论文部分内容阅读
为解决氧化锆陶瓷涂层和金属基体之间结合不牢固,涂层易剥落等问题,本文采用预渗入法衬瓷技术制备陶瓷涂层,即在坯体中加入造孔剂,预烧后坯体表面形成微孔;将陶瓷复合粉料浆施于坯体表面,在未烧结前陶瓷颗粒就渗入到基体孔洞中,形成自然成分梯度层。烧结后衬瓷层与基体之间结合牢固、界面强度高,从而克服了以往衬瓷层与基体之间因热膨胀系数相差较大,而在使用中出现剥落的问题。为对比预渗入法衬瓷效果,本文研究了加一层Fe-Al合金作为过渡层的方法。铁、镍等粉料加入造孔剂作为坯体原料,以镍+纳米5Y-ZrO2为主要成分制成陶瓷复合粉料浆施于坯体表面,再通过烧结工艺制备出带有衬瓷层的复合衬瓷材料。烧结采用真空或通入氩气两种方式进行保护。实验结果表明,通过对比淀粉和木屑两种造孔剂,发现淀粉更有利于预渗入法衬瓷,并确定了淀粉最佳加入量为10%。用SEM对显微组织进行分析。通过对比陶瓷复合粉成分发现,其中镍含量高、氧化锆含量低时,衬瓷层界面结合致密;反之,界面结合疏松,且出现少量微裂纹;实验结果表明,成分为P2（镍76%+氧化锆20%）,以工艺W2（1020℃×60min,加氩气保护）烧结所得的衬瓷层最优。对比氩气保护和真空烧结样品的衬瓷层厚度、致密性及分布均匀性,发现前者均优于后者;对比不同烧结温度下的衬瓷层组织,发现烧结温度较低时,组织比较疏松,原因是金属粉难以充分扩散,因此对陶瓷颗粒包覆不够紧密;在1050℃烧结时,可以确保金属粉扩散充分,对陶瓷颗粒的包覆最为紧密。以Fe-Al合金作为过渡层制备的衬瓷层,烧结工艺参数对衬瓷层界面有重要影响,在最佳烧结温度范围（1050℃～1075℃）内,衬瓷层与基体结合牢固;但保温时间可以适当调节,如果烧结温度接近上限,则可适度缩短保温时间;反之则可适当延长保温时间;但当烧结温度过高时,会导致衬瓷层与基体之间出现明显裂纹,原因可能是陶瓷颗粒与金属之间热膨胀系数不同。