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激光同步预热对等离子喷涂Al_(2)O_(3)-TiO_(2)涂层组织与性能的影响
1
作者
李俊强
姚建洮
+5 位作者
谢述峰
张亚龙
许康威
陈令杰
雒晓涛
李长久
《表面技术》
北大核心
2025年第21期274-283,共10页
目的传统等离子陶瓷涂层层间结合较差,涂层结合强度通常不高于30 MPa,这严重制约了它在强腐蚀和高承载工况下的应用,针对此情况提出一种激光同步预热TC4基材等离子喷涂Al_(2)O_(3)-质量分数13%的Ti O_(2)(AT13)陶瓷涂层的方法。方法采...
目的传统等离子陶瓷涂层层间结合较差,涂层结合强度通常不高于30 MPa,这严重制约了它在强腐蚀和高承载工况下的应用,针对此情况提出一种激光同步预热TC4基材等离子喷涂Al_(2)O_(3)-质量分数13%的Ti O_(2)(AT13)陶瓷涂层的方法。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的微观形貌、组织成分,采用维氏硬度计、电子拉伸试验机研究激光功率对等离子喷涂AT13涂层显微硬度、结合强度的影响规律,通过落球冲击实验评价涂层的抗冲击性能。结果在扫描速度400 mm/s下,与等离子喷涂粉末束流相切的矩形光斑激光功率高于2 k W时,可将基材表面预热至所需临界温度以上。随着功率的提高,AT13涂层内的层状堆叠结构逐渐消失,呈现出类似烧结块体的特点,涂层的孔隙率从4.6%降至1.2%,显微维氏硬度从933HV0.1提高到1422HV0.1,平均结合强度从35.7 MPa提升至62.2 MPa。当激光功率过高时,低热膨胀系数Al_(2)TiO_(5)相含量的提高使得涂层在冷却过程中的热应力显著提高,导致涂层内出现垂直于涂层厚度方向的周期性裂纹。结论利用激光同步预热等离子喷涂技术制备的AT13涂层具有致密度高、结合强度高等特点,可满足复杂型面金属结构表面高性能陶瓷涂层的制备需求。
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关键词
等离子喷涂
激光同步预热
Al_(2)O_(3)-TiO_(2)涂层
孔隙率
显微硬度
结合强度
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职称材料
题名
激光同步预热对等离子喷涂Al_(2)O_(3)-TiO_(2)涂层组织与性能的影响
1
作者
李俊强
姚建洮
谢述峰
张亚龙
许康威
陈令杰
雒晓涛
李长久
机构
西安石油大学
材料
科学与工程学院
洛阳船舶材料研究所海洋腐蚀与防护国家重点实验室
西安交通大学
材料
科学与工程学院
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第21期274-283,共10页
基金
国家自然科学基金重点项目(52031010,U1837201)。
文摘
目的传统等离子陶瓷涂层层间结合较差,涂层结合强度通常不高于30 MPa,这严重制约了它在强腐蚀和高承载工况下的应用,针对此情况提出一种激光同步预热TC4基材等离子喷涂Al_(2)O_(3)-质量分数13%的Ti O_(2)(AT13)陶瓷涂层的方法。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的微观形貌、组织成分,采用维氏硬度计、电子拉伸试验机研究激光功率对等离子喷涂AT13涂层显微硬度、结合强度的影响规律,通过落球冲击实验评价涂层的抗冲击性能。结果在扫描速度400 mm/s下,与等离子喷涂粉末束流相切的矩形光斑激光功率高于2 k W时,可将基材表面预热至所需临界温度以上。随着功率的提高,AT13涂层内的层状堆叠结构逐渐消失,呈现出类似烧结块体的特点,涂层的孔隙率从4.6%降至1.2%,显微维氏硬度从933HV0.1提高到1422HV0.1,平均结合强度从35.7 MPa提升至62.2 MPa。当激光功率过高时,低热膨胀系数Al_(2)TiO_(5)相含量的提高使得涂层在冷却过程中的热应力显著提高,导致涂层内出现垂直于涂层厚度方向的周期性裂纹。结论利用激光同步预热等离子喷涂技术制备的AT13涂层具有致密度高、结合强度高等特点,可满足复杂型面金属结构表面高性能陶瓷涂层的制备需求。
关键词
等离子喷涂
激光同步预热
Al_(2)O_(3)-TiO_(2)涂层
孔隙率
显微硬度
结合强度
Keywords
plasma spray
laser-synchronized preheating
Al_(2)O_(3)-TiO_(2)coating
porosity
microhardness
adhesion strength
分类号
TG174.45 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
激光同步预热对等离子喷涂Al_(2)O_(3)-TiO_(2)涂层组织与性能的影响
李俊强
姚建洮
谢述峰
张亚龙
许康威
陈令杰
雒晓涛
李长久
《表面技术》
北大核心
2025
0
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