發(fā)布時(shí)間：2021-10-08 07:27

　　針對(duì)機(jī)械零部件日益復(fù)雜的服役環(huán)境引起的磨損失效和材料失效等問題,迫切需要制備高耐磨材料并提高機(jī)械部件的抗磨減摩等性能。氧化物陶瓷具有高硬度、高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性等,相應(yīng)的采用熱噴涂制備的氧化物陶瓷涂層具有優(yōu)異的耐高溫、抗磨損等優(yōu)異性能。本論文基于離子勢(shì)和陽離子極化率理論,采用大氣等離子噴涂技術(shù)制備了NiAl-MoO₃、NiAl-MoO₃/BaO、NiAl-MoO₃/CuO復(fù)合涂層進(jìn)一步考查了不同復(fù)配氧化添加量對(duì)復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)、力學(xué)及摩擦學(xué)性能的影響,結(jié)合XRD、TEM、SEM、Raman等技術(shù)深入分析探討了復(fù)合涂層高溫潤滑機(jī)理。其主要研究結(jié)論如下:1.采用高能球磨工藝對(duì)采購的粉末MoO₃進(jìn)行了二次造粒處理,通過燒結(jié)破碎的方法制備了粒徑分布在38μm-75μm流動(dòng)性優(yōu)異的粉體,具有良好的可噴涂性。2.采用等離子噴涂設(shè)備制備了不同氧化物含量的NiAl-MoO₃、NiAl-MoO₃/BaO、NiAl-MoO₃/CuO復(fù)合涂層,研究了不同的氧化... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1層狀固體潤滑劑

碩士學(xué)位論文5化物之間相互作用時(shí)，陽離子難以形成更強(qiáng)的離子鍵和共價(jià)鍵，使的氧化物之間更易于剪切，其潤滑性越好，其氧化物離子勢(shì)與摩擦系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1.2-b所示[17]。（a）（b）圖1.2(a)氧化物的離子勢(shì)概念的示意圖;(b)氧化物離子勢(shì)與摩擦系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系Dimitrov[18,31]等則從一個(gè)更加微觀的視角給出了氧化物的分類依據(jù)，通過引入陰陽離子極化率，鍵能，光學(xué)堿度以及引入互作用參數(shù)并論述了這些特性之間的聯(lián)系，陽離子的極化率隨著金屬（或非金屬）結(jié)合能的增加而降低，同時(shí)引入互作用參數(shù)，對(duì)應(yīng)了與光學(xué)堿度和極化率之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)氧化物的平均極化率與互作用參數(shù)成一種負(fù)相關(guān)，對(duì)簡單氧化物的細(xì)分進(jìn)一步論述了互作用參數(shù)與光學(xué)堿度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其氧化物隨著酸性向堿性的過渡，呈現(xiàn)出更低的互作用參數(shù)。Prakash,B[31]進(jìn)一步通過對(duì)極化率的修正，提出了互作用參數(shù)與氧化物材料的潤滑性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表1.3所示為氧化物陰陽離子極化率、互作用參數(shù)以及在不同溫度的摩擦系數(shù)的其對(duì)應(yīng)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與氧化物的互作用參數(shù)越低其潤滑性越好，研究者認(rèn)為氧化物鍵強(qiáng)取決于陰陽離子在重疊軌道的電子鍵合，這和離子的極化率有關(guān)，當(dāng)極化率大時(shí)，電子云在重疊軌道更多的分散和轉(zhuǎn)移，此時(shí)自由電子的密度會(huì)增加，而由于自由電子并不參與成鍵，從而導(dǎo)致陰陽離子間結(jié)合的鍵能弱化，但這種弱化的鍵能卻能夠有效的降低摩擦系數(shù)，提高潤滑性能。Peterson[32]對(duì)雙金屬氧化物研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，高溫時(shí)某些鉬酸鹽和錸酸鹽潤滑劑具有更低的摩擦系數(shù)。這說明三元金屬氧化物可以作為良好的高溫固體潤滑劑，而這些含氧酸鹽大多是由像PbO-MoO3、ZnO-WO3、CuO-MoO3或者NiO–TiO2的兩種氧化物在高溫下通過摩擦化學(xué)反應(yīng)生成.針對(duì)于復(fù)合氧化物體系，Erdemir[33]所提出的晶體?

碩士學(xué)位論文9如圖1.3所示展示了熱噴涂涂層形成的基本原理，利用熱源（如電虎等離子噴涂或燃燒火焰等）將噴涂材料（粉末、絲狀的金屬或非金屬）加熱至塑態(tài)或熔融態(tài)，用高速氣流將其霧化成極細(xì)的顆粒，并以高的速度噴射到工件表面，沖擊到表面的顆粒，因受沖擊變形，形成疊層薄片，粘附在經(jīng)過制備的基體表面，隨之冷卻并不斷堆積，最終形成一種層狀的涂層。該涂層因涂層材料不同可實(shí)現(xiàn)對(duì)磨損部件的修復(fù)、防護(hù)提高設(shè)備或構(gòu)件的耐腐蝕、抗磨損、耐高溫、隔熱和抗電磁波等性能[50]。圖1.3熱噴涂涂層形成原理根據(jù)熱噴涂的基本原理，其熔融材料（粉末，絲材等）受熱熔化并沉積在工件表面主要包括以下三個(gè)過程[51]：1）加熱熔化階段，熱噴涂材料的熱源的作用下，熔化形成熔化和半熔化的熔滴；2）加速階段，熔滴在告訴氣流的作用下并與周圍環(huán)境發(fā)生作用沉積在工件表面的過程；3）沉積過程，經(jīng)過高溫、高速熱源作用后的熔滴粒子撞擊工件后發(fā)生熔滴粒子的疊加和快速凝固。其前兩個(gè)階段主要決定了涂層形成后的形貌形態(tài)和涂層的質(zhì)品，而最后一階段熔滴粒子的沉積過程在決定了涂層最終形成形態(tài)，從而影響了涂層的微觀結(jié)構(gòu)和其力學(xué)性能。其熔滴的熔化形態(tài)和質(zhì)品同時(shí)又影響了熔滴的凝固和冷卻過程，因此需要科研人員全面分析涂層制備過程合理選擇噴涂工藝、材料制備出性能優(yōu)異的涂層材料[52]。1.3.2熱噴涂技術(shù)的工藝流程工件材料的性質(zhì)，噴涂材料的選擇、噴涂參數(shù)的設(shè)定以及后處理工藝均對(duì)熱噴涂涂層的性能有著重要的影響。雖然設(shè)備因熱噴涂方式不同而有所不同，但根據(jù)熱噴涂技術(shù)原理，設(shè)備主要由噴槍、熱源、涂層材料供應(yīng)裝置、控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成。因此對(duì)基材表面的處理、基材的預(yù)熱、噴涂過程和涂層后處理等優(yōu)化得當(dāng)，有利于制備出性能優(yōu)異的涂層。熱?

【參考文獻(xiàn)】：
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