等离子喷涂钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层制备及性能

作者：王志平 曹雨函 程涛涛 罗震 刘为东

单位：1.中国民航大学 天津市民用航空器适航与维修重点实验室2.河北工业大学机械工程学院3.天津大学材料科学与工程学院

关键词：钙镁铝硅酸盐 非晶陶瓷涂层 等离子喷涂 耐腐蚀性能 类块体材料

分类号：

出版年,卷(期):页码：2023,51(11):2780-2791

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20230363

摘要：

采用高温熔制法制备了1种Ca O?Mg O?Al2O3?SiO2非晶陶瓷材料，利用高速破碎技术和等离子喷涂技术在45号钢基体上制备得到钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层。对块状陶瓷和涂层的物相组成、显微硬度和微观形貌进行了分析，通过拉伸实验测试了涂层的结合强度。通过盐溶液浸泡腐蚀实验研究了涂层的耐腐蚀性能和腐蚀机理。结果表明：钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层的孔隙率为7.93%±3.27%，无明显层状结构，涂层显微硬度值为6.63 GPa，与块体材料相比仅降低了3.89%，非孔隙区域具有类块体陶瓷材料的显微结构和力学性能；涂层结合强度为(16.25±2.11) MPa，断裂发生在涂层与金属过渡层的界面处，与等离子喷涂其它陶瓷涂层的结合性能相当；通过1 000 h的浸泡腐蚀实验得到涂层试样的腐蚀速率为0.102 6 g·m?2·h?1，与基体试样相比降低了12.3倍，具有良好的耐腐蚀性能；分析腐蚀截面形貌发现，涂层的致密结构对腐蚀起机械隔绝作用，堆积在涂层孔隙与裂纹表面的腐蚀产物的溶解速率与腐蚀液渗至基体的速率达到平衡，减缓了腐蚀的发生。

基金项目：

天津市教委自然科学研究项目(2020KJ030)；天津市民用航空器适航与维修重点实验室开放基金项目“高熵氧化物陶瓷涂层制备及抗污损机理研究”；中国民航大学实验技术创新基金(2022CXJJ49)；

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参考文献：

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