梯度結(jié)構(gòu)對氧化鋁陶瓷涂層結(jié)合強(qiáng)度及抗沖擊性能影響的試驗(yàn)研究

編號：CPJS02230

篇名：梯度結(jié)構(gòu)對氧化鋁陶瓷涂層結(jié)合強(qiáng)度及抗沖擊性能影響的試驗(yàn)研究

作者：程西云； 肖舒； 何俊

關(guān)鍵詞：梯度涂層； 結(jié)合強(qiáng)度； 沖擊載荷； 失效分析

機(jī)構(gòu)： 汕頭大學(xué)工學(xué)院

摘要： 理論分析表明梯度結(jié)構(gòu)能有效減緩氧化鋁陶瓷層與基體結(jié)合面上的應(yīng)力突變,涂層內(nèi)部最大Mises應(yīng)力明顯降低,合理的梯度結(jié)構(gòu)能改善涂層內(nèi)部Mises應(yīng)力分布,改變應(yīng)力分布特征。為驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性,采用等離子噴涂制備具有不同冪指數(shù)分布特征的6層"三明治"式梯度結(jié)構(gòu)涂層,對梯度涂層結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并試驗(yàn)研究涂層的結(jié)合強(qiáng)度及抗沖擊性能。結(jié)果表明:試驗(yàn)用梯度結(jié)構(gòu)具備p=0.25、1.0、4.0次方冪指數(shù)梯度結(jié)構(gòu)特征,不同結(jié)構(gòu)梯度層結(jié)合強(qiáng)度均在14.0～18.0MPa,冪指數(shù)p=1.0的涂層結(jié)合強(qiáng)度最好,而冪指數(shù)p=0.25涂層抗沖擊性能最好,較線性結(jié)構(gòu)梯度涂層提高了30%,較冪指數(shù)p=4.0結(jié)構(gòu)的梯度涂層提高了45%,沖擊失效后涂層截面分析證實(shí)p=0.25次方冪指數(shù)梯度結(jié)構(gòu)減少了表面陶瓷層的應(yīng)力,減緩了陶瓷層基體間應(yīng)力突變梯度,涂層失效是從底層開始的,失效形式為梯度涂層層狀結(jié)構(gòu)間出現(xiàn)分層,而p=1.0、4.0次方冪指數(shù)梯度結(jié)構(gòu)涂層沖擊失效表現(xiàn)為表面陶瓷層脫落。