂层的制备与性能研究

发布时间：2024-01-30 19:39

　　在金属基体表面制备陶瓷涂层既可发挥金属基体的强度和韧性,又具备陶瓷涂层耐磨、耐高温氧化等性能。但是Al2O3陶瓷涂层与金属基体的理化性能差异导致了涂层与基体的结合强度差,需要引入过渡层或过渡相。Fe-Al金属间化合物因其特殊的结构、较高的机械性能和性价比得到了广泛的研究,其可以作为金属基体与陶瓷涂层的过渡相,从而强化涂层性能。虽然Fe-Al金属间化合物的制备方法很多,但是其粉体的制备却非常困难。本文以可控制备的二次镀Fe/Al复合粉体和Al2O3粉为原料,利用等离子喷涂技术制备了复合陶瓷涂层。通过高温下Fe/Al复合粉体的原位反应形成的Fe-Al金属间化合物作为过渡相来提高涂层的性能。采用化学镀法对Fe/Al复合粉体进行制备。以FeSO4·7H2O为主盐,NaH2PO2·H2O为还原剂,C4O6H4KNa和C6H8O7为复合络合剂,以活化处理的Al粉为核,在水浴搅拌的条件下对复合粉体进行制备。对实验过程的条件及Al粉的活化处理方式进行探究分析,结果表明：Al粉的活化处理方式对复合粉体的包覆效果具有较大的影响,采用NaOH活化处理的Al粉制备的Fe/Al复合粉体中游离及脱落的铁颗粒明显减...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 氧化铝陶瓷涂层的研究现状
    1.3 等离子喷涂
        1.3.1 等离子喷涂概述
        1.3.2 等离子喷涂工艺参数
    1.4 核壳结构复合粉体
        1.4.1 核壳结构复合粉体的研究现状
        1.4.2 化学镀
    1.5 研究内容及意义
第二章 实验内容与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 化学镀法制备Fe/Al复合粉体
    2.4 沉淀法制备Fe₂O₃/Al复合粉体
    2.5 等离子喷涂制备复合陶瓷涂层
    2.6 测试与表征
        2.6.1 复合粉体的平均密度和铁含量
        2.6.2 涂层抗拉结合强度
        2.6.3 涂层抗热震性
        2.6.4 涂层金相试样的制备
        2.6.5 涂层显微硬度
        2.6.6 涂层气孔率
        2.6.7 微观结构分析
        2.6.8 相组成分析
第三章 Fe/Al复合粉体可控制备
    3.1 铝粉活化处理方式对复合粉体的影响
    3.2 镀液温度对复合粉体的影响
    3.3 化学镀反应时间对复合粉体的影响
    3.4 主盐浓度对复合粉体的影响
    3.5 二次镀优化制备Fe/Al复合粉体
    3.6 复合粉体的成分分析
    3.7 沉淀法制备复合粉体
    3.8 本章小结
第四章 Fe-Al/Al₂O₃复合陶瓷涂层的结构与性能研究
    4.1 陶瓷涂层微观结构
    4.2 陶瓷涂层组分分析
    4.3 涂层抗拉结合强度
    4.4 涂层抗热震性
    4.5 涂层气孔率
    4.6 涂层显微硬度
    4.7 本章小结
第五章 微复合Fe-Al/Al₂O₃陶瓷涂层机理分析
    5.1 涂层形成过程
    5.2 涂层结合机理
    5.3 涂层内部气孔形成机理
    5.4 涂层中的残余应力
    5.5 涂层残余应力的影响因素
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录
附件



本文编号：3890295