【摘 要】
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近几年,稀土元素凭借其优化微结构的功能引起了越来越多学者的关注,许多结果均显示稀土元素对涂层防腐及耐磨性能的增强效应.然而这些研究主要倾向于稀土元素对金属或合金涂层的性能影响.稀土元素对陶瓷涂层尤其氧化铝涂层的微结构及相应摩擦学性能的影响尚未研究透彻.本研究以氧化钇为添加物,不仅因其本身为稀土氧化物而且其具有与氧化铝在高温下发生化学反应的能力,考察氧化钇的添加对氧化铝涂层的影响可为扩大稀土的应用范
【机 构】
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中国科学院上海硅酸盐研究所 特种无机涂层重点实验室,上海 201899;中国科学院大学 北京200050
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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近几年,稀土元素凭借其优化微结构的功能引起了越来越多学者的关注,许多结果均显示稀土元素对涂层防腐及耐磨性能的增强效应.然而这些研究主要倾向于稀土元素对金属或合金涂层的性能影响.稀土元素对陶瓷涂层尤其氧化铝涂层的微结构及相应摩擦学性能的影响尚未研究透彻.本研究以氧化钇为添加物,不仅因其本身为稀土氧化物而且其具有与氧化铝在高温下发生化学反应的能力,考察氧化钇的添加对氧化铝涂层的影响可为扩大稀土的应用范围提供一定的基础研究数据指导.本研究以微米氧化铝及氧化钇粉为原料,采用大气等离子体喷涂技术制备了氧化铝及氧化铝-氧化钇复合涂层.对两种涂层的相组成、微结构、硬度、导热及干摩擦下的滑动磨损行为进行了考察和对比.结果 显示氧化铝-氧化钇复合涂层的界面结合紧密,气孔率低,涂层中发现化学反应的生成物.通过XRD最强衍射峰强度推知,在纯氧化铝涂层中α-Al2O3/γ–Al2O3的质量比约为0.08,而在氧化铝-氧化钇复合涂层中此值为0.53.该值的显著提高预示氧化钇的添加有利于稳定涂层中α-Al2O3.同时,添加氧化钇有利于提高涂层的导热性能.此外,氧化铝-氧化钇复合涂层/石墨在磨损中表现出更稳定的摩擦系数,这可能源于复合涂层磨损表面形成了更加有效及稳定的石墨转移膜.氧化铝-氧化钇复合涂层凭借较少的磨损量展现出优于氧化铝涂层的耐磨性能.
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