3Y-TZP-LZAS梯度涂層的制備、性能及組織結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、金屬基微晶玻璃涂層具有高強(qiáng)度、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)異性能，已成為當(dāng)前耐磨材料的研究熱點(diǎn)。但微晶玻璃屬于脆性材料，韌性較低，在沖蝕條件下其磨損情況嚴(yán)重。本文采用功能梯度涂層的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)在微晶玻璃中逐層添加一定組分3Y-TZP(3 mol％氧化釔穩(wěn)定的四方相氧化鋯)顆粒對(duì)微晶玻璃涂層進(jìn)行增韌處理，從而有效解決了微晶玻璃脆性大的缺點(diǎn)。研究了3Y-TZP/Li2O-ZnO-Al2O3–SiO2(LZAS)微晶玻璃梯度涂層的制備、組織結(jié)構(gòu)及性能，

2、重點(diǎn)對(duì)梯度涂層材料的多次燒成特性和沖蝕磨損機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　本文采用涂搪法燒結(jié)制備了Q235鋼基體3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂層，并對(duì)涂層的制備、組織結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行研究。研究表明：梯度涂層各層之間界面結(jié)合緊密，無(wú)裂紋缺陷。梯度涂層的顯微硬度和斷裂韌性隨著3Y-TZP含量的逐層增加而增大。梯度涂層與Q235鋼結(jié)合強(qiáng)度較高，達(dá)16.3 MPa。梯度涂層在300℃下熱循環(huán)30余次，表現(xiàn)出較好的抗熱震性能。
　　研究

3、了多次燒成對(duì)3Y-TZP/LZAS微晶玻璃梯度涂層組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明：多次燒成能夠促進(jìn)涂層材料中晶粒的析出和長(zhǎng)大，但沒(méi)有新的晶相產(chǎn)生；多次燒成導(dǎo)致材料氣孔率上升，致密度下降，性能降低；在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量制取少層數(shù)的梯度涂層。
　　利用自制的沖蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，在15°、30°、45°、60°、75°和90°沖蝕角下，控制沖蝕時(shí)間分別對(duì)不同層數(shù)梯度涂層進(jìn)行沖蝕，測(cè)定體積沖蝕磨損率,并與 Q235鋼作對(duì)比，研究不同

4、沖蝕角度下梯度涂層的沖蝕磨損機(jī)制。結(jié)果表明：梯度涂層的體積沖蝕磨損率隨沖蝕角度增大均呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，并在60°時(shí)達(dá)到最大值；梯度涂層的抗沖蝕性能隨著層數(shù)的增加而增強(qiáng)；低角度下沖蝕機(jī)制主要為切削、犁削效應(yīng)引起的切削磨損，高角度下的沖蝕機(jī)制主要為捶擊鍛打效應(yīng)引起的脆性斷裂，60°沖蝕角下捶擊鍛打效應(yīng)和切削、犁削效應(yīng)都比較強(qiáng)，涂層磨損量最大。梯度涂層在15°~30°低沖蝕角下體現(xiàn)出比 Q235鋼更優(yōu)異的抗沖蝕性能，因此梯度涂層更適于