熔滴温度对大气等离子喷涂Ni基合金扁平粒子界面结合的影响

摘要：

涂层内粒子层间的结合质量决定涂层的性能与服役效能,理解界面结合形成过程规律与机制,有利于发展增强界面结合的有效方法.本文采用NiCr-Mo粉末来提高熔滴温度,并在不同温度下沉积单个扁平粒子,研究了熔滴温度对界面结合的影响规律.采用FIB制样和TEM微观结构分析技术,对扁平粒子与基体间界面进行精细表征,并结合高温熔滴铺展过程的数值模拟,研究熔滴温度对扁平粒子与基体间界面结合的影响规律.结果表明,温度为2150℃的NiCr熔融粒子因温度低,铺展中无法分散基体表面氧化膜,而在界面形成由金属-氧化膜-金属呈三明治结构的化学结合,结合率较低,低于40％;温度为2650℃的NiCr-Mo熔滴在扁平化铺展中可引起中心区域的基体表面熔化,引发基体表面氧化膜分散化,从而使中心区域在界面处通过熔融金属融合形成冶金结合,在该区域以远的界面则通过氧化膜形成化学结合,界面结合率接近80％.模拟结果表明随着熔滴温度的增加,铺展中界面温度升高,超过熔点的界面区域增大,基于熔合的界面冶金结合率增加至约65％,但受到扁平粒子直径随温度增加的制约,冶金结合率难以进一步大幅度提升.因此,为了通过热喷涂沉积金属粒子间完全结合的涂层,需要发展除基于界面熔合形成冶金结合机制以外的其他结合形成机制.

关键词：熔滴温度、扁平粒子、界面结合、大气等离子喷涂、金属涂层、冶金结合

所属期刊栏目：14

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

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