电弧熔覆ZrO_(2)颗粒增韧对硅化钼涂层的组织及力学性能的影响

作     者：王斌 孙顺平 王洪金 李小平 雷卫宁 WANG Bin;SUN Shunping;WANG Hongjin;LI Xiaoping;LEI Weining

作者机构：江苏理工学院江苏常州213001 江苏省先进材料设计与增材制造重点实验室江苏常州213001 

基　　金：国家自然科学基金(51401093) 江苏省高等学校自然科学研究重大项目(17KJA430006,18KJA430007) 江苏理工学院研究生创新实践计划项目(XSJCX20_33) 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2022年第36卷第13期

页      码：91-96页

摘      要：MoSi_(2)是一种极具应用前景的难熔金属涂层防护材料,但其室温脆性限制了其工程应用。本工作采用电弧熔覆技术制备MoSi_(2)涂层,运用Sigma500场发射扫描电镜、D8 Advance X射线衍射仪、显微硬度计及Nanovea Tribometer摩擦磨损试验机等研究ZrO_(2)的添加对MoSi_(2)涂层硬度、耐磨性和断裂韧性的影响,分析电弧熔覆后涂层的摩擦磨损机制和断裂韧性增韧机制。结果表明:电弧熔覆制备的涂层的组织形貌主要为胞状树枝晶,纯MoSi_(2)涂层主要由MoSi_(2)和Mo_(5)Si_(3)组成,而添加ZrO_(2)的复合涂层主要由MoSi_(2)、Mo_(5)Si_(3)、t-ZrO_(2)及m-ZrO_(2)组成。添加5%ZrO_(2)、10%ZrO_(2)、20%ZrO_(2)、30%ZrO_(2)(质量分数,下同)后涂层显微硬度分别提高了16.9%、20.8%、17.45%、51.4%。经过断裂韧性计算发现,添加20%ZrO_(2)的MoSi_(2)涂层的断裂韧性最高,约为纯MoSi_(2)涂层的六倍,这是由于ZrO_(2)分散了主裂纹应力,通过诱导裂纹偏转和微裂纹来抑制裂纹扩展。此外,通过摩擦磨损实验发现,添加20%ZrO_(2)后涂层的磨损量稳定,磨损表面平整,耐磨性能优异,其摩擦磨损机制主要是氧化磨损和轻微粘着磨损。

主 题 词：电弧熔覆 二硅化钼(MoSi_(2)) 氧化锆(ZrO_(2)) 耐磨性 断裂韧性 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.11896/cldb.21040249

馆 藏 号：203113232...