等离子喷涂NbC/TiH 2 掺杂钨基涂层组织结构与性能研究

发布时间：2023-08-10 17:33

　　为了降低钨的脆性并提高其综合性能,本文采用大气等离子喷涂(APS)技术和超音速大气等离子喷涂(SAPS)技术分别在钢表面制备了掺杂1.5wt.%NbC和1.5wt.%NbC+1.5wt.%TiH₂的钨基复合涂层,作为对比,同时采用上述喷涂手段分别制备了不含掺杂的纯钨涂层。采用OM、SEM+EDS、XRD、TEM、纳米压痕仪和激光热导仪等研究了钨及其复合涂层的组织结构、孔隙率、纳米压痕硬度(H)、弹性模量(E^*)和热扩散系数等性能。并采用高能激光束对采用APS技术制备的纯钨涂层和NbC掺杂钨基复合涂层的抵抗高能热荷辐照性能进行评价。研究结果表明,从整体来看,采用APS和SAPS技术制备的钨及其复合涂层均具有典型的热喷涂层片状特征,且两种涂层均存在一定的孔隙率。对于采用APS技术制备的纯钨(APS-W)涂层和NbC掺杂钨基(APS-W+NbC)涂层而言,主要由呈体心立方结构的α(W)所构成,在APS-W+NbC涂层中还出现了分布于钨层片间隙的呈带状分布的NbC相。APS-W+NbC涂层的孔隙率、室温热扩散系数和纳米压痕韧性(H³

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钨及钨基材料的强韧化简介
        1.2.1 金属钨简介
        1.2.2 合金化法强化钨基材料
        1.2.3 第二相弥散增韧钨基材料
        1.2.4 纤维增韧钨基材料
    1.3 钨及钨基材料的制备技术现状
        1.3.1 机械合金化法制备钨及钨基材料
        1.3.2 粉末冶金法制备钨及钨基材料
        1.3.3 涂层技术制备钨基材料
    1.4 等离子喷涂工艺制备钨及钨基材料的应用现状
    1.5 研究目的与研究内容
        1.5.1 课题提出与研究目的
        1.5.2 研究内容与创新点
        1.5.3 研究思路
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验原材料
        2.1.1 原始粉末的选择与预处理
        2.1.2 基材选取与预处理
    2.2 涂层制备
        2.2.1 大气等离子喷涂工艺制备钨及钨基涂层
        2.2.2 超音速等离子喷涂工艺制备钨及钨基涂层
    2.3 涂层分析与表征
        2.3.1 显微组织分析与表征
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 性能测试
        2.3.4 涂层激光辐照试验
第三章 大气等离子喷涂NbC掺杂钨基涂层的组织与性能研究
    3.1 涂层显微组织特征
        3.1.1 涂层截面光学显微镜观察
        3.1.2 涂层截面扫描电镜观察
    3.2 涂层物相分析
        3.2.1 涂层XRD分析
    3.3 涂层基本物理性能与热扩散性能
        3.3.1 涂层孔隙率测量
        3.3.2 涂层热扩散性能测量
    3.4 涂层力学性能
        3.4.1 涂层显微硬度
        3.4.2 纳米压痕性能测量
    3.5 本章小结
第四章 超音速大气等离子喷涂NbC/TiH₂掺杂钨基涂层的组织与性能研究
    4.1 涂层显微组织特征
        4.1.1 涂层截面光学显微镜观察
        4.1.2 涂层截面扫描电镜观察
        4.1.3 涂层透射电镜观察
    4.2 涂层物相分析
        4.2.1 涂层XRD分析
    4.3 涂层基本物理性能与热扩散性能
        4.3.1 涂层孔隙率测量
        4.3.2 涂层热扩散系数测量
    4.4 涂层力学性能
        4.4.1 涂层显微硬度
        4.4.2 纳米压痕性能测量
    4.5 本章小结
第五章 大气等离子喷涂NbC掺杂钨基涂层的激光辐照特性研究
    5.1 涂层组织结构分析
        5.1.1 涂层截面SEM形貌分析
        5.1.2 涂层XRD物相分析
    5.2 本章小结
第六章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3840932