文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
反应等离子喷涂Fe-Al<,2>O<,3>-FeAl<,2>O<,4>复合涂层形成
机理的研究
姓名:王子翀
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:何继宁
20100301
河北工业大学硕士学位论文
反应等离子喷涂 Fe-Al2O3-FeAl2O4 复合涂层
形成机理的研究
摘要
本文通过喷雾造粒法,利用价格低廉的铝粉与氧化铁粉,制备出适用于等离
子喷涂工艺的复合粉。通过等离子喷涂工艺利用复合粉制备出金属陶瓷复合涂
层。对复合涂层的组织结构及物相组成进行观测分析。利用淬熄法研究制备涂层
过程中复合粉反应所产生的中间产物,并结合热力学分析,研究复合粉的反应机
理及涂层的形成机理。
将粒径大小符合要求的铝粉与氧化铁粉按一定比例配比,放在一起经过干
混、湿混等程度混合均匀之后,加入粘结剂制备成料浆,通过喷雾造粒的工艺将
其制备成复合粉。通过筛选,选取粒径合适,流动性好的复合粉用于等离子喷涂。
用此工艺制备的复合粉的结合强度高,形状圆整规则,流动性好,适用于等离子
喷涂工艺。通过正交实验,进一步优化制粉工艺,以提高复合粉的性能及制粉效
率。
利用等离子喷涂技术,将复合粉进行喷涂,制备金属陶瓷复合涂层。等离子
焰流的高温将复合粉引燃,发生自蔓延反应。复合粉在反应的同时便冲击到基体
表面形成,铺展在基体表面并相互层叠,形成涂层。涂层主要以铁铝尖晶石为主
要组织结构,并弥散分布着金属铁及氧化铝颗粒。
复合粉在制备涂层的过程中主要经历孕育期,反应期及冷凝期。通过对复合
粉进行淬熄试验,研究复合粉的反应中间产物,以及最终生成物。对反应体系进
行热力学分析,得知在平衡条件下复合粉反应体系的反应过程,再结合实际反应
中的反应产物,研究复合粉在等离子喷涂工艺中的反应机理,从而得知金属陶瓷
复合涂层的形成机理。

关键词:喷雾造粒,反应等离子喷涂,金属陶瓷复合涂层,反应机理

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反应等离子喷涂 Fe-Al2O3-FeAl2O4 复合涂层形成机理的研究

STUDY ON FORMING MECHANISM OF THE
Fe-Al2O3-POSITE COATING BY
REACTIVE PLASMA SPRAYING

ABSTRACT

Composite powders of Al/Fe2O3 were synthesized by spray granulation method
using inexpensive aluminium powder and iron oxide powder. And the metal and
posite coating was synthesized by plasma spraying using posite
powders of Al/Fe2O3. The microstructure of posite coating was checked and
ponent was analyzed. The products of the reaction posite powders were
tested. Combined with thermodynamic analysis, the forming mechanism of the
composite coating was studied.
After mixing the aluminium powder and iron oxide powder, posite
powders were synthesized by spray granulation method using the aluminium powder
and iron oxide powder. By selecting appropriate ones, posite powders with
high intensity, rounded shapes, well-regularity and excellent liquidity, can be used for
plasma spraying to synthesize posite coating. The better processing parameter
was obtained by orthogonal experiment to improve the process of posite
powder sy