基于熱噴涂技術(shù)壓電陶瓷涂層的制備與性能研究.pdf

1、熱噴涂技術(shù)是制備零件基體表面涂層的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)對涂層疲勞磨損失效的判斷主要是依靠涂層局部斷裂后噪聲和產(chǎn)生的機(jī)械振動等信號的采集分析，這是一種涂層失效后進(jìn)行的判斷，涂層服役過程中，其動態(tài)損傷無法實(shí)時(shí)感知，采用熱噴涂技術(shù)制備壓電涂層對涂層在服役過程中的損傷實(shí)施監(jiān)測是一個(gè)新研究方向。
　　本文主要研究了噴涂方法制備PZT壓電涂層。采用固相燒結(jié)的方法制備PZT噴涂粉末，通過對粉末物相組成，顯微結(jié)構(gòu)等的分析，確定制備PZT噴涂粉末的燒

2、結(jié)工藝，用超音速等離子在45＃鋼基體表面制備PZT涂層，首先進(jìn)行正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定PZT粉末的最佳噴涂參數(shù)，分別使用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀和納米壓痕儀等檢測手段對涂層的表面及界面形貌、相結(jié)構(gòu)、顯微硬度和納米力學(xué)性能等進(jìn)行檢測，另外，在涂層表面制備銀電極，利用阻抗分析儀和壓電常數(shù)d33測量儀對PZT涂層電學(xué)性能進(jìn)行了測試，優(yōu)化并最終確定涂層的極化工藝。
　　結(jié)果表明：（1）固相燒結(jié)方法制備PZT粉末的燒結(jié)工藝為65

3、0℃下保溫1.5小時(shí)，然后升溫至850℃保溫2小時(shí)，最后在1200℃下保溫4小時(shí)，燒結(jié)后粉末相結(jié)構(gòu)良好；（2）超音速等離子噴涂工藝參數(shù)對PZT涂層綜合性能的影響主次順序依次為：Ar氣流量>噴涂距離>噴涂電流>噴涂電壓，最佳噴涂工藝為噴涂電流400A，噴涂電壓120V，氬氣流量3.2m3/h，噴涂距離100mm；（3）優(yōu)化后的PZT涂層具有較平整的表面形貌，結(jié)合強(qiáng)度為41.3MPa，結(jié)構(gòu)致密，孔隙率為1.62％，平均顯微硬度為568.9H