等离子喷涂纳米ZrO_2复合陶瓷涂层冲蚀行为

编号：NMJS00102

篇名：等离子喷涂纳米ZrO_2复合陶瓷涂层冲蚀行为

作者：高雪松; 黄因慧; 田宗军; 刘志东; 沈理达; 王桂峰;

关键词：等离子喷涂; 纳米ZrO2涂层; TC4合金; 冲蚀;

机构： 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室; 南京航空航天大学机电学院;

摘要： 以常规和纳米团聚体ZrO2-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TC4钛合金表面制备了常规和纳米结构陶瓷涂层,并对其进行冲蚀实验,研究了涂层微观组织和性能对涂层抗冲蚀性能的影响,以及不同工艺参数下涂层冲蚀性能。用扫描电镜(SEM)和XRD分析了涂层组分和微观结构,同时利用显微硬度计对涂层的硬度进行了测试。结果表明,等离子喷涂纳米ZrO2涂层抗冲蚀性能明显高于常规ZrO2涂层。当冲蚀角为90°时冲蚀失重最大,表现为脆性冲蚀,随着速度的增大冲蚀失重也随之增加。等离子喷涂纳米ZrO2涂层由熔化区和部分熔化区组成,部分熔化区属微纳米结构,熔化区在沉积急冷和冲击应力的作用下会形成细晶,微纳米结构与细晶共同作用下的纳米陶瓷涂层的平均粒度将远远小于常规陶瓷涂层的平均粒度,使其硬度增加;微纳米区域在涂层中其局部晶界的强度特别高,裂纹难以沿着晶界扩展,起到了良好的增韧的作用,硬度和韧性的提高使涂层的抗冲蚀性能增强。