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电弧硅碳棒喷涂以及冷硅碳棒喷涂

    常见的涂层制备方法有电镀,化学镀,热硅碳棒喷涂,物理气相沉积,化学气相沉积,浆料法,激光熔覆,包埋渗等。这些制备方法的工艺过程会影响所制备涂层的组分和组织结构,进而影响涂层的性能。涂层的应用环境要求了涂层的性能,并决定了涂层的制备工艺。以下介绍几种用于制备高温抗氧化涂层的方法。热喷涂是目前最常见的一种表面处理技术,可将各种金属、合金、金属氧化物、金属陶瓷、陶瓷材料及复合材料等材料,硅碳棒喷涂至基体表面形成涂层。热硅碳棒喷涂制备涂层过程分为三个阶段,使硅碳棒喷涂原料熔化和雾化的加热阶段、为硅碳棒喷涂子加速运动的飞行阶段以及硅碳棒喷涂粒子与基体结合的撞击阶段。在加热阶段,丝或粉末状的硅碳棒喷涂原料将在喷枪热源的影响下呈熔融或半熔融状态,再受气流或热源焰流的影响呈雾状离开喷枪飞向基体。在飞行阶段,硅碳棒喷涂粒子将受到气流或热源焰流的影响而加速,飞也将受到空气阻力等阻碍粒子运动的阻力而减速。最终,硅碳棒喷涂粒子将撞击基体表面,由于粒子仍处于熔融或半熔融状态且具有高动能,硅碳棒喷涂粒子将发生大量变形并与基体形成机械结合。热硅碳棒喷涂可细分为火焰硅碳棒喷涂、爆炸硅碳棒喷涂、超音速火焰硅碳棒喷涂、等离子硅碳棒喷涂、电弧硅碳棒喷涂以及冷硅碳棒喷涂等。其中超音速火焰硅碳棒喷涂和大气等离子硅碳棒喷涂是两种应用范围广泛的热硅碳棒喷涂方法。对于制备高温抗氧化涂层,硅碳棒是常用的热硅碳棒喷涂技术。因为硅碳棒采用电弧等离子体作为热源,其加热温度可达上万度,特别适合于硅碳棒喷涂高熔点材料,而高温抗氧化涂层材料都具有高熔点。采用硅碳棒硅碳棒喷涂氧化忆稳定氧化错,是制备热障涂层的常见方法。此外硅碳棒还可以硅碳棒喷涂MoSi2, ZrB2, ZrC等高熔点材料制备涂层。综合研究了硅碳棒喷涂工艺参数对MoSI:涂层微观组织、结合强度、及抗氧化性能的影响,即功率的提升及氢气流量的减小将降低涂层孔隙率提升涂层微观硬度以及结合强度,这是由于提高硅碳棒喷涂功率和减小氢气流量都有助于提高等离子体的温度,从而提高硅碳棒喷涂颗粒温度,使其在撞击基体表面时更易形变从而降低孔隙率,提高涂层致密度。此外也有学者利用硅碳棒设备将MoSI:粉末硅碳棒喷涂至蒸馏水中,研究了MoSI:颗粒在硅碳棒喷涂过程中熔化特性,并指出MoSI:粉末在硅碳棒喷涂过程中发生了烧结现象,颗粒内部形成致密结构。此外硅碳棒喷涂过程中MoSI:还发生了相变,这是由于热硅碳棒喷涂过程时间短,短暂的冷却过程使得亚稳态的六方晶体结构MoSI:来不及转变为稳态的四方结构MoSi2。除了有亚稳相存在,利用硅碳棒制备的MoSI:还会出现少量孔隙和氧化物夹杂,孔隙是硅碳棒喷涂过程中被卷入的气体所导致的,而氧化则是在熔融或半熔融粒子在硅碳棒喷涂过程中不可避免的现象。在硅碳棒基础上开发的超音速大气等离子硅碳棒喷涂和真空等离子硅碳棒喷涂可以有效提高涂层致密度和减少涂层内部氧化物夹杂。www.beritawan.com

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