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昆明理工大学宋鹏课题组:利用热处理诱导非晶涂层部分晶化制备了高性能原位纳米涂层
2019-09-05 10:38:43 作者:本网整理 来源:先进涂层材料

引言

 

非晶涂层材料具有优异的物理,化学和机械性能,具有吸引人的科学研究和应用特征。然而非晶涂层热稳定性和韧性差,限制了非晶合金的大规模应用。本研究利用非晶高温易于晶化的特点原位制备了纳米结构的粘结层,找到一个新的材料体系,通过选择合适的技术和工艺,改善了粘结层和陶瓷层的界面耐久性。实验结果表明,非晶-纳米复合涂层不仅具有高杨氏模量值,而且还提高了涂层体系的韧性。


成果简介

 

2019年7月,昆明理工大学的宋鹏副教授(通讯作者),李乔磊(第一作者)在Ceramics International上发表了最新的研究成果“Effect of partial crystallization of an amorphous layer on the mechanical properties of ceramic/metal-glass coating by thermal spraying”。在该工作中,利用非晶材料高温易于晶化的特性寻找到原位制备具有纳米粘结层-陶瓷顶层结构的新材料体系。该复合涂层不仅具有高杨氏模量值,而且还提高了涂层体系的韧性。证明了使用热处理诱导非晶粘结层原位制备纳米-陶瓷复合涂层材料是热喷涂领域中可行的技术方案。此外,利用三点弯曲测试技术提出单位力学贡献率的计算方法,以此评价涂层的力学性能,降低了基体力学性能对涂层力学性能评价的干扰。


图文导读

 

图1   复合涂层的原始和热处理后样品截面EBSD分析结果

 

640.jpg

 

图2   三点弯曲测试复合涂层力学性能结果

 

640 (1).jpg

 

本研究在通过热喷涂技术成功制备非晶 - 陶瓷复合涂层的基础上,通过热处理诱导非晶粘结层的部分晶化,原位制备纳米结构粘结涂层。对复合涂层的力学性能进行了多尺度的评价。该复合涂层不仅具有高杨氏模量值,而且还提高了涂层体系的韧性。纳米复合陶瓷涂层具有大量纳米颗粒和固溶体,有效地抑制了微硬度测试中的裂纹扩展,提高了涂层性能。此外,利用三点弯曲测试技术提出单位力学贡献率,尽可能的消除基体力学性能对涂层性能评价的影响,以此来准确评价涂层的力学性能。

 


文章链接

 

Qiaolei Li, Peng Song, Quan Dong, Cheng Hua, Lu Li, Biju Zheng, Jiansheng Lu, Effect of partial crystallization of amorphous layer on the mechanical properties of the ceramic/metal-glass coating by thermal spraying, Ceramics International, 2019, 45(15): 18803-18813.


https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.110

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