镁合金、纯铜表面反应热喷涂陶瓷涂层制备工艺及性能研究

论文摘要

本文主要研究采用火焰热喷涂技术,使用自蔓延(SHS)反应热喷涂法和热化学反应热喷涂法,分别在镁合金AZ91D和纯铜表面制备SHS反应热喷涂陶瓷涂层和热化学反应热喷涂陶瓷涂层,并对陶瓷涂层进行形貌,物相结构和性能的检测及测试。结果表明,金属基SHS反应热喷涂陶瓷涂层和热化学反应热喷涂陶瓷涂层表面陶瓷粒子熔化半熔化率较高;涂层经XRD物相分析,内部有均有金属间化合物和陶瓷新相生成;陶瓷涂层与基体结合良好,结合强度约为7.5MPa,与同类实验在有色金属表面采用等离子喷涂制备涂层结合强度相当。同时陶瓷涂层具有良好的高温(400℃、600℃)热震性能。两种喷涂方法制备的陶瓷涂层较也表现出良好的耐腐蚀,耐磨损,抗高温氧化性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 陶瓷涂层技术及发展状况
• 1.1.1 金属基陶瓷涂层特点
• 1.1.2 陶瓷涂层制备方法
• 1.1.3 自蔓延（SHS）反应热喷涂技术
• 1.1.4 热化学反应热喷涂技术
• 1.2 镁合金表面技术研究现状
• 1.2.1 镁合金性能特点
• 1.2.2 镁合金表面改性技术
• 1.2.3 镁合金陶瓷涂层技术
• 1.3 铜及铜合金表面技术研究现状
• 1.3.1 铜及铜合金性能特点
• 1.3.2 铜及铜合金表面改性技术
• 1.3.3 铜及铜合金陶瓷涂层技术
• 1.4 本实验研究目的及意义
• 2 实验材料及方法
• 2.1 陶瓷涂层基体材料
• 2.2 陶瓷涂层材料
• 2.2.1 陶瓷涂层材料体系设计
• 2.2.2 喷涂原料
• 2.2.3 过渡层选择
• 2.3 喷涂设备
• 2.3.1 粉末火焰喷涂系统
• 2.3.2 粉末火焰喷枪的原理与结构
• 2.4 陶瓷涂层制备工艺
• 2.4.1 基体预处理
• 2.4.2 涂层制备工艺
• 2.5 陶瓷涂层形貌及性能测试
• 2.5.1 陶瓷涂层形貌分析
• 2.5.2 陶瓷涂层物相结构分析
• 2.5.3 陶瓷涂层孔隙率测量
• 2.5.4 陶瓷涂层热震性能测试
• 2.5.5 陶瓷涂层结合强度测试
• 2.5.6 陶瓷涂层磨损性能测试
• 2.5.7 陶瓷涂层腐蚀性能测试
• 2.5.8 陶瓷涂层抗氧化性能测试
• 3 实验结果及分析
• 3.1 镁合金基陶瓷涂层实验结果及分析
• 3.1.1 陶瓷涂层配比与分析
• 3.1.1.1 SHS 反应陶瓷涂层材料配比与分析
• 3.1.1.2 热化学反应陶瓷涂层材料配比与分析
• 3.1.2 陶瓷涂层形貌分析
• 3.1.2.1 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层形貌分析
• 3.1.2.2 热化学反应热喷涂陶瓷涂层形貌分析
• 3.1.3 陶瓷涂层物相分析
• 3.1.3.1 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层物相分析
• 3.1.3.2 热化学反应热喷涂陶瓷涂层物相分析
• 3.1.4 陶瓷涂层致密性
• 3.1.5 陶瓷涂层热震性能
• 3.1.5.1 陶瓷涂层热震失效机理
• 3.1.5.2 陶瓷涂层热震性能
• 3.1.6 陶瓷涂层磨损性能
• 3.1.6.1 陶瓷涂层磨粒磨损性能
• 3.1.6.2 陶瓷涂层粘着磨损性能
• 3.1.7 陶瓷涂层腐蚀性能
• 3.1.7.1 5%醋酸溶液浸泡腐蚀
• 3.1.7.2 3.5%氯化钠溶液浸泡腐蚀
• 3.2 纯铜基陶瓷涂层实验结果及分析
• 3.2.1 陶瓷涂层配比与分析
• 3.2.2 陶瓷涂层形貌分析
• 3.2.2.1 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层形貌分析
• 3.2.2.2 热化学反应热喷涂陶瓷涂层形貌分析
• 3.2.3 陶瓷涂层物相分析
• 3.2.3.1 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层物相分析
• 3.2.3.2 热化学反应热喷涂陶瓷涂层物相分析
• 3.2.4 陶瓷涂层孔隙率
• 3.2.4.1 涂层孔隙形成原理
• 3.2.4.2 涂层重熔及封孔处理
• 3.2.4.3 陶瓷涂层孔隙率
• 3.2.5 陶瓷涂层热震性能
• 3.2.6 陶瓷涂层结合强度
• 3.2.7 陶瓷涂层磨损性能
• 3.2.7.1 陶瓷涂层磨粒磨损性能
• 3.2.7.2 陶瓷涂层粘着磨损性能
• 3.2.8 陶瓷涂层腐蚀性能
• 3.2.8.1 陶瓷涂层浸泡腐蚀性能
• 3.2.8.2 陶瓷涂层极化腐蚀
• 3.2.9 陶瓷涂层抗氧化性能
• 3.2.9.1 纯铜表面氧化
• 3.2.9.2 金属氧化动力学
• 3.2.9.3 陶瓷涂层抗氧化性能分析
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文