铝硅涂层激光熔注微细颗粒改性层形成机理及其氧化性能研究

发布时间：2024-06-29 07:54

　　面对持续升高的工作温度和日趋复杂的服役环境,提升金属粘结层的抗氧化腐蚀性能,是热障涂层研究领域始终的热点主题和不懈的追求目标。本文基于对国内外相关研究现状分析和课题组前期研究,提出了“以铝硅涂层为对象,在保持其内层原位扩散障结构的基础上,采用激光冲击熔注技术在其表面引入微细稀土颗粒,充分发挥激光加工技术高能快冷特性和微细稀土颗粒的小尺寸效应和活性元素效应的协同作用,从而实现其多元化抗氧化腐蚀改性”的新思路。研究中,从激光熔注微细颗粒实现注入的理论基础、激光熔注微细颗粒工艺参数与预置层间的耦合和激光熔注微细颗粒改性铝硅涂层的显微组织及硬度等三个方面,较为系统地研究了铝硅涂层激光冲击熔注改性层的形成机理,并考察了所制备改性铝硅涂层的高温氧化性能,旨在为金属粘结层多元化抗氧化腐蚀改性提供理论依据和技术支撑。本文完成的主要工作和取得的成果如下:(1)分析了微细颗粒激光冲击熔注实现注入的过程,给出了基体、微细颗粒和粘结剂三者熔点、沸点等物性间的匹配关系;同时,根据能量守恒定律,建立微细颗粒激光冲击熔注实现注入微细颗粒所需能量理论模型;此外,根据微细颗粒熔点与粒径关系,确定适用于激光冲击熔注微细颗...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 热障涂层金属粘结层研究现状
        1.2.2 改善金属粘结层抗氧化腐蚀的研究现状
    1.3 前期激光熔注微细颗粒探索性研究
    1.4 本文研究目的、内容及技术方案
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术方案
    1.5 本章小结
第二章 激光冲击熔注微细颗粒实现注入的理论条件
    2.1 引言
    2.2 微细颗粒激光冲击熔注实现过程
    2.3 微细颗粒激光冲击熔注实现注入的能量条件
        2.3.1 注入微细颗粒克服熔池表面张力所需能量
        2.3.2 微细颗粒温升所需能量
        2.3.3 熔化待改性对象表面所需能量
        2.3.4 微细颗粒激光冲击熔注所需能量的理论公式
    2.4 注入微细颗粒粒径的确定
        2.4.1 微细颗粒的熔点与半径的关系
        2.4.2 注入颗粒的最小粒径
    2.5 本章小结
第三章 激光熔注微细颗粒工艺参数与预置层间耦合的研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 铝硅涂层制备
        3.2.2 含胶浆料及待改性试样制备
        3.2.3 实验加工平台
        3.2.4 熔池微观结构表征
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 激光冲击熔注微细颗粒工艺参数优化
        3.3.2 不同胶粉比时激光工艺参数与预置层间的耦合
        3.3.3 不同预置层厚度激光工艺参数与预置层间的耦合
    3.4 本章小结
第四章 激光熔注微细颗粒改性铝硅涂层的显微组织和硬度
    4.1 引言
    4.2 铝硅涂层激光熔注前后改性层显微组织
        4.2.1 涂层的物相组成
        4.2.2 涂层微观组织
        4.2.3 涂层元素线扫描
    4.3 不同激光功率制备改性铝硅涂层的显微组织和硬度
        4.3.1 涂层的物相组成
        4.3.2 涂层微观组织
        4.3.3 涂层的硬度
    4.4 不同胶粉比制备改性铝硅涂层的显微组织和硬度
        4.4.1 涂层微观组织
        4.4.2 涂层的硬度
    4.5 不同预置层厚度制备改性铝硅涂层的显微组织和硬度
        4.5.1 涂层微观组织
        4.5.2 涂层的硬度
    4.6 本章小结
第五章 激光熔注微细颗粒改性铝硅涂层的氧化行为
    5.1 引言
    5.2 实验材料与方法
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 涂层高温氧化后表面产物
        5.3.2 涂层高温氧化后表面形貌
        5.3.3 涂层高温氧化后截面形貌
        5.3.4 涂层表面氧化膜抗剥落能力
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 全文研究的创新点
    6.3 后期研究工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果(论文、专利、参研项目)



本文编号：3997394