前驱体溶液等离子喷涂参数对涂层形貌的影响及沉积行为机理研究

论文摘要

目的对不同喷涂工艺参数下涂层的相结构、显微形貌进行研究,确定优化的喷涂工艺参数,讨论分析涂层的沉积行为机理。方法采用前驱体溶液等离子喷涂（SPPS）的方法制备纳米Yb2O3稳定的ZrO2（YbSZ）涂层。在传统等离子喷涂的基础上,增加液料雾化装置,雾化喷嘴将溶液雾化后直接注入到等离子弧中,通过控制喷涂距离及喷涂功率,研究了涂层相结构、结晶度、晶粒尺寸以及显微形貌的变化趋势,并且结合显微形貌讨论了沉积机理。结果涂层呈现团聚大颗粒、纳米级粒子、大小均匀的孔隙三种显微形貌,大颗粒之间呈堆积形态。当喷涂功率为30 kW时,涂层呈现m-ZrO2,平均晶粒尺寸达669 nm。随着喷涂距离、喷涂功率的增加,样品中检测到单一的t-ZrO2相,而且纳米尺寸颗粒的数量大大增加,孔径变小。随着喷涂距离由60 mm增加到100 mm,平均晶粒尺寸先由429 nm减小到177 nm,随后又增加到319 nm。结论喷涂参数影响晶粒的结晶度、晶粒尺寸以及涂层的显微形貌,低功率下得到的涂层存在糊状未结晶组织。增大喷涂功率,可以有效增大结晶度和晶粒尺寸;随着喷涂距离的增大,晶粒尺寸先减小后增大。雾化液滴在等离子火焰中一般要经历浓缩、饱和、固化、析晶形核长大、粒子重熔扁平化的历程,喷涂功率越高,经历温区越高,液滴演变就越充分,通过优化工艺参数可以得到不同结构性能的功能涂层。

论文目录

• 1 实验方法
•   1.1 实验材料及前驱体溶液的制备
•   1.2 纳米涂层的制备
•   1.3 涂层的表征
• 2 结果与讨论
•   2.1 喷涂参数对涂层晶型相结构的影响
•   2.2 喷涂参数对涂层形貌的影响
•   2.3 涂层沉积行为机理的讨论
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王瑞,叶福兴,段佳昊

关键词: 前驱体溶液等离子喷涂,等离子焰流,喷涂参数,显微形貌,沉积行为

来源: 表面技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 天津大学材料科学与工程学院,天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津大学天津市现代连接技术重点实验室

基金: 国家重点研发计划(2018YFB1105804)~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.008

页码: 55-60

总页数: 6

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