等離子弧堆焊條件下ZrB-,2-陶瓷涂層的原位合成技術(shù)的探索.pdf

1、二硼化鋯由于其極強(qiáng)的耐高溫、耐腐蝕性能，近年來一直是材料科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。但是作為一種特異的高溫性能的功能材料，ZrB2涂層的制備卻十分的困難，并且難以獲得大厚度的致密涂層。由于等離子熔覆具有設(shè)備簡單、熔覆效率高的特點(diǎn)，可用于制備大厚度的、致密的含ZrB2的金屬陶瓷涂層。
　　 本文采用等離子弧堆焊設(shè)備，通過鋯與硼合金粉末之間的高溫冶金反應(yīng)，用等離子弧堆焊的方法探索原位合成以ZrB2為骨架的大厚度陶瓷涂層的方法。實(shí)驗(yàn)中主要探索了

2、兩種方法，一是用硼鐵與鋯反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)制備的涂層與基體間雖然能達(dá)到冶金結(jié)合，但是生成的ZrB2很少。這顯然不能滿足我們的要求。因此，決定采用含硼量比較高的碳化硼為原料來制備含ZrB2的梯度涂層，通過XRD分析及用絕熱法對涂層物質(zhì)進(jìn)行定量計(jì)算，發(fā)現(xiàn)生成的ZrB2含量比較多，并且形成了含ZrB2的梯度涂層。得到這種梯度涂層材料的使用性能大幅提高，因此用碳化硼和鋯為原料制備含ZrB2的堆焊層比較好。同時(shí)發(fā)現(xiàn)涂層的組成物質(zhì)除了ZrB2外還有FeB和

3、C。本文對反應(yīng)過程中可能發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行熱力學(xué)的計(jì)算，為研究涂層原位合成制備過程的化學(xué)冶金過程提供理論依據(jù)。通過在圖層中添加變質(zhì)劑SiC來改變圖層的組織收到比較好的效果。加入SiC可以有效地細(xì)化晶粒并且能夠形成ZrB2-ZrC-SiC復(fù)相陶瓷，用這種方法得到的涂層中ZrB2的含量大幅提高，實(shí)驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)FeB并且涂層中缺陷比較少。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過改變焊接過程中轉(zhuǎn)移弧電流的大小和改變SiC的含量能夠得到不同的復(fù)相陶瓷組織。
　　 本文通