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,分別噴涂了團聚納米和傳統(tǒng)微米氧化鋁粉末,制備了相應的涂層。研究了氣體流量、工作電流對空氣等離子射流的影響以及對傳統(tǒng)微米、納米結構氧化鋁涂層微觀組織、相結構、性能的影響。利用X射線衍射定量分析方法對傳統(tǒng)微米、納米團聚氧化鋁涂層中α-A12O3和γ-A12O3的相對含量進行了定量分析計算,確定了在不同氣體流量、工作電流條件下粉體的熔化程度。通過測量低載荷下的維氏顯微硬度,對所制備的涂層進行了 Weibull分布統(tǒng)計。采用高速往復摩擦和彎曲試驗,研究了涂層的耐磨性和抗彎曲性能,以及利用空冷法對獲得的微米、納米氧化鋁涂層進行抗熱沖擊性能實驗。結果表明,利用空氣等離子噴槍噴涂的納米、微米氧化鋁涂層,涂層的相結構均由α-A12O3和γ-A12O3構成。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,納米結構涂層的Weibull分布呈現(xiàn)二元結構分布,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)域構成,呈現(xiàn)單一線性結構分布。納... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：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章實驗材料、設備和方法??２．１實驗材料??本實驗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來源廣泛，價??格低廉、易切削、強度較高，經(jīng)過高溫熱處理時，低碳鋼仍能保持一定的塑性、耐磨性??和韌性。因此，在本實驗中選取低碳鋼作為噴涂基體材料，其尺寸為５０?ｍｍｘ２０ｍｍｘ６??ｍｍ。??本實驗所采用的粉末為北京桑堯納米團聚氧化鋁粉末和燒結破碎微米氧化鋁粉末，??其中實驗所用納米團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??團聚－燒結制備成適合噴涂的微米級粉末。納米團聚粉末及其放大的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。燒結破碎粉是氧化鋁經(jīng)燒結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－??

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???２．２試驗設備??實驗中采用的空氣等離子噴涂裝置是大連海事大學熱噴涂技術中心自主研發(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五個部分構成，如圖２．２所示。直流電源的正極??和負極與空氣等離子噴槍陽極和陰極相連接，等離子工作氣體為壓縮空氣（通常工作氣??體為氬氣、氫氣、氮氣等工作氣體），送粉氣體為氮氣。??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大氣等離子噴涂設備??Ｆｉｇ．２．２?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??２．３空氣等離子射流光譜測量方法??由于等離子射流具有高溫、高速、高導熱等特性，因此研宄噴涂過程中的等離子射??流的基本物理特性對于進一步改善涂層質量具有重要意義�，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法，非??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單，靈敏度高、??無干擾等優(yōu)點，本實驗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的??電磁輻射所形成的光譜來分析測定物質的組成，也是研究物質的原子、分子結構的有力??工具和手段。發(fā)射光譜是指當處于激發(fā)狀態(tài)而發(fā)生的電磁輻射，其特征譜線稱為發(fā)射光??譜，它是物質的原子、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】：
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本文編號：3092631