龚伟
,
李华
,
周黎明
,
白朝中
,
王恩泽
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160206
为了提高钢基体微晶玻璃涂层的韧性,在Q235钢基体上采用涂搪法制备了钇稳定四方相氧化锆/Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2 (3Y-TZP/LZAS)微晶玻璃功能梯度涂层.采用XRD、SEM分析了梯度涂层的物相组成和微观结构,采用压痕法测试并计算了涂层的显微硬度和断裂韧性,通过粘接-拉伸法测试了涂层的结合强度.结果表明,3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层各层之间的界面结合紧密;涂层与钢基体依靠玻璃中的SiO2与铁的氧化物发生界面反应形成牢固的结合,反应产物为Fe2SiO4和FeSiO3;涂层的显微硬度和断裂韧性沿涂层厚度方向逐渐增大,涂层韧性提高是表面残余压应力增韧、3Y-TZP相变及3Y-TZP的颗粒增韧共同作用的结果;梯度涂层与Q235的结合强度达16.3 MPa.热震实验表明,梯度涂层在300℃下经历30余次热循环,表现出较好的抗热震性能.
关键词:
功能梯度涂层
,
微晶玻璃
,
涂搪法
,
微观结构
龚伟
,
周黎明
,
王恩泽
材料研究学报
设计了Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层,使用有限元软件分析了成分分布指数、梯度层数目和梯度层厚度等参数对涂层/基体界面残余热应力的影响.结果表明:功能梯度材料的最佳成分梯度指数为m=1;涂层最佳层数为3-5层;涂层最佳厚度为1-1.5 mm;涂层表层主要分布为径向压应力;在涂层/基体界面的边缘区域应力集中较为严重;涂层/基体界面处的径向应力、轴向应力和剪切应力与成分分布指数、梯度层数目和梯度层厚度有密切的关系.用涂搪法制备了梯度涂层,用X射线衍射法(XRD)测试了涂层表面残余应力,验证了有限元结果的准确性.
关键词:
材料表面与界面
,
微晶玻璃
,
有限元分析
,
功能梯度涂层
,
残余热应力
