【摘 要】
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真空冷喷涂(Vacuum cold spray,vCS),通过纳米陶瓷颗粒的高速碰撞与累加沉积,可在室温基体表面制备致密或多孔结构的纳米结构陶瓷涂层.多孔纳米结构陶瓷涂层,在太阳电池
【机 构】
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西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,陕西西安 710049
【出 处】
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第十届全国表面工程大会暨第六届全国青年表面工程论坛
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真空冷喷涂(Vacuum cold spray,vCS),通过纳米陶瓷颗粒的高速碰撞与累加沉积,可在室温基体表面制备致密或多孔结构的纳米结构陶瓷涂层.多孔纳米结构陶瓷涂层,在太阳电池、光催化、生物、医学等领域具有广泛的应用前景,而涂层内部纳米颗粒之间的结合状态,是决定涂层的力学性能以及功能特性的关键因素之一.为了深入理解真空冷喷涂过程中的纳米颗粒间结合机理,本文以纳米多孔结构TiO2涂层为例,采用高分辨透射电镜(HRTEM)和分子动力学模拟(MD)方法进行了系统研究.结果表明,与传统刮涂法涂层相比而言,真空冷喷涂过程中的碰撞压应力可促使纳米颗粒间形成良好的化学结合,粉末颗粒的预热则可继续提高颗粒间结合率.MD研究结果表明,在纳米颗粒的碰撞过程中,颗粒间界面并非发生经典理论中的滑移塑性变形,而是基于颗粒界面处少量原子的局部协调运动形成了晶界,从而形成有效的化学结合.上述结合机理的研究揭示,将为真空冷喷涂涂层的结构优化设计和制备工艺调控提供理论依据.
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