CMAS/AT13复合涂层的耐腐蚀性和磨损性

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为解决等离子喷涂陶瓷涂层普遍存在高孔隙率的问题,通过设计不同比例CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)玻璃粉掺杂Al2O3-13 wt.%TiO2(AT13)复合粉体,采用等离子喷涂技术分别制备了AT13涂层与CMAS/AT13复合涂层,利用扫描电子显微镜/能谱仪和 X 射线衍射技术对制备涂层的形貌和结构进行了表征,通过接触角测试仪测定其亲水性,使用UMT往复摩擦测试仪对涂层的摩擦磨损性能进行测试,并用漆膜划痕仪对涂层结合力进行评价,最后,对涂层浸泡腐蚀、盐雾腐蚀及电化学腐蚀数据进行分析。结果表明:CMAS/AT13复合涂层与AT13涂层物相保持一致,涂层组织更为致密,AT13、CA-1(CMAS/AT13 1:10)、CA-2(CMAS/AT13 2:10) 和 CA-3( CMAS/AT13 3:10)涂层的孔隙率分别为 13.2%、 11.4%、6.8%、8.8%;复合涂层的接触角增大,呈现疏水特性,显微硬度升高,表面粗糙度降低,摩擦系数较AT13涂层显著下降。玻璃粉掺杂不影响复合涂层与基材的结合强度。浸泡腐蚀、中性盐雾腐蚀及电化学测量数据证实,CMAS/AT13复合涂层具有更优异的长期耐腐蚀性能。综合而言,CA-2涂层兼具最好的耐磨损和耐腐蚀性能,有望通过等离子喷涂技术应用于腐蚀和磨损兼具工况条件下零件的表面防护。