超音速等离子喷涂镍铬—莫来石涂层组织及性能研究

发布时间：2021-02-05 19:43

　　莫来石具有耐高温,抗氧化,高强度,热膨胀系数、热导系数较小等良好的物理和化学性能,而且莫来石原料丰富、制备简单、价格便宜。研究使用莫来石陶瓷涂层应用于工业烟气轮机叶片、转炉炼钢氧枪喷头及大量的各种炉内受热零件基材作为功能涂层,进一步提高其表面性能,更好的保护基材现实意义重大。本文采用超音速等离子喷涂工艺制备了五组不同镍铬-莫来石配比的镍铬-莫来石陶瓷复合涂层,分别对涂层性能进行测试、对微观形貌结构及物相组织进行表征,研究了不同成分配比对涂层结构和性能的影响规律。采用QM-3SP04行星式球磨机混制了五组不同镍铬-莫来石配比的复合粉末,使用DH-X2超音速等离子喷涂设备,以相同喷涂工艺参数在45钢基材表面制备了陶瓷复合涂层。分别使用DRE-Ⅲ导热系数测试仪、HT-1000型球盘式高温摩擦磨损试验机、FEG-450热场发射扫描电子显微镜、D8 ADVANCE X射线衍射仪等对涂层的硬度、孔隙率、抗热震性、热障性和摩擦磨损性能进行了测试,对涂层表面和截面的微观形貌组织进行了表征分析。涂层截面形貌以及XRD物相表明:五组涂层均表现出较为简单的相结构特征,晶体衍射峰以镍铬固溶体相和莫来石增强相为... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 热喷涂技术
        1.2.1 热喷涂技术的发展
        1.2.2 超音速等离子喷涂技术
        1.2.3 超音速等离子喷涂原理
        1.2.4 超音速等离子喷涂的应用
    1.3 热喷涂材料
        1.3.1 金属基材料
        1.3.2 陶瓷材料
        1.3.3 金属基陶瓷复合材料
    1.4 镍铬-莫来石金属陶瓷涂层的研究
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
第2章 试验方法
    2.1 实验技术路线
    2.2 试验材料
        2.2.1 基材材料
        2.2.2 喷涂粉末材料
    2.3 试验设备及工艺
        2.3.1 试验设备
        2.3.2 超音速等离子喷涂工艺
    2.4 试样及性能测试
        2.4.1 试样制备
        2.4.2 涂层结构形貌及物相分析
        2.4.3 涂层硬度测试
        2.4.4 涂层孔隙率测定
        2.4.5 涂层抗热震性能测定
        2.4.6 涂层热障性能测试
        2.4.7 涂层高温摩擦磨损性能测试
第3章 镍铬-莫来石涂层微观组织分析
    3.1 涂层的微观组织
        3.1.1 涂层表面形貌
        3.1.2 涂层截面形貌分析
        3.1.3 涂层物相分析
    3.2 涂层的性能
        3.2.1 涂层硬度结果分析
        3.2.2 涂层孔隙率测定分析
    3.3 本章小结
第4章 镍铬-莫来石涂层的抗热震及热障性能分析
    4.1 涂层抗热震性能结果及分析
        4.1.1 抗热震性能概述
        4.1.2 试验方法
        4.1.3 实验结果及分析
    4.2 涂层热障性能结果及分析
        4.2.1 热障性能概述
        4.2.2 瞬态平面热源法
        4.2.3 实验结果及分析
    4.3 本章小结
第5章 镍铬-莫来石涂层的高温摩擦磨损性能分析
    5.1 基材和涂层磨损量分析
        5.1.1 基材和涂层磨损量结果分析
        5.1.2 涂层成分配比对涂层磨损量的影响
    5.2 基材和涂层摩擦系数分析
    5.3 基材和涂层摩擦形貌分析
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]Cr含量对FeCrB系涂层热导率及耐磨性的影响[J]. 姜波,周正,姚海华,王一鸣,吴旭,贺定勇.  热喷涂技术. 2016(01)
[2]超音速等离子喷涂BaTiO3涂层的制备及表征[J]. 王海斗,卢晓亮,李国禄,徐滨士,邢志国.  功能材料. 2013(05)
[3]内送粉等离子喷涂枪的研究与应用现状[J]. 乔新义,傅斌友,汪瑞军.  热喷涂技术. 2013(01)
[4]热喷涂技术的研究进展及思考[J]. 国洪建,贾均红,张振宇,梁补女,林小军.  材料导报. 2013(03)
[5]HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层:粉末颗粒形貌和喷涂参数对涂层微观组织、性能和高温耐磨性的影响[J]. D.Poirier,J.-G.Legoux,R.S.Lima,王旭.  热喷涂技术. 2012(03)
[6]热喷涂金属陶瓷复合涂层研究进展[J]. 栗卓新,祝弘滨,李辉,孙日超.  材料工程. 2012(05)
[7]等离子喷涂技术现状及应用[J]. 王吉孝,蒋士芹,庞凤祥.  机械制造文摘(焊接分册). 2012(01)
[8]高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点[J]. 王海军,谢兆钱,郭永明,李绪强.  中国表面工程. 2010(03)
[9]方兴未艾的热喷涂技术——浅析我国热喷涂技术的发展历程[J]. 刘广海.  金属加工(热加工). 2010(10)
[10]基于Hot Disk方法测量热导率的影响因素[J]. 王强,戴景民,何小瓦.  天津大学学报. 2009(11)

博士论文
[1]莫来石连续纤维制备工艺的研究[D]. 姚树玉.机械科学研究总院 2006

硕士论文
[1]平面热源法对建筑保温材料热导率和热扩散率的测试研究[D]. 杨杰.中南大学 2014
[2]纳米Y2O3、CeO2、Si3N4粉体对耐碱腐蚀陶瓷涂层组织和性能的影响[D]. 曹慧.内蒙古工业大学 2010
[3]镍铬钼耐海水腐蚀材料研究[D]. 王丹丹.中南大学 2004



本文编号：3019473