等离子喷涂-物理气相沉积AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织与性能研究

来源 :福建工程学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:crosswind123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高熵合金拥有许多优异的性能并有潜力成为新型的涂层材料。等离子喷涂-物理气相沉积(Plasma spray-physical vapor deposition,PS-PVD)是20世纪末开发出来的一种新型热喷涂技术,现已成功用于热障涂层、透氧过滤涂层、核反应堆壁涂层等功能涂层的制备,并有望进一步拓展其应用领域,制备出更高性能的涂层。本文采用PS-PVD技术在不同参数条件下制备了等摩尔比AlCoCrFeNi高熵合金涂层,采用抛光的316L不锈钢基板收集了不同参数沉积的高熵合金颗粒,以分析工艺参数与涂层沉积行为的关系。采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对高熵合金粉末的粒度以及涂层的形貌、成分、物相、显微组织进行了分析与表征,测试了高熵合金涂层的结合强度、硬度、耐磨性能和高温氧化性能,并探讨喷涂电流和喷涂距离等PS-PVD工艺参数对涂层组织结构和性能的影响。研究结果表明:AlCoCrFeNi高熵合金粉末的物相为BCC相和B2相,其平均颗粒直径为22.567μm,平均晶粒尺寸为36.52 nm。采用PS-PVD制备的高熵合金涂层由BCC相、B2相和FCC相组成,其晶粒尺寸相较于喷涂粉末有所减小。AlCoCrFeNi高熵合金粉末颗粒在喷涂沉积的过程中经历了加热熔化、飞行雾化以及碰撞沉积三个阶段,其沉积到316L不锈钢基板表面后呈现的形貌主要为圆盘状和向日葵状,并且其边缘外围出现了较多的“触角”状形貌,表明其具有明显的液相沉积特点。当喷涂距离为475 mm时,随着喷涂电流的增大,高熵合金涂层的结合强度先提高后降低,表面显微硬度先减小后增大,磨损率呈现先增大后减小的趋势。当喷涂电流为1800A时,涂层的结合强度随着喷涂距离的增大而提高,表面硬度则先减小后增大,磨损率则逐渐下降。当喷涂电流为1800 A、喷涂距离为550 mm时,涂层的结合强度与表面硬度最高,分别为71.5±2.1 MPa与526±17 HV,并表现出良好的耐磨性能,其体积磨损率为(1.72±0.14)×10-4mm3/(N·m)。随着喷涂电流与喷涂距离的提高,高熵合金涂层的氧化总增重及其平均氧化速率均呈现出先下降后上升的趋势。综合来看,当喷涂电流为1800 A、喷涂距离为475 mm时,高熵合金涂层具有良好的综合性能。在该工艺参数下,涂层的平均沉积速率为14.25~15.58μm/次,涂层厚度为179±8μm,并具有较高的结合强度(49.5±0.7MPa)。该工艺制备的涂层表现出了良好的抗氧化能力,涂层表面形成了以α-Al2O3为主要成分的氧化膜,在800℃、900℃、1000℃的平均氧化速率分别为0.045 g?m-2·h-1、0.075g?m-2·h-1、0.115 g?m-2·h-1,在800℃与900℃下表现出了完全抗氧化的能力,在1000℃下则为抗氧化级别。
其他文献
抗体分子因高的结合亲和力和特异性的优点被广泛应用于诊断、治疗和分离提纯。但抗体在固定过程中取向的随机性及在生物体液环境应用过程中所形成的蛋白质冠均可能导致抗体的
风力发电机组对绿色能源的发展起到至关重要的作用,其运行状态的优劣直接关乎国家绿色能源发展的速度。由于风力发电机组在运行过程中受到变载荷冲击较多,对其齿轮箱的高效运
利用分子自组装技术得到均一、有序的单层、多层,以及异质双层结构,在新型的功能纳米器件研究中发挥着越来越重要的作用。扫描隧道显微镜(STM)技术能够从原子级别分辨制备的
风电装机容量的提高带来了巨大的经济和环境效益,也给电力系统安全稳定运行带来极大影响。风电场大规模集中分布使其出力表现出强相关性,可能会短时间大幅变化,若备用和调节能力不足以平衡,电网频率可能会降低,甚至损失负荷。风电出力具有波动性和不确定性,其预测存在误差,系统需要更多备用来应对风功率变化的影响。因此,研究风电爬坡事件快速准确预测、评估和预警,对于电力系统安全稳定运行具有重要意义。本文从这个角度出
超透镜属于相位型超表面的一种,利用一定数量的亚波长单元结构的有序排布,在材料界面引入相位梯度,实现对电磁波的相位,振幅和偏振态等属性的任意调控。相比于金属型超透镜,
随着数字时代的到来,以图像为媒介的信息处理方式已经被广泛应用于各种场景中。图像的分辨率的高低可以影响到信息获取的完善程度,高分辨率图像可以提供更多的数据信息。近年
具有体心立方结构的铁及其合金作为重要的工程材料,在工业生产中被广泛使用。然而,由于晶界腐蚀现象的存在,严重影响此类材料的使用寿命。本文从晶界本身的结构与性能入手,以
地磁定位已成为地下工程定位技术的研究热点,而地下工程的地磁适配评价是判定区域巷道是否适合地磁定位或地磁组合定位的前提,研究与之适应的井下适配特征和评价方法十分必要
作为19世纪末20世纪初“帝国学派”的第二代领导人,查尔斯·麦克莱恩·安德鲁斯(也译为“查尔斯·麦克林·安德鲁斯”)(Charles McLean Andrews,1863-1943)曾被称为“美国最重要的历史学家”和“研究美国殖民地史最伟大的历史学家”。因其史学成就卓著,安德鲁斯曾于1925年被推选为“美国历史学会”主席。1935年,安德鲁斯因其重要著作《美国历史上的殖民地时代》的第一卷而获得了
法院附设家事调解是专门针对家事纠纷这类案件设立的,由法院附设调解机构作为主持者,同时接受法院指导,于立案前化解法院家事纠纷的活动。法院附设家事调解制度将法院调解与