纳米al2o3复合涂层的制备及耐磨性研究（南航材料学硕士毕业论文）.doc

纳米Al2O3陶瓷粉末首次作为弥散增强相应用于热喷涂领域。研究了不同表面活性剂对纳米Al2O3粉末分散效果的影响、不同混合方式对复合粉均匀性的影响、纳米Al2O3的体积分数对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响等。先将纳米Al2O3粉用表面活性剂制成单分散的悬浮液，再与Ni基自熔性合金粉末在液体介质中用球磨混和的方法制成复合粉末，最后用氧-乙炔焰热喷焊法制得复合涂层，同时制备了亚微米Al2O3和微米Al2O3以及WC颗粒作为增强相的复合涂层并进行了耐磨性能的比较。运用扫描电子显微镜和电子探针显微分析等先进的检测手段对涂层组织、微区元素组成和磨损形貌等进行了研究。结果表明，超声分散和湿磨工序有利于获得成分均匀、颗粒细小的复合粉末；添加了适量纳米Al2O3增强相的复合涂层，其耐磨性能可得到不同程度的提高， 以0.5vol% Al2O3为最佳配比的复合涂层耐磨性最好，约为纯Ni基粉涂层的2倍，与25wt% WC/Ni基粉复合涂层的耐磨性相当，生产成本大大降低。实验结果还表明，在低载荷的磨损条件下，纳米Al2O3复合涂层具有最佳耐磨性，而在高载荷的磨损条件下，微米Al2O3复合涂层具有最佳耐磨性。
关键词：弥散强化；纳米粉；热喷涂；热喷焊；Al2O3；复合涂层；磨粒磨损