钢表面溅射Ta-W涂层的烧蚀性能研究

发布时间：2021-10-05 18:04

　　为提高钢表面抗烧蚀能力,提出在钢表面利用磁控溅射技术沉积Ta-W涂层。采用激光照射的方式研究涂层和钢表面的耐烧蚀性能,采用扫描电镜对烧蚀后的涂层和钢进行形貌观察和成分分析。结果表明,在激光照射下,涂层和钢材表面烧蚀区域均发生气化、熔融凝固现象,涂层表面生成了以Ta和Fe为主的氧化物,并在热应力下形成裂纹;钢表面在激光脉冲作用下形成了冲刷形貌。涂层的烧蚀面积和烧蚀程度均小于钢,涂层对钢基体起到耐烧蚀保护作用。 

【文章来源】：沈阳理工大学学报. 2020,39(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

Ta-W涂层表面形貌

图2为Ta-W涂层截面形貌。由图2可见,涂层厚度约50μm,与钢材基体结合紧密,无明显空隙和裂纹;涂层内部没有孔隙和断痕,涂层晶粒呈柱状晶生长特征。2.2 钢基体和涂层样品烧蚀形貌

图3是脉冲能量为19.6MJ条件下涂层样品的烧蚀形貌。由图3可知,经脉冲激光照射烧蚀后,涂层表面产生直径约120μm的烧蚀区,烧蚀区边缘呈不规则剥落。可见,激光照射产生的热量在极短时间内将Ta-W涂层部分烧成熔融状态,同时激光的高能量使涂层下方的钢基体氧化体积增加,基体在烧蚀区及外延部分发生形变,对涂层产生由内而外的挤压力,而且涂层在氧化后脆性增加,塑性降低,最终导致烧蚀区域周围部分涂层脱落。熔融状态的Ta-W涂层,在烧蚀结束冷凝后,呈现不规则的螺纹状分布,在涂层烧蚀区域边缘白色结晶物为稳定态Ta2O5,烧蚀区域中黑色物质主要成分是α-Fe,含有少量Cr、Mo等氧化物。

【参考文献】：
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博士论文
[1]电爆炸喷涂技术提高火炮身管寿命的机理研究[D]. 蒋啸林.机械科学研究总院 2012



本文编号：3420259