27 / 2021-03-18 17:47:41

陶瓷纳米颗粒对大气等离子喷涂镍基涂层摩擦学性能的影响

大气等离子喷涂，陶瓷纳米颗粒，微观结构，摩擦学性能，边界润滑

为了研究陶瓷纳米颗粒对镍基涂层的微观组织结构、力学性能和摩擦学性能的影响，本文通过大气等离子喷涂技术在304不锈钢基体上分别制备了Ni60、5wt%SiC-Ni60和5wt%SiO₂-Ni60涂层。采用显微硬度仪、X射线衍射仪和扫描电镜对涂层的显微硬度、物相组成和微观组织结构等进行表征，并通过摩擦试验机和光学3D显微镜分别测量涂层的摩擦系数和体积磨损率。实验结果表明，陶瓷纳米颗粒具有明显增强显微硬度、减摩和抗磨作用。相比于Ni60涂层，5wt%SiC-Ni60和5wt%SiO₂-Ni60复合涂层具有更高的显微硬度和致密度，在干摩擦和水润滑条件下均表现出更优的摩擦学性能。磨损表面分析发现，陶瓷纳米颗粒对涂层磨损表面的凹坑具有显著填充和抛光作用。特别是在水润滑条件下，暴露或释放在摩擦界面的SiC纳米颗粒可发生摩擦水解反应，生成的SiO₂及其凝胶等产物覆盖在磨擦表面，起到良好的边界润滑效果。