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固相反应型Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层形成机理及力学性能研究

林鹏  
【摘要】:以Al-TiO_2-B_2O_3为反应体系,经机械球磨制成超细粉体,混以一定比例的磷酸二氢铝胶粘剂涂覆于Q235钢表面进行热固化,通过粉体颗粒之间的固相反应于700℃原位合成了Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层。 用SEM、激光粒度分布仪、XRD、DTA等设备和手段研究了Al-TiO_2-B_2O_3复合粉体的微观形貌、粒度分布、物相组成、晶粒度变化等机械力化学及热化学特征;采用热力学、动力学方法研究了涂层的形成机理,并对涂层的结合强度、耐磨性等力学性能进行了测试。 结果表明,机械力化学作用使Al-TiO_2-B_2O_3体系的热化学反应在670℃就可发生,由此在700℃制备的涂层,其物相组成为Al_2O_3,TiB_2并含少量未发生反应的Al,TiO_2以及辅料反应生成的Cr_2O_3和MgAl_2O_4等。当涂层骨料中Al、TiO_2、B2O_3物质的量比为10:3:3,骨料与粘结剂的质量比为1.5:1时,涂层性能最佳,结合强度可达13.4MP,热震次数可达45次;耐磨性提高为基底的3.21倍。


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