基于激光裂解原位制备的SiC/Al2O3复相耐磨陶瓷涂层及磨损机理研究

基本信息
批准号:51805540
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:李恩重
学科分类:
依托单位:中国人民解放军陆军装甲兵学院
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:于鹤龙,王红美,郭伟玲,周新远,谭君洋,朱洪浩
关键词:
复相陶瓷涂层磨损机理聚合物激光裂解氧化铝碳化硅
结项摘要

With the rapid development of high-tech and industrial modernization, the working conditions of metal components and parts are becoming increasingly harsh. Ceramic coatings on metallic substrates have been applicated in industry due to its speciality that can enhance mechanical properties and corrosion resistance. In this project, we use the controlled high energy laser as heat source, then adding inert filler SiC particles and active filler Al powder, the SiC/Al2O3 ceramic composite coatings will be prepared on the metallic substrates. As a result, the generation of voids and cracks in the composite coatings will be effectively controlled by optimization of laser pyrolysis materials and laser pyrolysis process. Meanwhile, the composition, structure and distribution of each phase in the composite coatings will be analyzed and the microstructure evolution and interface characteristics of SiC/Al2O3 ceramic composite coatings will be studied. Then, the relationship between laser pyrolysis materials, laser pyrolysis process, composition of the ceramic composite coatings and antiwear properties can be built combining with the study of SiC/Al2O3 ceramic composite coatings composition, mechanical properties and tribological behavior. And it reveals the antiwear mechanism of SiC/Al2O3 ceramic composite coatings, which also provides a great potential of such simple and flexible method to fabricate SiC/Al2O3 ceramic composite coatings on metallic substrates.

高技术和工业现代化的持续高速发展使得金属零部件的工作条件日益苛刻,在金属表面制备耐高温、耐腐蚀、耐磨损的陶瓷涂层是提高机械零部件使用寿命的有效手段。本项目利用可控高能激光为热源,添加惰性填料SiC颗粒和活性填料金属Al粉,利用先驱体转化法在金属基体表面制备SiC/Al2O3复相陶瓷涂层,拟通过激光裂解材料体系和激光裂解工艺参数的设计和优化,有效控制复相陶瓷涂层中空隙和裂纹的产生,同时表征分析激光裂解非平衡状态下生成的复相陶瓷涂层中的各相成分、构成及分布,明确SiC/Al2O3复相陶瓷涂层微结构的演变规律及界面特征,结合复相陶瓷涂层的微观组成结构、力学性能和摩擦性能等的研究,建立激光裂解材料体系、激光裂解工艺、陶瓷涂层组成结构和减摩抗磨性能之间的映射关系,揭示SiC/Al2O3复相陶瓷涂层的磨损机理,为在金属表面原位制备高性能SiC/Al2O3复相陶瓷涂层提供科学支持。

项目摘要

高技术和工业现代化的持续高速发展使得金属零部件的工作条件日益苛刻,在金属表面制备耐高温、耐腐蚀、耐磨损的陶瓷涂层是提高机械零部件使用寿命的有效手段。本项目利用可控高能激光为热源,添加惰性填料SiC颗粒和活性填料金属Al粉,利用先驱体转化法在金属基体表面制备了SiC/Al2O3复相陶瓷涂层,通过激光裂解材料体系和激光裂解工艺参数的设计和优化,有效控制了复相陶瓷涂层中空隙和裂纹的产生,同时表征分析了激光裂解非平衡状态下生成的复相陶瓷涂层中的各相成分、构成及分布,明确了SiC/Al2O3复相陶瓷涂层微结构的演变规律及界面特征,为在金属表面原位制备高性能SiC/Al2O3复相陶瓷涂层提供科学支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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