| 等离子喷涂氧化铝-氧化钛纳米复合涂层的制备、结构及摩擦学性能的研究 | |
| 易德亮 | |
| Subtype | 理学硕士 |
| Thesis Advisor | 冶银平 |
| 2010-05-18 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | Al2o3-tio2 等离子喷涂 纳米涂层 摩擦磨损 Plasma Spray Nano-coating Friction And Wear |
| Abstract | 等离子喷涂纳米复合陶瓷涂层具有优异的抗磨损、耐腐蚀、抗氧化等性能，具有广阔的应用前景。因此，有关等离子喷涂纳米复合陶瓷涂层的制备、结构与性能研究已成为材料表面科学与工程研究中最为引人注目的领域之一。本文采用溶胶-凝胶技术原位合成了Al2O3-TiO2纳米复合粉体，采用喷雾干燥法对制备的纳米复合粉体进行了喷雾造粒，使用大气等离子喷涂设备制备了系列Al2O3-TiO2纳米复合涂层，研究了不同成分和颗粒尺寸的初始纳米复合粉体对等离子喷涂涂层结构和性能的影响。获得或发现了以下一些较有意义的结果： 1. 采用溶胶-凝胶技术合成了系列Al2O3-TiO2纳米复合粉体，发现α-Al2O3的相转变温度随TiO2含量的增加而降低，当TiO2的含量小于50 wt.%时，每增加20 wt.%TiO2，α-Al2O3的相转变温度降低100 ℃；随着相变温度的降低，复合粉体的粒径迅速减小；当TiO2的质量分数为30 wt.%时，纳米粉体具有最小的颗粒尺寸（25-32 nm）和最窄的粒径分布。 2. 采用喷雾干燥法对制备的纳米粉体进行喷雾造粒，研究了不同物料配比和喷雾参数对造粒后团聚颗粒的大小和产率的影响。研究了初始粉体粒径对喷雾造粒后团聚粉体的影响，发现初始粉体粒径越小，喷雾造粒后所得产品的粒径越小。 3. 采用等离子喷涂技术制备了一系列不同结构与组成的Al2O3-TiO2纳米复合涂层。发现涂层中Al2O3的晶相为α相和γ相，涂层具有半熔融区和熔融区的双区结构。 4. 等离子喷涂制备的Al2O3- TiO2纳米复合涂层的致密度随TiO2含量的增加而增加、随初始粉体粒径的增大而变化不大；涂层的显微硬度随TiO2含量的增加表现出先增大而后降低的趋势、随初始粉体粒径的增加变化不大；由初始粉体粒径为100 nm的含10 wt.% TiO2的Al2O3-TiO2纳米复合粉体制备的涂层显微硬度最大，其值为1188.2HV。 5. 等离子喷涂制备的Al2O3-TiO2纳米复合涂层的摩擦系数在0.6-0.8之间，随粉体中TiO2含量和初始粉体的粒径变化不大；而涂层的磨损率随TiO2含量的增加表现出先降低而后增大的趋势；初始粉体粒径在100nm以下时，磨损率随初始粉体粒径的增大而降低，初始粉体粒径在80-100 nm时制备的涂层具有最好的耐磨性能；涂层的磨损机制主要是微裂纹扩展导致的剥落。 |
| Funding Project | 磨损和表面工程组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/1846 |
| Collection | 中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 易德亮. 等离子喷涂氧化铝-氧化钛纳米复合涂层的制备、结构及摩擦学性能的研究[D]. 中国科学院研究生院,2010. |
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| 201033易德亮.pdf（3599KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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