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详解白刚玉微粉的热喷图层结构


白刚玉微粉进行表面涂层时,热喷涂层是由喷射并沉积在基体表面的扁平顺粒组成的。涂层具有典型的层状结构,在扁平颗粒之间有氧化物膜;涂层中存在孔隙、微裂纹等缺陷;另外,涂层中还有较大的内应力。这种层状结构使热喷涂层表现出与铸造材料不同的力学性能。

下图是涂层截面结构的示意图,可以看出涂层主要由扁平顺粒、软化物膜及孔隙等缺陷组成:

l )扁平城粒。扁平颗粒是雾化熔滴高速撞击基体发生变形、凝固而形成的。由于凝固时的冷却速度很大( > 10⁵K/s 〕 ,扁平颗粒内的晶较尺寸很小,甚至达到纳米级;在冷却速度更大的局部区域还能形成非晶态结构。而这些快速凝固组织特征将使扁平硕粒的硬度明显高于铸造状态。

2 )氧化物膜由于在雾化飞行过程中熔滴表面发生氧化,故涂层中扁平狱较轰面句有一层级化膜级化膜的存在.减弱了涂层的内聚强度(扁平颗粒之间的结合强度)。由于小熔滴的表面积大.其比大熔滴更容易发生氧化。避免或减少熔滴的氧化.可以提高涂层的内策强度。

3 )孔隙:孔隙是热喷涂层一个重要的结构特征,孔隙率的大小将直接影响涂层的结合强度、耐腐蚀性能、耐氧化性能和耐磨损性能:孔隙主要山以下三种方式形成 :

① 氧化物膜与扁平颗粒的线胀系数不同,在冷却后其间出现缩孔;

② 扁平硕粒流变能力差,在其间形成间隙;

③ 熔滴在高温时吸收溶解的较、氮等气体,在冷却后逸出,形成气孔。熔滴的过热度越大,枯度越小.冲击速度越大,则孔隙率越小,涂层越致密。