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超音速等离子喷涂制备 Cr2O3涂层的显微组织及抗热震性能
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB321[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055, [2]西安交通大学,金属材料强度国家重点实验室,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51002114);陕西教育厅基金项目(2010JK654);西安建筑科技大学课题(RC0912)资助项目
中文摘要:

为了研制一种新型连铸结晶器材料,采用高效能超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备了 Cr2O3陶瓷涂层。使用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、图形软件、彩色 3D 激光显微镜和显微硬度计对涂层进行了表征及分析,分别在 450 ℃和 600 ℃对涂层进行了热震试验。结果表明,涂层继承了起始粉末的物相,但是 Cr2O3的结晶度有所差异;陶瓷涂层表面为良好熔化区和部分熔融颗粒组成的双态组织,涂层断口形貌为典型的片层状组织,涂层截面可见均匀分布的富铬带。涂层孔隙率为 1.2%,表面粗糙度为 4.763 μm,Vickers 显微硬度为 1 628 MPa。试样在 450 ℃和 600 ℃分别经历了均值为 127.4 和 58.6 次热震循环后,其半球顶端出现大面积剥落,但圆柱主体部分完好,表明 Cr2O3陶瓷涂层具备良好的抗热疲劳性能,超音速等离子喷涂适合于结晶器铜板表面涂层的制备。

英文摘要:

Cr2O3 based (Cr2O3-Ni-5%Al) coatings as an alternative for mold materials were deposited onto a pure copper substrate via a supersonic atmosphere plasma spray (SAPS). The coatings were examined by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, image software, color 3D laser scanning microscopy and micro-hardness tester, respectively. The thermal shock test was conducted at 450 ℃ and 600 ℃, respectively. There was a slight difference between the crystalline degrees of Cr2O3 without the phase transfor- mation at various temperatures. The as-sprayed coating displayed a bimodal surface microstructure, which composed of well melted regions and partially melted particles. Furthermore, a typical porous lamellar structure was observed in the fracture surface, and the chromium-rich regions were uniformly dispersed in the cross-section of the as-sprayed coating. The Cr2O3 coating possessed the sur- face roughness value (Ra) of 4.763 μm, porosity of 1.2% and micro-hardness of 1 628 MPa. The hemispherical dome of samples spalled with the greater surface area after 127.4 and 58.6 average thermal shock cycles but the main part of cylindrical samples was intact, so the coating exhibited the superior thermal shock resistance. The results show that this supersonic atmosphere plasma spray method is suitable for the preparation of the extreme temperature variations coating for casting mould.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713