crlt2gtolt3gt纳米结构热喷涂粉末及耐磨涂层的制备研究

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1、摘要纳米材料与常规材料相比在硬度、强度、韧性等方面具有独特的性能。纳米结构陶瓷材料脆性降低，韧性改善。常规的纳米晶粉末由于密度低，流动性差，单个颗粒质量小，不能直接用来进行等离子喷涂，必须进行再处理。本文采用球磨、制浆、喷雾干燥和热处理方法将Cr20，原始纳米粉末团聚成适用于热喷涂用的大颗粒球形粉末，研究了不同的粘结剂浓度、粉末固含量、喷雾干燥条件和热处理温度对团聚体粉末物理性能的影响，测量了团聚体粉末的松装密度，振实密度及流动性，建立了在不同干燥空气加热条件下团聚体粉末颗粒形貌的几何模型，探讨了在高温热处理时颗粒形貌的变化过程，并采用直流

2、等离子体喷涂办法将团聚体陶瓷粉末喷涂到不锈钢基体上制备成cr203耐磨涂层，利用金相显微镜、扫描电镜、x射线衍射对粉末和涂层进行了检测分析。结果表明：喷雾干燥后团聚体粉末颗粒尺寸在10～100nm范围内，基本上为球形。经10000c以上高温热处理后，粉末中的有机粘结剂被去除，团聚体大颗粒内部纳米小颗粒有微弱连接，但仍为纳米结构，而大颗粒之间没有连接，粉末流动性和振实密度良好，适合于等离子喷涂制备涂层。在等离子体喷涂制备的cr20，涂层的表面和截面上，发现一部分是颗粒熔化后形成的块状组织结构，另一部分是未熔化颗粒转变形成的纳米结构，涂层中的层

3、状组织不明显。纳米颗粒团聚体粉末经等离子体喷涂后，涂层中的相结构没有改变。这种纳米结构陶瓷涂层的硬度较低，韧性有所改善。关键词三氧化二铬，喷雾干燥，团聚体粉末，等离子喷涂，纳米结构涂层，陶瓷韧性ABSTRACTNanostmcturedmaterialshaVeuniquepropeniesint11easpectsofhardness，stI’ength，ductilityandtoughness．Nanostmcturedcer啪icsmaterialshaVelowbrittlenessa11dgoodtoughness，compar

4、edtomicrostructuredceramics．NanocrystallineCr203pDwderpurchasedf．rommarkethaslow印paremdensitya11dpoornowabilitysomatitcannotbedirectlyusedfbrplasmasprayir培．Byusingstepsofballmilling，slunyforming，spraydryingandheattreatment，thenallocryStallinepowderofCr203canbereprocessedin

5、tonano—particlesagglomeratesforplasmaspraying．ThissnJdyfbcusesontheinnuenceoforganicbinderconcentration，solidloading，sprayd叫ingcondition，heattreatmenttemperatureonthephysicalpmpertiesoftheagglomeratedpowdersuchasf}eeholdingdensi够，t印densityandnowability．Scanningelec仃·onmicr

6、oscopyandX—raydifhactionwereusedtocharacterize廿1eo“gmalnanocrystallinepowdera11dthea鹳lomeratedpowder，AgeometrymodelwasestabiishedforexpIaillingt11evariousparticJesh印esunderdiffbremheatingconditionduringspraydrying．Inaddition，ageometrymodelwasestabIjshedflordescribingthecha

7、ngeofparticiesh印esduringheattreatHlem．ExperimemalresuhsshowthattheparticlesoftheagglomeratedpowderarealmostSpherjcandhavethesizeintherangeoflO～1OOum．ARerheatⅡeatInentatatemperaturehigherthan10000C，theorganicbinderinsideagg】omerateswasremovedandweakcorulectionamongnano—part

8、iclesoflargeagglomerateswasformed．Thepowderhasgoodflowabili妙and印parentdensi够，whichissuita