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本文以海洋环境下大型船舶甲板防滑涂层为研究背景,根据防滑涂层的防滑、耐磨、耐蚀等服役特点,充分利用铝基涂层耐蚀性强的特点,采用超音速电弧喷涂制备了元素Ti、Ni和六钛酸钾晶须增强的铝基复合防滑涂层。通过调整元素和六钛酸钾晶须的成分比例,对各组涂层进行表征,分析了各组涂层的微观组织和物相成分,检测了涂层显微硬度、结合强度等力学性能,重点研究了涂层的防滑性能和耐磨性等摩擦学行为,模拟了海洋气候下涂层因昼夜温差变化带来的影响,测试了涂层的抗热震性能和耐腐蚀性能。通过粉芯丝材制备了纯Al涂层、元素和晶须含量为10%、20%、30%三种梯度的Al-Ti涂层、Al-Ni涂层和Al-晶须涂层。通过扫描电镜(SEM)观察发现,各涂层表面呈现扁平状形貌向四周铺展,纯Al涂层截面形貌呈现整体块状结构,Al-Ti涂层截面形貌为层状结构,Ti含量越高,层状结构越明显。Al-Ni涂层截面层与层之间成分复杂交错,随Ni含量变化明暗程度成梯度变化,Ni含量越高颜色越亮。Al-30%晶须涂层截面中六钛酸钾晶可以被观察到,在涂层中有明显团聚现象。通过X射线衍射分析(XRD)及拉伸试验、显微硬度等检测分析,研究了涂层物相组成与力学性能的关系。试验结果发现,纯Al涂层的物相主要是Al,Al-Ti涂层的主要物相为Al和Al3Ti等,Al-Ni涂层的主要物相为Al,A1.1Ni0.9和Al0.42Ni0.53,Ti、Ni元素加入生成的金属间化合物等硬质相使涂层的显微硬度大幅提高,结合强度也略有上升,Al-Ti涂层的结合强度能达到40Mpa以上。六钛酸钾晶须的加入对涂层的显微硬度影响较小,结合强度随六钛酸钾晶须含量上升而略有下降。各涂层孔隙率均在3%以下,纯Al涂层的孔隙率最低,加入元素Ti、Ni和六钛酸钾晶须使涂层孔隙率上升。利用摩擦磨损试验,结合涂层磨损前后形貌观察,研究了涂层摩擦因数变化规律及不同状态下涂层的耐磨性能,并分析了涂层磨损失效机制。结果表明,在干摩擦下,Ti和Ni元素的添加能够提高涂层的摩擦因数且随含量的增加而增加,Al-Ti涂层略高于Al-Ni涂层,Al-30%Ti涂层摩擦因数最高能达到0.86,达到指标要求。Al-晶须涂层与纯Al涂层干摩擦因数相近。在湿摩擦状态下,涂层的摩擦因数较干摩擦略有下降。Al-Ti和Al-Ni涂层的磨损质量均低于纯Al涂层,元素添加提高了涂层耐磨性。Al-晶须涂层磨损质量与纯Al磨损量相差不大,但随着六钛酸钾晶须含量增加而增高。干磨损下各涂层的磨损机制主要以磨粒磨损和粘着磨损为主,Al-30%Ti涂层在腐蚀介质下,腐蚀和磨损交互作用,涂层表面出现疲劳裂纹,表面疲劳磨损和腐蚀磨损加重。涂层在600℃下热震循环试验下均未出现明显裂纹和破坏现象,具有较好的抗热震能力。纯Al涂层的抗热震性能较好,抗热震次数达到331次,Al-Ti涂层中抗热震次数最低的为Al-30%Ti涂层,其抗热震次数为232次,Al-30%Ni抗热震次数为240次,六钛酸钾晶须添加量为30%抗热震次数为252次。元素和六钛酸钾晶须的加入反而使涂层的抗热震性能下降。动电位极化曲线表明,纯Al涂层的腐蚀电流最小,耐蚀性最好,Al-Ti涂层、Al-Ni涂层和Al-晶须涂层各组内腐蚀电流变化较小,Al-晶须涂层相比其余各组耐蚀性下降明显。元素和六钛酸钾晶须加入后,涂层腐蚀电流升高,耐蚀性下降。各涂层经中性盐雾试验2000h后无明显红锈产生,涂层均没有肿胀开裂情况,说明铝基涂层的耐蚀性良好,铝基涂层能够抵御海洋腐蚀环境的侵蚀,满足MIL-PRF-24667标准的指标要求。