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纳米陶瓷等离子喷涂层硬度的Weibull分布及与涂层组构的对应特性

毕恩兵 , 孙宏飞 , 王灿明 , 李冲 , 袁博 , 左俊文 , 文方贤

材料保护

等离子喷涂层的硬度是反映其耐磨性、强度、使用寿命的重要指标，它与涂层的组构有对应的关系，但其测定结果分散性较大。为了精确测量陶瓷等离子喷涂层的硬度，在NiCrAl合金表面等离子喷涂制备了Al2O3-13％TiO2（AT13）纳米陶瓷涂层（nee）和对照用微米涂层（mcc），采用显微硬度测试仪测量了其显微硬度，研究了其Weibull分布特性，通过SEM、XRD等分析了nee涂层显微硬度与微观组织结构的关系，并通过TEM对涂层的微区结构进行了表征。结果表明：ncc涂层的平均显微硬度显著高于mcc，且呈双态分布；两者硬度的Weibull分布呈分散性，但nee涂层的分布较均匀，微裂纹细小且粒径小，以α-Al2O3和γ-Al2O3及少量金红石型Ti02为主要物相；ncc涂层具有优异的力学性能主要归因于其组织的晶粒细化、纳米TiO2颗粒镶嵌于Al2O3孔隙中、Al2O3微晶弥散分布、微裂纹韧化等。

关键词: 等离子喷涂 , Al2O3—13％TlO2 , 纳米陶瓷涂层 , 显微硬度 , Weibull分布 , 微观组织