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等离子喷涂纳米Al2O3-13wt% TiO2涂层组织与性能的双态分布特性研究
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB383[一般工业技术—材料科学与工程] TG174[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]河北工业大学河北省新型功能材料实验室,天津300130, [2]军事交通学院装运机械系,天津300161
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China(51072045); Key Lab for New Type of Functional Materials in Hebei Province
中文摘要:

采用由喷雾造粒制备的纳米团聚粉末并通过等离子喷涂制备出纳米Al2O3-13wt%TiO2涂层.研究分析了涂层的相组成、显微结构、硬度及断裂韧性,结果发现,该纳米涂层呈现出由两部分不同区域组成的双态分布结构:一部分为完全熔化后凝固形成的层状结构;另一部分则为部分熔化的粒状结构,其内保留来源于喷涂喂料的纳米或亚微米粒子.涂层中与未熔纳米α-Al2O3粒子含量成比例的部分熔化区百分数可以通过调整关键喷涂工艺参数(CPSP)来控制.纳米涂层所具有的这种混合结构特性,可以被其力学性能的双态分布特征所证实.Weibull统计分析表明,涂层的显微硬度和断裂韧性均呈现出双态分布,部分熔化区的显微硬度及其分散性均比完全熔化区低,而其断裂韧性及其分散性则均比完全熔化区高.

英文摘要:

Nanostructured Al2OB3-13wt% TiO2 coatings were prepared by plasma spraying agglomerated nanocrystal-line powders formed via spray drying method.The phase composition,microstructure,microhardness and fracture toughness of the coatings were investigated.It is found that the nanostructured coatings exhibited a unique bimodal microstructure consisting of two distinct regions:one of the regions is Fully Melted(FM) and solidified as lamellar structure,and the other is Partially Melted(PM) particulate microstructure with embedded nano or sub-micron parti-cles retained from the starting powders.Furthermore,the percentage of PM region,which is proportional to unmelted α-Al2O3 nanoparticles,in the coatings can be controlled by the critical plasma spray parameter.Such a characteristic of blended microstructure of the coatings is clearly confirmed from a bimodal distribution of their mechanical properties.The Weibull statistical analysis shows that the microhardness and fracture toughness of the coatings present a bimodal distribution,the mean value and the dispersity of microhardness of PM region are lower than those of FM region,but the mean value and the dispersity of fracture toughness of PM region are both higher than those of FM region.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),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),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274