本文采用壓縮空氣作為大氣等離子噴涂的工作氣體,取代傳統(tǒng)的氬-氫為工作氣體的大氣等離子噴涂,分別噴涂了團(tuán)聚納米和傳統(tǒng)微米氧化鋁粉末,制備了相應(yīng)的涂層。研究了氣體流量、工作電流對(duì)空氣等離子射流的影響以及對(duì)傳統(tǒng)微米、納米結(jié)構(gòu)氧化鋁涂層微觀組織、相結(jié)構(gòu)、性能的影響。利用X射線(xiàn)衍射定量分析方法對(duì)傳統(tǒng)微米、納米團(tuán)聚氧化鋁涂層中α-A12O3和γ-A12O3的相對(duì)含量進(jìn)行了定量分析計(jì)算,確定了在不同氣體流量、工作電流條件下粉體的熔化程度。通過(guò)測(cè)量低載荷下的維氏顯微硬度,對(duì)所制備的涂層進(jìn)行了 Weibull分布統(tǒng)計(jì)。采用高速往復(fù)摩擦和彎曲試驗(yàn),研究了涂層的耐磨性和抗彎曲性能,以及利用空冷法對(duì)獲得的微米、納米氧化鋁涂層進(jìn)行抗熱沖擊性能實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,利用空氣等離子噴槍噴涂的納米、微米氧化鋁涂層,涂層的相結(jié)構(gòu)均由α-A12O3和γ-A12O3構(gòu)成。隨工作電流的增加,微米、納米氧化鋁熔化程度增加,隨氣體流量的增加,粉末的熔化程度降低。與傳統(tǒng)微米涂層相比,納米結(jié)構(gòu)涂層的Weibull分布呈現(xiàn)二元結(jié)構(gòu)分布,表明涂層的組織由部分熔化區(qū)和熔化區(qū)組成。微米氧化鋁涂層組織基本由完全熔化區(qū)域構(gòu)成,呈現(xiàn)單一線(xiàn)性結(jié)構(gòu)分布。納... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２等離子噴涂原理示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??－－??

?空氣等離子噴涂納米氧化鋁涂層組織、性能研宄???第２章實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備和方法??２．１實(shí)驗(yàn)材料??本實(shí)驗(yàn)中所采用的噴涂基體為普通低碳鋼材，這是由于低碳鋼在我國(guó)來(lái)源廣泛，價(jià)??格低廉、易切削、強(qiáng)度較高，經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚頃r(shí)，低碳鋼仍能保持一定的塑性、耐磨性??和韌性。因此，在本實(shí)驗(yàn)中選取低碳鋼作為噴涂基體材料，其尺寸為５０?ｍｍｘ２０ｍｍｘ６??ｍｍ。??本實(shí)驗(yàn)所采用的粉末為北京桑堯納米團(tuán)聚氧化鋁粉末和燒結(jié)破碎微米氧化鋁粉末，??其中實(shí)驗(yàn)所用納米團(tuán)聚粉末采用的是噴霧干燥造粒法制備得到的，由原始納米顆粒經(jīng)過(guò)??團(tuán)聚－燒結(jié)制備成適合噴涂的微米級(jí)粉末。納米團(tuán)聚粉末及其放大的ＳＥＭ形貌分別如圖??２．１?（ａ、ｂ）所示，從圖中可以觀察出納米團(tuán)聚粉末而成的特征，并且納米粉末之間還包??含一定的孔隙。燒結(jié)破碎粉是氧化鋁經(jīng)燒結(jié)后破碎成適合噴涂的微米尺寸。其粉末形貌??如圖２．１?（ｃ、ｄ）所示，從圖中可觀察到微米氧化鋁粉末顆粒形狀不規(guī)則且?guī)в欣饨恰??■圓??圖２．１粉體形貌??Ｆｉｇ．２．１?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ?ｐｏｗｄｅｒｓ??－１２－??

?大連海事大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???２．２試驗(yàn)設(shè)備??實(shí)驗(yàn)中采用的空氣等離子噴涂裝置是大連海事大學(xué)熱噴涂技術(shù)中心自主研發(fā)空氣??等離子噴涂裝置，該等離子噴涂裝置主要包括分別為空氣等離子噴槍、冷卻水系統(tǒng)、送??粉器、直流電源控制柜以及氣體流量計(jì)五個(gè)部分構(gòu)成，如圖２．２所示。直流電源的正極??和負(fù)極與空氣等離子噴槍陽(yáng)極和陰極相連接，等離子工作氣體為壓縮空氣（通常工作氣??體為氬氣、氫氣、氮?dú)獾裙ぷ鳉怏w），送粉氣體為氮?dú)狻??ｒ??—??Ｗａｔｅｒ?ＣｏｏｌｉｎＳ??麵隱｜??ｐｍ?ｉ＾ｈｈ?—??ＰＨＷＴＴＢＰ?Ｐｌａ＆ｎｍ?Ｔｏｒｃｈ??：兩蕾：麵輸『??ＩＫ：?Ｐｏｗｅｒ?Ｓｕｐｐｌｙ?ｆ??Ｐｏｗｄｅｒ?Ｆｅｅｄｅｒ??圖２．２大氣等離子噴涂設(shè)備??Ｆｉｇ．２．２?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??２．３空氣等離子射流光譜測(cè)量方法??由于等離子射流具有高溫、高速、高導(dǎo)熱等特性，因此研宄噴涂過(guò)程中的等離子射??流的基本物理特性對(duì)于進(jìn)一步改善涂層質(zhì)量具有重要意義�，F(xiàn)有的等離子診斷手段眾??多，大致可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式診斷方法的典型代表為熱焓探針?lè)�，�??接觸式診斷方法的典型代表為光譜法。由于發(fā)射光譜法使用的儀器操作簡(jiǎn)單，靈敏度高、??無(wú)干擾等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)中采用光譜法診斷空氣等離子射流特性。光譜分析是利用物質(zhì)的??電磁輻射所形成的光譜來(lái)分析測(cè)定物質(zhì)的組成，也是研究物質(zhì)的原子、分子結(jié)構(gòu)的有力??工具和手段。發(fā)射光譜是指當(dāng)處于激發(fā)狀態(tài)而發(fā)生的電磁輻射，其特征譜線(xiàn)稱(chēng)為發(fā)射光??譜，它是物質(zhì)的原子、分子或離子受到外能的激發(fā)，由基態(tài)或較低的能態(tài)躍遷到較

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大氣熱噴涂等離子體射流中電子溫度和電子密度的測(cè)量[J]. 孫成琪,高陽(yáng),楊德明,陳振宇.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[2]等離子噴涂氧化鋁陶瓷涂層研究現(xiàn)狀及展望[J]. 張金星,程西云.  熱加工工藝. 2013(12)
[3]SEVNB法測(cè)試陶瓷材料斷裂韌性研究[J]. 胡一文,司文捷,龔江宏.  稀有金屬材料與工程. 2011(S1)
[4]Al2O3-TiO2-ZrO2含納米結(jié)構(gòu)等離子噴涂層的顯微硬度及韌性[J]. 高楊,張建新,閻殿然,何繼寧,張乾.  材料保護(hù). 2009(12)
[5]過(guò)渡材料對(duì)等離子噴涂Al2O3梯度陶瓷涂層性能影響[J]. 雷阿利,李高宏,馮拉俊,徐大鵬.  焊接學(xué)報(bào). 2007(10)
[6]氧化鋁基陶瓷材料斷裂韌性的測(cè)量與評(píng)價(jià)[J]. 李大梅,尤顯卿,許育東,劉寧,石敏.  硬質(zhì)合金. 2004(04)
[7]金屬基陶瓷涂層的制備、應(yīng)用及發(fā)展[J]. 周健兒,李家科,江偉輝.  陶瓷學(xué)報(bào). 2004(03)
[8]陶瓷涂層材料的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 張景德,尹衍升,李靜,張虹.  機(jī)械工程材料. 2002(11)
[9]表面工程與熱噴涂技術(shù)及其發(fā)展[J]. 徐濱士,李長(zhǎng)久,劉世參,馬世寧.  中國(guó)表面工程. 1998(01)



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