文档介绍：南京理工大学
毕业论文
作 者： **** 学 号： 137444
学院： 材料与科学工程学院
系(专业)： 焊接方向
题 目：等离子喷涂AI203-(FeAI204-AI203-Fe)涂层工艺研究
指导者:
评阅者:
4
7试验计划 5
2实验设备及方法 5
1粉体制备的材料及设备 5
2涂层制备工艺 8
3试验样品的检测与分析 9
1涂层分析测试设备 9
2试验数据分析 10
结论 19
参考文献 20
致谢 21
1前言
随着科技的进步时代的发展，人们对大自然的探索也越来越深入，就拿对海洋的探 索来说，在早些年，人们只是通过乘坐船只，来对海洋进行探索，现如今，这些年来由 于潜艇技术和海洋机器人的飞速发展，使得我们进一步了解到深海内生活的一些生物； 为了开采储存在海底例如：石油天然气这一类的能源，人们在海洋当中设置了许许多多 的钻井平台，这些平台上的主要支撑零部件一直浸泡在海水当中，这些金属由于常年浸 泡在海水中，会一直进行电解腐蚀，这就要求金属有非常好的抗腐蚀能力。如果不然这 些支撑零件经过长期锈蚀，必然强度难以保证，以致影响使用寿命。
同时在这些年来由于航天技术飞速发展，由于在这些航天器件在发射升空过程中， 必然要承受很大的应力，同时由于与大气进行剧烈摩擦，产生大量的热量，这将使这些 金属器件迅速升温，如果材料没有良好的耐热能力，非常有可能是这些零部件产生塑性 变形，使其失去其效果。
为满足材料在高温高压高载荷的环境中正常使用，提高其使用寿命，研究人员逐渐 朝着如何提高材料性能方面展开研究，经过大量试验研究发现，在金属表面喷涂一层涂 层可提高材料所需要的性能由此人们向着制备金属陶瓷复合涂层方面进行研究。金属 复合陶瓷涂层将陶瓷具有的高强度和金属具有很好的韧性结合到一起，将二者结合到一 起形成金属陶瓷耐磨涂层，研究人员利用等离子喷涂的技术将复合涂层喷涂到基体上， 从而提高基体自身的各种性能。现如今该技术在国内外制备涂层工艺上得到了很大的应 用。
通过前期准备过程中我们阅读大量文献得知，氧化铝金属陶瓷复合涂层在现代提高 材料性能方面起到了很大作用。据了解氧化铝涂层原料粉末从微米级逐渐向纳米级细化, 原料粉的颗粒大小也逐步细化逐渐从单一成分向复合化发展，涂层结构从单层过渡到多 层或者梯度涂层"叫
等离子喷涂出氧化铝陶瓷涂层呈片层状，有少量间隙，由于涂层中也会有杂质的存 在，涂层在基体上分布有时也会不均匀。制备的氧化铝涂层材料应用范围受到限制，只 能用于低应力下耐磨损材料应用囱。因此，大多数科研人员又逐渐转变为向梯度涂层方 面进行研究。梯度涂层是的组织结构无明显的跳跃性变化，是呈连续性的比较有过度性 的改变结构层次。梯度涂层的在硬度、强度、耐磨性和抗热震性等方面的性能都比普通 的陶瓷涂层要好很多。已经有很多人逐渐向梯度涂层方面研究。与此同时人们不仅局限 于对氧化铝复合陶瓷方面的研究，人们发现
TiOa比ALOa在很多方面性能都好，相比润 湿性、稳定性、韧性、耐腐蚀性和耐磨性都比A10强很多，因此许多科研人员还进行 TiO2陶瓷涂层方面的研究［6\ TiO2的复合陶瓷涂层的研究也是现在研究的焦点之一，目 前丹麦HASLE公司以及国际上许多厂家都在生产耐磨金属陶瓷材料。我国目前对耐磨损 陶瓷涂层的研究也有了一定程度的进展，但在耐粉料磨损陶瓷涂层的方向上进行的研究 还不够详细，需要更进一步的深入研究和探讨金属陶瓷涂层。
等离离子喷涂原理
阴极；；；
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等离子喷涂技术是热喷涂技术的一种，都是用来改变材料表面性能和组织结构的一种 喷涂技术或。它是用外界提供的直流电源作为加热气体的热能，当工作气体被加热后会 随着温度的升高而改变，在高温高压下工作气体会被电离成离子气体，该离子气体具有 很高的能量，该能量可以融化许多高熔点的材料，当融化的材料随着等离子焰流喷射到 基体表面，此时就会在基体表面形成一层表面涂层
，工作气体被电离成等离子气体后，会在阴极和喷嘴之 间形成电弧，又由于高压条件电弧会被压缩以压缩电弧的形态在喷嘴处喷出，该压缩电 弧由于电孤密度大因此具有很高的能量，并且由于电孤较细，加上移动速度快，喷射电 孤能量高，在基体表面产生的热影响区也会比普通的电弧小很多。这样有利于减小对基 体组织的影响，并且等离子喷涂时所用的工作气体多为氯气和氢气，这种工作气体多为 惰性气体，对工件表面起到一定的保护作用，起码防止工件表面被氧化，因此等离子技 术在工业生产上得到很大应用，如