热喷涂陶瓷-金属复合材料点阵压痕的应用

应用领域:地矿/钢铁/有色金属,地矿/钢铁/有色金属

检测样品:不锈钢基体

检测项目:点阵压痕实验

参考标准:ISO 14577

方案摘要

  热喷涂是一种涂层加工工艺,其中一些原料(通常是粉末的形式)在高温下熔化,同时加速并沉积在基材上,并在基材上固化(见图1)[1-4]。沉积涂层有许多用途,主要是增加耐磨性和抗热性,防腐蚀和硬度。该工艺已被许多行业采用,热喷涂涂料(TSC)也得到了广泛的应用。应用案例包括飞机引擎,造纸工业,化学工业,和独立的陶瓷部件上,虽然具有广泛的工业应用,仍然再继续研究这些涂层,尤其是它们的机械性能。这主要是由于热喷涂(通常)是在高温下进行操作,然后在较低温度下快速凝固,这导致了不同的形成阶段。此外,大多数喷涂材料含有几种不同性质的成分,使其结构具有很强的异向性。因此,测定这些非均质材料(沉积物)的力学性能是一项具有挑战性的任务,有几种常用的方法来测定其机械性能:三点弯曲,拉伸测试,维氏微硬度。然而,这些方法测试了大量的材料,这些不一定考虑这些涂层的非均质结构。仪器化压痕测试(IIT,通常称为纳米压痕)具有对材料上特定位置进行局部测试的能力,从而获得涂层机械性能的重要信息,而这些信息都很难通过其他方法获得。此外,仪器化压痕可以应用点阵模式,在更大的面积做一个矩阵式的压痕。随后对结果统计评估,获得了各个相的硬度和弹性模量[5-7]。当对非常小的结构单元对材料进行压痕测试时,这种方法尤其有用,因为局部压痕非常困难,甚至不可能实现[8,9]。本应用报告将演示点阵压痕法在热喷涂涂层上的应用,由于其具有突出的非均质结构,点阵压痕法尤其具有优势。在Skoda研究公司(Plzen,捷克共和国),点阵压痕法已应用于使用高速氧燃料(HVOF)沉积方法的陶瓷-金属复合材料。

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